今日Nature双发：调免疫脆弱拟杆菌 & 促癌转移棕榈油 | 热心肠日报

今天是第1996期日报。

Nature：脆弱拟杆菌利用膳食氨基酸产生调控宿主免疫的代谢物

Nature[IF:49.962]

① 脆弱拟杆菌（Bf）产生的α-半乳糖神经酰胺类分子（BfaGC）有不同的二氢鞘氨醇链和脂肪酰链结构，影响其免疫调节效应；② Bf从宿主肠道中摄取膳食支链氨基酸，将其整合进BfaGC分子，形成BfaGC的末端分支结构；③ 不能代谢支链氨基酸的Bf突变株产生的BfaGC支链减少，在小鼠体内可影响对结肠NKT细胞的调控；④ 含支链（而非直链）二氢鞘氨醇的BfaGC能激活NKT细胞（如诱导IL-2高表达）；⑤ BfaGC可作为配体被CD1d呈递，继而被NKT细胞受体识别。

Host immunomodulatory lipids created by symbionts from dietary amino acids
11-10, doi: 10.1038/s41586-021-04083-0

【主编评语】肠道菌群产生的效应分子，对宿主肠道免疫的成熟和调节有重要作用，其中涉及的微生物代谢产物及其作用机制仍待深入挖掘。Nature最新发表的一项研究报道了这样一个范式，在结构和分子水平上，阐释了一种具有免疫调节作用的共生菌代谢物，及其与饮食、菌群和免疫系统的互作和机制。该研究表明，脆弱拟杆菌能通过代谢宿主的膳食支链氨基酸，产生独特的α-半乳糖神经酰胺类代谢物，这类代谢物可作为CD1d配体被呈递给NKT细胞，从而调节肠道免疫。（@mildbreeze）

Nature：棕榈油如何促进癌症转移

Nature[IF:49.962]

① 膳食棕榈酸（PA）可促进小鼠癌症转移，而油酸或亚油酸不能；② 短期高棕榈油喂养，或短暂暴露于PA，足以使癌细胞产生促转移“记忆”，植入饮食正常的小鼠后仍有强转移性；③ 这种记忆依赖于癌细胞的脂肪酸转运体CD36，且与甲基转移酶Set1介导的H3K4me3表观遗传的稳定变化有关；④ 该表观遗传变化主要影响肿瘤的神经相关基因表达，由转录因子EGR2介导；⑤ 癌细胞产生的神经肽甘丙肽可刺激肿瘤内的施旺细胞分泌特定的胞外基质，从而促癌转移。

Dietary palmitic acid promotes a prometastatic memory via Schwann cells
11-10, doi: 10.1038/s41586-021-04075-0

【主编评语】很多研究表明，饮食与癌症密切相关，脂肪酸代谢的变化被认为是促进癌细胞转移的一个关键。Nature发表的一项最新研究发现，棕榈油中富含的一种脂肪酸——棕榈酸（PA）能诱导癌细胞发生稳定的转录和染色质变化，从而形成长期的促转移“记忆。这种由PA促进的癌症转移，需要肿瘤内的施旺细胞（一种神经胶质细胞）产生特定的细胞外基质来提供“帮助”。这些发现为研发预防和减轻癌症转移的干预方法（如减少棕榈油摄入），提供了新思路和新靶点。（@mildbreeze）

Nature子刊：IBS与情绪和焦虑障碍疾病有共同的遗传途径

Nature Genetics[IF:38.33]

① IBS由脑-肠互作失调引起，识别易感基因利于研究病生理机制，但既往研究仅发现一种变异(rs10512344)；② 2006-2010年UKB招募53400病例和433201对照进行全基因组SNP表型分析；③ 确定6个独立易感位点（NCAM1、CADM2、PHF2/ FAM120A、DOCK9、CKAP2/TPTE2P3和BAG6），前4个在神经系统表达，与情绪和焦虑障碍表型相关；④ IBS风险与焦虑、神经质和抑郁之间存在着较强的全基因组相关性；⑤ 这是由于共同的致病途径，而不是例如焦虑引起的腹部症状。

Genome-wide analysis of 53,400 people with irritable bowel syndrome highlights shared genetic pathways with mood and anxiety disorders
11-05, doi: 10.1038/s41588-021-00950-8

【主编评语】肠易激综合征（IBS）是脑肠相互作用紊乱的结果，可家族聚集。Nature Genetics近期发表的文章，通过对53400病例和433201对照进行全基因组SNP表型分析，发现6个易感基因，同时揭示出焦虑、神经质、抑郁等和IBS之间具有共同的致病途径，而不是例如焦虑引起的腹部症状。这或可解释精神活性药和行为疗法有效性，神经元功能或可成为治疗靶点。（@章台柳）

分析9000+患者，揭示IBD中的脑-肠双向影响

Gut[IF:23.059]

① 纳入12个纵向队列的研究（均关于脑-肠，3项关于肠-脑），对9192名IBD患者进行荟萃分析；② 基线时有焦虑症状的患者，后续发生IBD不良结局的风险升高：治疗升级、住院、急诊就诊的风险分别升高68%、72%和30%；③ 基线时有抑郁症状的患者，后续发生IBD不良结局的风险也升高：IBD复发、治疗升级、住院、急诊就诊、手术的风险分别升高60%、41%、35%、38%和63%；④ 基线时IBD症状发作的患者，未来出现焦虑或抑郁症状的风险分别升高124%和49%。

Bidirectional brain-gut axis effects influence mood and prognosis in IBD: a systematic review and meta-analysis
11-01, doi: 10.1136/gutjnl-2021-325985

【主编评语】越来越多的研究开始聚焦炎症性肠病（IBD）中的脑-肠和肠-脑的双向互作。Gut近期发表的一项研究，纳入了9000余名IBD患者的随访数据，分析了随访开始时的焦虑或抑郁症状对患者之后的IBD不良结局的影响，以及IBD疾病活动对患者后续产生焦虑或抑郁症状的影响，表明脑-肠轴对IBD患者的疾病预后和常见精神障碍的发生具有双向影响，提示应为这些患者提供心理治疗支持。（@mildbreeze）

方晓东+卞兆祥+李帅成：IBS患者的代谢组和菌群变化

ISME Journal[IF:10.302]

① 基于发现和验证队列（330和101人）分析IBS患者的粪便和血清代谢组及粪便菌群；② 相较于健康人，IBS患者菌群失调程度不大，但血清代谢物差异明显，能有效鉴别患者与健康人；③ IBS患者有726种血清代谢物的含量改变，一类脂肪酰辅酶A富集；④ 鉴定出IBS中改变的粪便代谢物和细菌之间的522个关联，3种肠菌与叶酸中间产物二氢蝶酸含量较低相关；⑤ 在粪便和血清代谢组中，色氨酸/5-羟色胺代谢失调（转向生成犬尿氨酸）与IBS抑郁程度相关。

Altered metabolome and microbiome features provide clues in understanding irritable bowel syndrome and depression comorbidity
11-08, doi: 10.1038/s41396-021-01123-5

【主编评语】ISME Journal近期发表了广州中医药大学方晓东、香港浸会大学卞兆祥、香港城市大学李帅成作为共同通讯作者的研究，通过对两个队列共400余人的粪便和血清样本进行分析，揭示了肠易激综合征（IBS）患者中的血清/粪便代谢组的改变及其与肠道微生物组的关系。该研究强调了IBS中的血清代谢物变化或能用于临床诊断，提示代谢失调或参与了IBS的发病机理，并为理解IBS抑郁症的合并症提供了新的线索。（@mildbreeze）

谢鹏+魏泓：菌群相关抑郁症中的肠-脑轴蛋白质组学分析

Translational Psychiatry[IF:6.222]

① 给无菌小鼠移植来自重度抑郁症患者的肠道菌群，可使小鼠出现抑郁样表型；② 定量蛋白质组学分析表明，这些小鼠的前额叶皮层（PFC）、肝脏、盲肠和血清中的蛋白质水平发生改变，且PFC和肝脏的蛋白质表达变化模式与慢性应急模型的不同；③ 分析菌群相关的肠-脑轴蛋白质模块表明，肠-脑轴的蛋白质变化涉及代谢过程和炎症反应等多种生物学功能，其中能量代谢是蛋白质网络的核心变化。

Proteomics analysis of the gut-brain axis in a gut microbiota-dysbiosis model of depression
11-08, doi: 10.1038/s41398-021-01689-w

【主编评语】肠道菌群可能通过肠-脑轴影响抑郁症的发生发展。重庆医科大学谢鹏团队和第三军医大学魏泓团队合作，近期在Translational Psychiatry发表研究，在移植了抑郁症患者肠道菌群的小鼠模型中，揭示了肠道菌群失调相关的肠-脑轴蛋白质表达和功能的改变，为进一步理解菌群在抑郁症中的作用带来了新启示。（@mildbreeze）

原田+刘志刚：芝麻酚通过肠/脑轴改善阿尔兹海默症小鼠的认知功能

Journal of Agricultural and Food Chemistry[IF:5.279]

① 补充芝麻酚（0.075 w/w %）可增强AD小鼠的空间记忆和学习能力，改善神经元损伤，减少β-淀粉样蛋白积累；② 补充芝麻酚可改善AD小鼠的海马体突触功能障碍，抑制脑内神经炎症（抑制小神经胶质细胞的过度活化、脑内TNF-α及IL-1β的过度表达）；③ 补充芝麻酚重塑了AD小鼠的肠道菌群结构，显著提高短链脂肪酸含量，且短链脂肪酸与认知功能存在强相关性；④ 补充芝麻酚可保护肠道屏障的完整性，防止LPS易位进入血清。

Sesamol Attenuates Amyloid Peptide Accumulation and Cognitive Deficits in APP/PS1 Mice: The Mediating Role of the Gut-Brain Axis
10-20, doi: 10.1021/acs.jafc.1c04687

【主编评语】西北农林科技大学的原田、刘志刚作为通讯作者在Journal of Agricultural and Food Chemistry上发表的一项最新研究，在阿尔茨海默症（AD）小鼠模型中，补充芝麻酚可降低β-淀粉样蛋白累积、抑制神经炎症、调节肠道菌群、增强肠道屏障完整性，从而改善认知功能。（@aluba）

Piezo2+特化应力感受上皮细胞或带来“肠道触感”

Gastroenterology[IF:22.682]

① 胃肠道（GI）需感知腔内容物物化性质以助消化；② 肠道内分泌细胞（EECs）亚群表达机械门控离子通道Piezo2，发育、功能类似皮肤神经纤维末梢的触觉细胞；③ 通过EECs光遗传学处理+Piezo2敲除小鼠模型+单细胞RNA测序+光电生理学+光器官浴等方法，证实EECs有应力感受上皮细胞转录特性，且胃肠道固有的触觉敏感性有赖于Piezo2通路；④ EECs与内脏机械感觉功能障碍疾病相关，或改变GI运动、影响饮食相关的肠道菌群代谢。

Specialized mechanosensory epithelial cells in mouse gut intrinsic tactile sensitivity
10-21, doi: 10.1053/j.gastro.2021.10.026

【主编评语】Gastroenterology最新发表的文章，阐述一种如肌肤触觉般的“肠道触感”。通过Piezo2+特化应力感受上皮细胞调节肠道运动。是一个篇非常基础的研究。（@solo）

Cell子刊：肠上皮和髓系细胞交换MHC-II调控肠道免疫

Cell Reports[IF:9.423]

① MHC-II在肠上皮细胞（IEC）中差异性表达，且与肠道菌群的诱导作用有关；② IEC特异性缺失MHC-II的小鼠整体呈现健康状态，但细菌结合IgA、Treg和免疫选择性降低；③ 这与回肠中个体间微生物群变异增加和两个分类群的比例改变有关，而回肠IEC上MHC II表达最高；④ 肠道巨噬细胞和单核细胞中MHC-II的转录水平类似，但细胞表面的MHC-II较少，可从IEC获得MHC-II分子；⑤ 因此，上皮-髓系细胞相互作用介导了肠粘膜对微生物抗原的适应性反应。

Epithelial-myeloid exchange of MHC class II constrains immunity and microbiota composition
11-02, doi: 10.1016/j.celrep.2021.109916

【主编评语】II类主要组织相容性复合体（MHC-II）主要参与外来病原的抗原提呈，在机体适应性免疫调控中发挥重要的作用。但除去先天免疫细胞，如巨噬细胞、DC细胞等以外，上皮细胞中也表达高水平的MHC-II，但其并不发挥典型的抗原递呈细胞功能。Cell Reports近期发表的文章，发现肠上皮和髓系细胞可交换MHC-II分子，进而调控整体对微生物的免疫反应和肠道菌群组成。（@章台柳）

感谢本期日报的创作者：mildbreeze，DAYTOY，九卿臣，湖人总冠军

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