郑浩团队又连发二文：蜜蜂“菌群-肠-脑轴”再突破 | 热心肠日报

今天是第2149期日报。

郑浩团队：肠道菌群如何影响蜜蜂的学习记忆

Nature Communications[IF:14.919]

① 野外条件下，抗生素处理降低蜜蜂肠道菌群中的4种乳杆菌属菌种丰度，并影响蜜蜂的巢内行为；② 实验室条件下，无菌蜜蜂的学习与记忆能力受损；③ 肠道菌群调节脑部的学习记忆相关基因表达，无菌蜂识别特定气味的基因表达下调；④ 蜜蜂肠道菌群可将色氨酸代谢为吲哚衍生物，并抑制宿主的犬尿氨酸代谢通路；⑤ 乳杆菌Firm5可靶向调节吲哚-芳香烃受体信号通路，改善蜜蜂的学习记忆能力。

Honeybee gut Lactobacillus modulates host learning and memory behaviors via regulating tryptophan metabolism
04-19, doi: 10.1038/s41467-022-29760-0

【主编评语】蜜蜂是一类真社会性动物，拥有丰富的社交行为。肠道菌群对蜜蜂健康十分重要，但其如何影响蜜蜂的脑功能尚未明确。中国农业大学郑浩团队在Nature Communications上发表的一项最新研究结果发现，正常的肠道菌群对于蜜蜂的嗅觉学习及记忆能力是必需的。其中，乳杆菌属中的特定菌种将色氨酸代谢为吲哚衍生物，并激活宿主的芳香烃受体，从而增强蜜蜂的学习记忆能力。（@aluba）

郑浩团队：蜜蜂肠道菌群调节宿主行为和神经功能

Microbiology spectrum[IF:7.171]

① 蜜蜂肠道中不同核心菌可调节特定代谢途径，Gilliamella调节碳水化合物和甘油磷脂代谢，乳杆菌Firm-4和Firm-5参与氨基酸代谢；② 转录组分析发现，乳杆菌可显著上调大脑中与嗅觉功能和社会分工相关基因表达；③ 无菌蜜蜂大脑中发生可变剪切的基因与存在社交行为障碍蜜蜂的大脑基因重叠；④ 肠道细菌可调节蜜蜂大脑中神经递质水平，特别是下调对味觉敏感性起抑制作用的多巴胺和5-HT，且正常的肠道菌群对蜜蜂嗅觉行为至关重要。

Distinct Roles of Honeybee Gut Bacteria on Host Metabolism and Neurological Processes
03-10, doi: 10.1128/spectrum.02438-21

【主编评语】蜜蜂是一种高度群居的社会性昆虫，具有丰富的行为，是神经生物学研究中广泛应用的动物模型。蜜蜂的肠道菌群只包括有限数量的菌属，但目前人们对于菌群是否能塑造蜜蜂的大脑活动和行为还不是十分清楚。近期，中国农业大学郑浩团队在Microbiology Spectrum上发表文章，揭示了肠道菌群可以调节蜜蜂行为、大脑基因转录和内循环代谢，突出了肠道菌群在蜜蜂行为中的重要作用，以及不同蜜蜂肠道菌属对宿主生理的复杂相互作用。总之，该研究结果为人们在探究宿主和微生物间的相互作用中提供了一个很有前景的动物模型。（@九卿臣）

秦环龙+秦楠：解析我国长寿老人的肠道菌群和代谢组

Nature Aging[IF:N/A]

① 对116个汉族家庭中极长寿老人（94-105 岁）及其子女（50-79 岁）的肠道微生物组和血液代谢组进行比较；② 高龄老人存在广泛的宏基因组和代谢组重塑，且其与社会经济因素的相关性存在世代差异；③ 数量性状位点（QTL）分析表明，遗传与宏基因组和代谢组的关联很大程度上具有世代特异性；④ 但有131个血浆代谢物与QTL的关联可跨代，集中在6个基因位点，包括FADS1/2与花生四烯酸、PTPA与琥珀酰肉碱以及FLVCR1与胆碱之间的关联。

Metagenomic and metabolomic remodeling in nonagenarians and centenarians and its association with genetic and socioeconomic factors
04-14, doi: 10.1038/s43587-022-00193-0

【主编评语】Nature Aging近期发表了来自上海市第十人民医院秦环龙和秦楠与团队的多组学研究，揭示了长寿老人相较于其子女在肠道菌群和血液代谢组方面发生的广泛改变，以及与遗传和社会经济因素等的关联。这些发现提供了与衰老相关的干预新靶标。（@mildbreeze）

王关红等：用基于微生物和基因驱动的方法，防控蚊媒疾病（综述）

Trends in Genetics[IF:11.639]

① 基于共生体和基因驱动的两种策略在防控蚊媒疾病上很有潜力，各有优势和局限；② 基于共生体（自然或工程化的细菌、真菌、病毒）的方法通过改变或抑制蚊虫种群来防控蚊媒疾病（如缩短蚊虫寿命、减少后代存活、抵抗虫媒病原体等），基于沃尔巴克氏菌的方法已取得一些成功；③ 基于基因驱动的方法是指通过改变蚊虫基因以在野生种群中传播驱动等位基因，可分为种群修饰（如阻断疾病传播）和种群抑制两类，还可分为无限制型、限制型和自限型。

Symbionts and gene drive: two strategies to combat vector-borne disease
03-18, doi: 10.1016/j.tig.2022.02.013

【主编评语】全球蚊虫疾病负担不断加重，研发安全和可持续的蚊虫防控方法至关重要。中国科学院动物研究所王关红研究员和北京大学生命科学学院Jackson Champer研究员与团队，近期在Trends in Genetics发表综述，详细介绍了基于共生微生物和基因驱动的蚊媒疾病防控方法的研究进展，探讨了两类策略的特点、优势和局限性。推荐专业人士参考。（@mildbreeze）

Nature子刊：肠菌的色氨酸代谢功能，影响蚊子对疟原虫的易感性

Nature Microbiology[IF:17.745]

① 抗生素处理按蚊肠道菌群会导致其体内色氨酸及其代谢物—犬尿氨酸、3-羟基犬尿氨酸（3-HK）和黄尿酸积累；② 其中，3-HK积累会破坏按蚊围食膜结构并促进疟原虫的感染；③ 全基因组测序和LC-MS代谢分析发现，按蚊肠道中的产碱假单胞菌可代谢3-HK；④ 产碱假单胞菌编码犬尿氨酸酶（KynU）并降解3-HK，KynU突变导致产碱假单胞菌丧失降解3-HK和保护围食膜的作用，增加按蚊对疟原虫易感性；⑤ 综上，按蚊肠菌通过调节宿主色氨酸代谢影响疟原虫感染。

Anopheline mosquitoes are protected against parasite infection by tryptophan catabolism in gut microbiota
04-18, doi: 10.1038/s41564-022-01099-8

【主编评语】蚊子的菌群可以影响蚊子的生理和传播疾病的能力，Nature Microbiology近期发表研究，发现斯氏按蚊肠道菌群中的产碱假单胞菌通过降解色氨酸代谢物——3-羟基犬尿氨酸，来保护蚊子的围食膜，从而帮助蚊子抵抗疟原虫感染。（@mildbreeze）

在蚊子中进行菌群移植的方法

Microbiome[IF:14.65]

① 开发在不同蚊子种群间进行全身菌群移植的方法，将成年供体蚊子菌群移植给从灭菌蚊卵孵化的幼虫；② 用该方法实现了不同蚊子物种间（致倦库蚊→埃及伊蚊）和物种内（埃及伊蚊→埃及伊蚊）的菌群移植；③ 受体蚊子的菌群动态变化具有典型的完全变态昆虫相关特征，幼虫阶段的菌群结构多样性高，成年后多样性降低且接近供体；④ 移植效率受宿主和环境因素的共同影响。

Interspecies microbiome transplantation recapitulates microbial acquisition in mosquitoes
04-11, doi: 10.1186/s40168-022-01256-5

【主编评语】蚊子的微生物群落在其生长、生存、繁殖和病原体传播能力中有重要作用。Microbiome发表的这项研究报道了在蚊子中进行微生物组移植的方法，为未来进一步在蚊子中研究宿主-微生物互作打下了基础。（@mildbreeze）

Cell子刊：细菌代谢产物影响寄生线虫繁殖

Cell Host and Microbe[IF:21.023]

① 通过高通量筛选，获得能显著抑制秀丽隐杆线虫生殖能力的大肠杆菌突变株，包括精氨酸生物合成相关基因突变体（ΔfabH）和乙醇胺利用相关基因突变体（ΔeutN）；② ΔfabH通过减少精氨酸合成抑制鼠鞭虫虫卵的孵化；③ ΔeutN与虫卵共孵育时，通过产生乙醛抑制鼠鞭虫虫卵的孵化，阻断乙醛生成或使用清除剂消除乙醛后，抑制作用消失；④ 鼠鞭虫感染上述突变体定植的无菌小鼠后，虫体形态发生缺陷，且所产虫卵成活率和孵化速率均显著降低。

Microbial byproducts determine reproductive fitness of free-living and parasitic nematodes
04-11, doi: 10.1016/j.chom.2022.03.015

【主编评语】作为寄生线虫种类之一的鞭虫，在富含微生物群的哺乳动物肠道内繁殖，每天产卵数千枚，促进了它们在环境中的持续存在，阻碍了根除工作。发表在Cell Host & Microbe上的一项研究发现，细菌特定代谢产物影响线虫的生殖适应性，阻断这些产物的生成有助于减少线虫感染，为人类寄生虫病的防治提供了新的理论依据。（@EADGBE）

Cell子刊：肠道菌群通过肠-脑轴影响线虫生长

Current Biology[IF:10.834]

① 分析土壤线虫P. pacificus（Pp）的肠道菌群，鉴定出一种优势肠菌Lysinibacillus xylanilyticus（Lx）；② Lx本身提供的营养价值有限，但与大肠杆菌OP50一起喂养时，可特异性地促进线虫Pp的发育、体型和繁殖力，且Pp对Lx有嗅觉偏好；③ Lx活菌在线虫Pp肠道的定植，可刺激头感器神经元表达DAF-7型的TGF-β配体，进而通过TGF-β信号诱导宿主的全局转录组变化；④ TGF-β信号途径在Lx调控宿主嗅觉、体型、脂质代谢和繁殖等效应中起主要的作用。

Synergistic interaction of gut microbiota enhances the growth of nematode through neuroendocrine signaling
04-08, doi: 10.1016/j.cub.2022.03.056

【主编评语】Current Biology近期发表研究，以一种杂食性土壤线虫为模型，揭示了一种肠道细菌Lysinibacillus xylanilyticus与宿主的互作机制。该研究表明，用L. xylanilyticus和大肠杆菌一起喂养线虫，能通过神经内分泌机制促进线虫的生长发育和繁殖力，并揭示了DAF-7/TGF-β信号在其中的关键作用。（@mildbreeze）

鸡肠道真菌菌群时空图谱

Microbiome[IF:14.65]

① 对不同日龄鸡胃肠道真菌群进行内部转录间隔区（ITS）测序，发现显著空间和时间的变化差异；② 与细菌群相反，上消化道的真菌群比下消化道更多样，且至42日龄没有明显的演替趋势；③ 真菌群以子囊菌门和担子菌门为主，以赤霉属、曲霉属和念珠菌属最丰富，且无论日龄镰孢菌Fusarium pseudonygamai都占主导地位；④ 每克食糜中总真菌菌群仅占细菌菌群的不到0.06%；⑤ 孵化场环境是鸡胃肠道真菌菌群的最初来源，但3天内很快被饮食中的真菌取代。

Biogeography, succession, and origin of the chicken intestinal mycobiome
04-01, doi: 10.1186/s40168-022-01252-9

【主编评语】Microbiome最新发表的文章，全面调查了整个肉鸡生产周期中肠道真菌群的生物地理学和演替，为开发相关治疗新方法，促进动物健康和生产力提供了更多理论依据。（@solo）

感谢本期日报的创作者：aluba，九卿臣，圆圈儿，mildbreeze，小飞笛发发

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