胡少华等高分突破：破解躁郁症背后失调的菌群-肠-脑轴 | 热心肠日报

今天是第2156期日报。

胡少华+宋学勤+聂超等：双相情感障碍中“菌群-肠-脑轴”新机制

Molecular Psychiatry[IF:15.992]

① 纳入109名未服药的双相情感障碍（BD）患者和40名健康对照（HC），BD组和HC组间血清代谢物存在明显差异；② BD患者血清中短链脂肪酸、γ-氨基丁酸和B族维生素等水平下降，肠道菌群发生紊乱，Akk菌和柔嫩梭菌等丰度显著下降；③ Akk菌和柔嫩梭菌等与B族维生素、短链脂肪酸衍生物、犬尿氨酸及GABA等神经活性代谢物显著相关；④ BD患者菌群和代谢物与异常认知功能、情绪调节和内感受等大脑功能相关，且血清代谢物对大脑功能的影响大于肠道菌群。

Multi-omics analyses of serum metabolome, gut microbiome and brain function reveal dysregulated microbiota-gut-brain axis in bipolar depression
04-20, doi: 10.1038/s41380-022-01569-9

【主编评语】双相情感障碍（也称躁郁症；BD）是一种常见的、高自残的精神疾病，伴有睡眠、思维和行为改变。BD为间断性病程，有躁狂发作、轻躁狂发作及抑郁发作方式，因病因复杂，BD的临床诊治面临极大挑战。近年来，多项研究发现脑-肠-微生物轴和BD等精神疾病密切相关，但确切的参与机制不明。近日，浙大一院胡少华、华大基因聂超、郑大一院宋学勤、联合丹麦的团队在Molecular Psychiatry发表研究，发现BD患者肠道菌群失调，血清代谢物水平发生明显变化，Akk菌和柔嫩梭菌等与B族维生素、短链脂肪酸衍生物、犬尿氨酸及GABA等神经活性代谢物显著相关。血清非靶向代谢组学、粪便宏基因组学以及脑部磁共振联合分析，发现BD患者血清代谢物对大脑功能活动的影响大于肠道菌群。总之，该研究为构建以肠道菌群为靶点，实现临床BD的精准诊疗提供了新的线索。（@九卿臣）

多组学揭示肠道菌群与帕金森病的脂质和能量代谢改变有关

NPJ Parkinson's disease[IF:N/A]

① 纳入63名帕金森病（PD）患者和61名健康对照受试者（HC），非靶向代谢组学确定了7585种血清代谢物特征；② 发现139种代谢物在PD组和HC组中有显着差异，但与PD相关临床指标间无关联；③ 将所选的139种代谢物与细菌分类群做相关性分析，发现PD组和HC组间存在显著差异，PD的改变与维生素E、甘油磷脂、鞘脂和脂肪酸等代谢物有关；④ PD的脂质和能量代谢改变与普氏菌属、双歧杆菌属、阿克曼氏菌属、乳酸杆菌属和罗氏菌属有关。

Multiomics implicate gut microbiota in altered lipid and energy metabolism in Parkinson’s disease
04-11, doi: 10.1038/s41531-022-00300-3

【主编评语】帕金森病（PD）是第二常见的神经退行性疾病，与胃肠道病理生理变化和症状有关。近日，NPJ Parkinsons disease发表了一项研究，利用非靶向代谢组学和16S rRNA测序调查PD患者肠道菌群和代谢物特征间可能存在的联系。在PD患者和健康受试者血清中发现了139种显著差异的代谢物，其中维生素E代谢、甘油磷脂、鞘脂和脂肪酸等代谢物与普氏菌属、双歧杆菌属、阿克曼氏菌属等显著相关，表明肠道菌群与PD的脂质和能量代谢改变有关。总之，该研究为未来治疗PD症状或改变疾病进展提供了新见解。（@九卿臣）

Cell 子刊：如何调控噬菌体感染？或可通过肠道环境影响细菌基因表达来实现

Cell Host and Microbe[IF:21.023]

① 噬菌体在大肠杆菌55989中的复制在体外和体内存在差异，转录组分析鉴定了与噬菌体（CLB_P1、CLB_P2、CLB_P3）感染有关的基因（bssR、fliA、lsrC和rfaL）；② rfaL缺失降低了55989对CLB_P1的敏感度，但不影响生物膜形成；③ CLB_P2感染对细菌rfaL或fliA的缺失、bssR或lsrC的过表达不敏感，但CLB_P2会促进bssR或lsrC过表达细菌生物膜的形成；④ 仅CLB_P3能促进fliA或rfaL缺失菌生物膜的形成；⑤ 定植了rfaL缺失菌株的小鼠回肠中，CLB_P1不能复制。

The gut environment regulates bacterial gene expression which modulates susceptibility to bacteriophage infection
04-13, doi: 10.1016/j.chom.2022.03.014

【主编评语】肠道微生物群中藏有广泛的噬菌体和细菌，它们稳定地共存，其丰度和多样性与人类健康有关。Cell Host and Microbe近期发表的文章，对一株人肠道大肠杆菌进行了转录组测序，以确定在体外条件和小鼠肠道中的差异表达基因，其中有四个（bssR、fliA、lsrC和rfaL）基因改变了大肠杆菌和三个毒性噬菌体之间的相互作用，增加或减少了其易感性/抗性模式，也干扰了生物膜的形成。因此，在消化道定植期间，细菌基因的表达调节影响了噬菌体和细菌的共存，突出了噬菌体、细菌和动物宿主在肠道平衡中的三方关系的复杂性。（@nana）

抗菌肽选择“抗-抗菌肽-菌”定植？

ISME Journal[IF:10.302]

① 抗菌肽catestatin（CST）处理导致CST敲除（CST-KO）小鼠肠道菌群多样性和组成改变，野生型（WT）小鼠变化不明显；② CST处理造成CST-KO而非WT小鼠菌群产生短链脂肪酸，尤其是丁酸盐和乙酸盐水平显著增加；③ 并促进小鼠肠道菌群携带的抗菌肽抗性的磷酸乙醇胺转移酶编码基因显著增加；④ 大肠杆菌可通过omptin蛋白酶降解CST，其编码基因在克罗恩病而非结肠炎患者中明显富集；⑤ 提示内源性CST影响肠道菌群组成，或与炎症性肠病等疾病发生相关。

Catestatin selects for colonization of antimicrobial-resistant gut bacterial communities
04-19, doi: 10.1038/s41396-022-01240-9

【主编评语】作为一种抗菌肽，catestatin（CST）是嗜铬粒蛋白A的蛋白水解加工产物，在内分泌和神经内分泌细胞中大量表达。有报道CST对病菌和丝状真菌具有抗菌活性，但其体内的功效和调节机制尚不清楚。ISME Journal最新发表的文章对此进行了研究。（@solo）

马曦团队：产肠毒素大肠杆菌的致病机理和菌群的定植抗性（综述）

Gut Microbes[IF:10.245]

① 产肠毒素大肠杆菌（ETEC）通过各种定殖因子粘附在小肠上皮上，将不耐热和耐热肠毒素（LT和ST）释放到宿主上皮细胞中，增加环核苷酸合成导致电解质和水分流失，造成宿主腹泻；② 非典型毒力因子（如菌毛和非菌毛粘附素）也介导ETEC感染；③ 肠道菌群可通过产生细菌素、SCFA和次级胆汁酸以及与ETEC竞争营养，直接抑制ETEC感染，或通过刺激肠屏障功能和宿主免疫，间接抑制ETEC；④ 疫苗、特异性抗体、抗菌分子等策略可用于预防ETEC感染。

Enterotoxigenic Escherichia coli: intestinal pathogenesis mechanisms and colonization resistance by gut microbiota
03-31, doi: 10.1080/19490976.2022.2055943

【主编评语】产肠毒素大肠杆菌（ETEC）是发展中国家儿童和旅行者腹泻的一个主要原因。中国农业大学马曦团队近期在Gut Microbes发表综述，着重介绍了ETEC的肠道致病机制，讨论了由肠道菌群介导的定植抗性，以及针对ETEC的预防策略。（@mildbreeze）

孙刚+杨云生+王淑芳+吴崇明等：聚焦中国海南百岁老人肠道菌群

NPJ Biofilms and Microbiomes[IF:7.29]

① 纳入12名百岁老人（103.23±2.62）和13名老年邻居（79.25±13.12），联合超深度宏基因组测序和大规模培养组探究长寿人群独特的菌群特征；② 长寿人群丁酸产生菌的丰度显著降低，大肠杆菌，懒惰脱硫弧菌和史密斯甲烷杆菌比例明显增加，这些物种随年龄的增长不断变化；③ 共培养分离得到8030个菌株，其中大部分菌株经MALDI-TOF鉴定归属为已知的203个物种；④ 只有42.17%的分离物种可被宏基因组学检测到，表明这两种方法间存在明显的互补性。

Deep insights into the gut microbial community of extreme longevity in south Chinese centenarians by ultra-deep metagenomics and large-scale culturomics
04-19, doi: 10.1038/s41522-022-00282-3

【主编评语】深入了解人类肠道菌群与衰老和长寿的关系，对于维持肠道内环境平衡和实现健康老龄化至关重要。近日，301医院孙刚、王淑芳、杨云生和中国医学科学院药用植物研究所吴崇明及团队在NPJ Biofilms and Microbiomes上发表文章，利用超深度宏基因组测序和大规模培养组探究了中国海南长寿人群独特的菌群结构，发现长寿人群丁酸产生菌的丰度显著降低。此外，获得1778个宏基因组组装基因组（MAGs）和8030个分离株，但只有不到一半的分离株可被宏基因组学检测到，表明这两种方法可互补使用。总之，该研究为揭示长寿相关的肠道菌群提供了更深入的见解。（@九卿臣）

张宏福等：仔猪粘膜屏障功能受损与异常的粘蛋白O-聚糖有关

International Journal of Biological Macromolecules[IF:6.953]

① 早期断奶应激 (EWS) 会降低紧密连接基因的表达并干扰细胞间黏附导致仔猪回肠屏障完整性破坏，志贺氏菌和幽门螺杆菌等致病菌丰度显著增加；② 蛋白组数据显示EWS引起的未折叠蛋白累积和未折叠蛋白反应过程不足会导致内质网应激；③ EWS会导致回肠粘蛋白O-聚糖截短、岩藻糖基化聚糖增加、酸性聚糖及Core3型O-聚糖表达减少；④ 以岩藻糖终止的聚糖与IL-6、TNF-α和IL-1β呈正相关，表明岩藻糖表达的增加可能是宿主对肠道炎症的一种代偿性反应。

Multi-omics unravel the compromised mucosal barrier function linked to aberrant mucin O-glycans in a pig model
03-29, doi: 10.1016/j.ijbiomac.2022.03.173

【主编评语】仔猪早期断奶应激（EWS）通常与肠道和免疫系统功能紊乱有关，会导致腹泻、采食量减少和发育迟缓等问题。仔猪的EWS模型可能是探究人类断奶相关胃肠疾病的有效模型，因其具有相似的解剖学、生理学和免疫学特征。近日，中国农业科学院张宏福和西北农林科技大学赵辛与团队在International Journal of Biological Macromolecules发表论文，利用EWS仔猪模型，研究了早期应激对肠道屏障功能、粘蛋白O-聚糖和微生物群落的影响，发现早期断奶应激会导致回肠屏障功能障碍，粘蛋白O-聚糖表达异常，诱发仔猪全身炎症反应。此外，粘蛋白糖基化的改变与EWS仔猪回肠菌群失调有关。总之，该研究扩展了对EWS有害影响和发病机制的全面认识，有助于为早期应激引起的胃肠道疾病提供干预靶点。（@九卿臣）

北大陈峰/陈宁综述口腔菌群的标准化研究：从技术驱动到假说驱动

iMeta[IF:N/A]

① 基因组学技术无疑推动了口腔微生物学研究的进程，增进了人们对疾病的了解；② 由基因组学技术驱动的研究倾向于获取并描述特定人群的微生物学画像；③ 然而，最近的研究正在逐渐将目标具体化、明确化，揭示着全球研究进程已来到由技术驱动向假设驱动转变的关键转折点；④ 目前假说驱动的研究主要聚焦于对致病机制的验证和对治疗方法的有效性评估上；⑤ 本综述希望以最合理有效的方式来研究口腔菌群的人们以指导，以加快其研究进程。

Standardized studies of the oral microbiome: From technology‐driven to hypothesis‐driven
04-11, doi: 10.1002/imt2.19

【主编评语】最近的研究不再反复确认口腔和全身疾病的生物标志物，而是聚焦于确定统一的微生物学临床诊断标准，以应对个体差异造成的异质性。本综述中，作者依据是否有明确的研究假设，将现有研究分为技术驱动型和假设驱动型。这种划分方法揭示了口腔微生物学研究方向的转变。基于这一转变，作者提出建立明确的假说可能是解决重大研究挑战的方法。（@刘永鑫-中科院-宏基因组）

长双歧杆菌35624或可改善IBS、提高病人生活质量

World Journal of Gastroenterology[IF:5.742]

① 纳入233名肠易激综合征（IBS）患者（71.2%为女性，48.1%有中度IBS，46.4%有重度IBS），持续接受长双歧杆菌35624（10^9CFU/天）干预30天，评估长双歧杆菌35624对IBS严重程度和生活质量的影响；② 服用长双歧杆菌35624菌株30天后，IBS的严重程度明显下降，57%的患者转到较低的严重程度类别，或达到缓解；③ 患者的生活质量也因治疗而得到改善，63.8%的患者对治疗感到满意。

Effect of Bifidobacterium longum 35624 on disease severity and quality of life in patients with irritable bowel syndrome
02-21, doi: 10.3748/wjg.v28.i7.732

【主编评语】World Journal of Gastroenterology发表的文章，对233名中度至重度肠易激综合征患者进行一项非盲、多中心、观察性研究，表明每天一次服用长双歧杆菌35624（一种益生菌）治疗30天后，三分之二的患者的症状和疾病严重程度得到了显著改善。患者的生活质量也得到了显著改善，大多数患者表示他们对治疗感到满意。（@nana）

感谢本期日报的创作者：danny，圆圈儿，Jack Chen，九卿臣，刘永鑫-中科院-宏基因组，nana

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