张晨虹等Nature子刊：解析菌群生态网络，探索脂肪肝个性化治疗 | 热心肠日报

今天是第2171期日报。

程蜀琳+陈洛南+张晨虹：脂肪肝患者肠道菌群网络对运动和饮食干预的响应

Nature Communications[IF:14.919]

① 通过随机对照临床试验，研究8.6个月的运动和/或饮食干预对非酒精性脂肪肝病患者肠道菌群的影响；② 运动和/或饮食干预改变了患者菌群结构和功能，这与肝脂含量和短链脂肪酸的变化相关；③ 菌群网络分析表明，干预提高了肠道微生态系统稳定性，从而影响肝脂含量的改善，其中运动+饮食干预使基石分类群更加多样和稳定，而运动或饮食的单独干预增加了网络的连接性和稳健性；④ 个体的基线肠道菌群网络可预测干预对肝脂含量的个体化影响。

A randomized controlled trial for response of microbiome network to exercise and diet intervention in patients with nonalcoholic fatty liver disease
05-10, doi: 10.1038/s41467-022-29968-0

【主编评语】运动和饮食干预是治疗非酒精性脂肪肝病（NAFLD）的方法，然而，运动和饮食干预如何影响患者的肠道菌群？目前还存在很多未知。Nature Communications最新发表了来自上海交通大学运动转化医学中心程蜀琳团队、中国科学院分子细胞科学卓越创新中心陈洛南团队与上海交通大学生命科学技术学院张晨虹团队的合作研究成果，通过开展随机对照试验对这一问题进行了探索，揭示了运动和饮食干预对NAFLD患者肠道菌群网络的影响，以及菌群网络用于预测个体干预效果的潜力，为NAFLD的个性化治疗带来了新启示。（@mildbreeze）

Science：群落中的细菌很少一起合作（观点）

Science[IF:47.728]

① 同一生境中的细菌物种之间存在互惠、剥削和竞争等多种相互作用，影响群落稳定和组成；② 在不同群落中，物种间竞争和剥削等负相互作用占主导地位，而互惠（合作）的正相互作用则很罕见；③ 负相互作用随着群落物种多样性的增加而增加，这可能是因为更多物种的存在增加了对有限营养的竞争；④ 同种细菌的不同菌株之间存在种内的负相互作用；⑤ 合理利用细菌间普遍存在的竞争关系可作为替代抗生素消除致病菌及应对抗生素耐药性危机的一种策略。

Bacterial species rarely work together
05-05, doi: 10.1126/science.abn5093

【主编评语】细菌通常生活在不同的群落中，每个物种都会影响其他物种的生长和生存。这些物种间的相互作用是细菌生态学的核心，对健康、农业和工业有着不同的影响。因此，为了理解和控制细菌群落，了解物种如何相互作用至关重要。发表在Science上的一项观点认为，不同细菌群落中的细菌间存在广泛的负相互作用并占主导地位，并且随着群落中细菌多样性的改变，细菌间的相互作用亦随之改变，并指出细菌种内或种间的相互作用可被合理用作应对抗生素耐药性危机的一种策略。（@EADGBE）

Nature子刊：产孢梭菌的还原性Stickland代谢

Nature Microbiology[IF:17.745]

① 体外培养结合代谢组分析，发现产孢梭菌可产生15种代谢物，13种存在于产孢梭菌定植的无菌小鼠肠道中；② 其中5-AVA、PPA、4-OH-PPA和IPA是还原性Stickland代谢物，在悉生小鼠模型及健康人的血液中循环；③ 还原性Stickland代谢不仅与电子转移反应有关，而且与ATP形成有关；④ Rnf复合物由RnfB和RnfE两个亚基组成，是能量转导的关键耦合位点；⑤ 缺失RnfB导致产孢梭菌氨基酸代谢异常、还原性Stickland代谢物减少，在小鼠肠道中定植降低。

Clostridium sporogenes uses reductive Stickland metabolism in the gut to generate ATP and produce circulating metabolites
05-02, doi: 10.1038/s41564-022-01109-9

【主编评语】Nature Microbiology新发表的文章，研究肠道菌群产ATP的还原途径是否与能量产生和细菌代谢产物宿主体内循环有关。（@solo）

浙江大学：母猪摄入发酵饮食，可抑制仔猪的肠道炎症

Gut Microbes[IF:10.245]

① MFD提高母猪的摄食量及产乳量，改变肠道菌群和乳汁代谢组，提升仔猪的体重增加，降低仔猪的腹泻发病率；② MFD加快新生猪断奶后的肠道菌群成熟，增加肠道乳杆菌属的丰度，增强菌群的氨基酸相关酶和葡萄糖代谢功能；③ MFD降低后代的结肠炎易感性，移植MFD母猪粪菌可缓解LPS引起的幼鼠肠道乳杆菌属减少和肠道屏障损伤；④ 母乳L-谷氨酰胺（GLN）和肠道罗伊氏乳杆菌（LR）通过抑制p38及JNK磷酸化和Caspase3活化，介导MFD的结肠炎症保护作用。

Maternal consumption of a fermented diet protects offspring against intestinal inflammation by regulating the gut microbiota
05-04, doi: 10.1080/19490976.2022.2057779

【主编评语】浙江大学的汪以真团队在Gut Microbes上发表的一项最新研究结果，母猪摄入发酵饮食（MFD）可通过富集母猪肠道菌群中的乳杆菌属，并增加乳汁中的L-谷氨酰胺，从而加快后代仔猪的肠道菌群成熟，以促进后代仔猪的体重增加，并降低腹泻发病率。将MFD母猪的粪菌移植给幼鼠，可缓解LPS诱导的肠道屏障损伤。（@aluba）

Cell子刊：营养不良与肠道菌群蛋白质组失调-Toll/IL-1受体结构域

Cell Reports[IF:9.423]

① 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）是人类生理重要辅酶，可由细菌中Toll/IL-1受体（TIR）蛋白结构域代谢；② 体外生化检测并筛选出孟加拉国婴幼儿肠道微生物组中152个TIR结构域及NADase酶活；③ 体内采用TIRs多样性和NADase活性相关的26种人类肠道混合菌定植悉生小鼠，发现TIR NADase酶活特异产物v-cADPR-x，具显著的类群特异性和定植区别性；④ 急性营养不良与可产生v-cADPR-x的TIR编码基因在粪便中的水平降低以及代谢物本身水平降低有关。

Products of gut microbial Toll/interleukin-1 receptor domain NADase activities in gnotobiotic mice and Bangladeshi children with malnutrition
04-26, doi: 10.1016/j.celrep.2022.110738

【主编评语】Jeffrey I. Gordon团队在Cell Reports上最新发表的文章，继续挖掘肠道菌群与营养不良的关系。这次他们解析了细菌Toll/IL-1受体（TIR）蛋白结构域对烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的代谢，这一潜在的跨界通路对儿童营养不良的影响。（@solo）

从双胞胎看肠道微生物组相似性动力学

EBioMedicine[IF:8.143]

① 研究108对双胞胎上（胃、唾液）、下（粪便）消化道（GI）菌群，评估基因型、分娩方式、饮食、共居和老化对同/异卵双胞胎微生物组的影响；② 发现上、下GI整体菌群结构明显不同；③ 上GI菌群结构由幽门螺杆菌（Hp）状态决定，阳性率达55%，可脱离卵型仅依据Hp感染与否将双胞胎分开；④ 下GI菌群相似性由共居和老化决定，不受分娩方式和基因型影响；⑤ 随着年龄增长，双胞胎菌群相似性下降，共有的细菌类群与年龄成反比，而非共有的则相反。

Gut microbial similarity in twins is driven by shared environment and aging
04-28, doi: 10.1016/j.ebiom.2022.104011

【主编评语】EBioMedicine最新发表的文章，对双胞胎消化道微生物组的时空变化进行了分析，提示环境对菌群的影响或大于遗传。（@solo）

菌群组成或影响骨髓增生性肿瘤患者的炎症状态

Microbiology spectrum[IF:7.171]

① 分别收集25名MPN和非MPN患者的3份粪便样本进行宏基因组分析MPN患者肠道菌群组成；② MPN和非MPN患者的肠道菌群组成存在明显差异，个体化性质导致大部分差异，而其中1.7%的差异来自于疾病状态；③ MPN患者肠道中考拉杆菌属丰度显著降低，该菌与降低炎症相关；④ MPN患者血清中TNF-α及IFN-β诱导的IP10水平增加；⑤ 关联性分析发现考拉杆菌属、副拟杆菌属与TNF-α间具有相关性；⑥ 这些差异菌可能在MPN慢性炎症中起作用。

Fecal Microbial Community Composition in Myeloproliferative Neoplasm Patients Is Associated with an Inflammatory State
04-27, doi: 10.1128/spectrum.00032-22

【主编评语】骨髓增生性肿瘤（MPN）是一种慢性血液系统恶性肿瘤，炎症在其发生、发展和症状学中起着关键作用。而菌群具有在癌症中调节炎症的能力。Microbiology spectrum近期发表的文章，对MPN和非MPN患者进行肠道菌群分析，发现两者之间的菌群存在显著差异，特定的菌属在PMN的慢性炎症中具有重要作用。（@章台柳）

肥胖猫具有独特的肠道菌群特征

Microbiology spectrum[IF:7.171]

① 分析8只超重/肥胖猫及8只正常猫的粪便菌群；② 相比于正常猫，肥胖猫的粪便菌群α多样性、厚壁菌门丰度和厚壁菌门/拟杆菌门比例显著下降；③ 肥胖猫菌群有400个菌种丰度显著增加,如双歧杆菌、Olsenella provencensis、Dialister sp.CAG:486和乌普萨拉弯曲杆菌，1525个菌种丰度下降，如考拉杆菌属succinatutens和丹毒丝菌科细菌；④ 肥胖猫中与脂肪酸合成相关通路显著增加；⑤ 鉴定出7个显著改变的物种和功能组，可作为肥胖的菌群提示。

Whole-Genome Shotgun Metagenomic Sequencing Reveals Distinct Gut Microbiome Signatures of Obese Cats
04-25, doi: 10.1128/spectrum.00837-22

【主编评语】Microbiology spectrum近期发表的文章，对同一个研究环境中肥胖/超重和体重正常的猫进行粪便菌群分析，发现肥胖/超重猫的肠道菌群发生改变，多样性降低，同时鉴定出7个显著改变的物种和功能组，可作为肥胖的菌群提示。（@章台柳）

iMeta：马迎飞团队开发基于神经网络分析肠道菌群的方法

iMeta[IF:N/A]

① 本研究提出了一种结合神经网络和随机森林的框架，用于根据微生物丰度组成识别肠道菌群与二型糖尿病相关的生物标志物；② 构建生物标志物的定向相互作用网络，分析相关菌群在二型糖尿病相关变化中的潜在驱动因素；③ 分析二型糖尿病发展过程中空腹血糖动态变化与生物标志物的协调变化；④ 该研究为在菌群研究中使用神经网络算法铺平了道路，并为深入了解微生物在人类疾病发展中的作用和评估有相关疾病风险的个体提供了潜在机会。

A neural network-based framework to understand the type 2 diabetes-related alteration of the human gut microbiome
05-05, doi: 10.1002/imt2.20

【主编评语】该研究开发了一种结合神经网络和随机森林的框架，从宏基因组数据集鉴定出40个标记物种和90个标记基因，在预测中获得了更高的准确性，本研究提供了一种新的思路来识别疾病相关生物标记物并分析它们在疾病发展中所扮演的角色。（@刘永鑫-中科院-宏基因组）

感谢本期日报的创作者：一只赵崽儿呀，Mona，圆圈儿，往、昔℡，周梦情，刘永鑫-中科院-宏基因组

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