《自然·综述》：肠道菌群如何控制免疫系统，影响神经炎症？ | 热心肠日报

今天是第2276期日报。

Nature Reviews：肠道菌群在多发性硬化中的作用（综述）

Nature Reviews Neurology[IF:44.711]

① 肠道菌群组成影响肠道的5-羟色胺产生，从而影响5-羟色胺介导的系统性免疫功能调节；② 肠道菌群通过与小肠及结肠免疫细胞的复杂互作，调节T细胞（促炎T细胞、Treg及黏膜相关恒定T细胞）及B细胞，从而影响外周及中枢神经系统的免疫应答；③ 临床前模型及患者数据表明，肠道菌群在多发性硬化的发生发展中发挥重要作用；④ 靶向菌群的治疗策略——包括饮食干预、益生菌、短链脂肪酸、粪菌移植等在治疗多发性硬化中有前景，但需进一步验证疗效。

The role of the gut microbiota in multiple sclerosis
08-05, doi: 10.1038/s41582-022-00697-8

【主编评语】Nature Reviews Neurology上发表的一篇综述文章，详细介绍了肠道菌群通过调节肠道5-羟色胺的产生，并与肠道免疫细胞（包括T细胞与B细胞）互作，从而调控免疫系统功能，最终影响多发性硬化发生发展的机制；并概述了肠道菌群参与调节多发性硬化发展的小鼠及人体的证据；最后讨论了靶向肠道菌群治疗多发性硬化的策略及前景。（@aluba）

Cell子刊：母乳营养强化剂或会改变早产儿肠道菌群发育？

Cell Host and Microbe[IF:31.316]

① 纳入119例极低出生体重婴儿，分别接受以牛乳（BMBF，n=56）或母乳（HMBF，n=63）为基础的强化剂干预；② 相比BMBF，HMBF组微生物多样性较低，变形菌门和未分类的肠杆菌科丰度较高、而厚壁菌门和狭义梭菌丰度较低；③ HMBF组参与沙门氏菌感染、青霉素和头孢菌素生物合成的基因较少；④ 通过微生物相对丰度可预测接受强化剂的种类（准确率>80%）；⑤ 肠道中各喂养成分（母乳、巴氏杀菌母乳、强化剂等）与胃肠道菌群存在剂量依赖性关系。

Human milk nutrient fortifiers alter the developing gastrointestinal microbiota of very-low-birth-weight infants
08-19, doi: 10.1016/j.chom.2022.07.011

【主编评语】母乳中添加营养强化剂为支持极低出生体重婴儿的生长发育，其中以使用牛乳为基础的强化剂（BMBF）为主，而以母乳为基础的强化剂（HMBF）也越来越受到关注。近日，多伦多大学研究人员在Cell Host and Microbe发表最新研究，纳入119例极低出生体重婴儿，发现不同营养强化剂会改变婴儿胃肠道菌群。相比BMBF，HMBF组厚壁菌门和狭义梭菌丰度较低，参与沙门氏菌感染、青霉素和头孢菌素生物合成的基因较少。此外，各喂养成分与胃肠道菌群也存在剂量依赖性关系。总之，该研究强调了早期营养影响极低体重婴儿菌群发育的重要性，为未来制定个性化营养干预提供了新指导。（@九卿臣）

杨仕明团队JAMA子刊：胶囊内镜人工智能阅片系统助力肠病诊断

JAMA Network Open[IF:13.353]

① 收集多中心2927项胶囊内镜检查开发SmartScan辅助阅片模型，评估其在胶囊结构化术语（CEST）病灶分类中的检出率；② 验证阶段纳入2898例检查，传统阅片（CR）在6084个病灶中仅检测出4630个，人工智能辅助阅片（SSAR）系统检测到5834个；③ 与CR比，SSAR在CEST的发现方面检出率更高，且检出敏感度也提升到98.8%；④ 相比CR，SSAR审查每个胶囊内镜视频需要的图像平均量减少到779.2，减少率为96.1%，平均读片时间缩短至5.4分钟，减少率为89.3%。

Development and Validation of an Artificial Intelligence Model for Small Bowel Capsule Endoscopy Video Review
07-14, doi: 10.1001/jamanetworkopen.2022.21992

【主编评语】胶囊内镜也称为胶囊内窥镜，属于微型内窥镜，用医用胶囊包裹的微型摄像机，一般用于检查胃肠道、食管等有无病变。近日，陆军军医大学第二附属医院杨仕明团队与合作者在JAMA Network Open发表最新研究，开发了基于深度学习神经网络（SmartScan）辅助阅片模型，帮助医生进行小肠胶囊内镜图像阅片。发现相比于传统阅片，人工智能辅助阅片在检出率、敏感度、读片时间等方面得到了极大提升，值得相关人员关注。（@九卿臣）

季国忠+刘星吟：长寿家庭的肠道菌群有何特征？

Gut Microbes[IF:9.434]

① 纳入含百岁老人、老年人和年轻人的32个长寿家庭，多层面揭示长寿家族肠道生态系统景观；② 百岁老人肠道菌群多样性增加，细菌间连接严重受损，微生物相关的必需氨基酸功能衰竭，抗炎细菌丰度增加；③ 随年龄增长，与神经功能相关淀粉样蛋白-β和脑源性神经营养因子水平分别升高和下降；④ 百岁老人体内高丰度脆弱拟杆菌通过上调IL-10表达来调节健康与疾病的关键平衡，从而促进长寿；⑤ 假小链双歧杆菌可能是改善受损神经和免疫功能的有益细菌。

The landscape in the gut microbiome of long-lived families reveals new insights on longevity and aging - relevant neural and immune function
08-08, doi: 10.1080/19490976.2022.2107288

【主编评语】肠道菌群及其代谢产物在宿主的消化、代谢、免疫等生理活动中发挥着重要作用，衰老过程中肠道菌群与寿命、神经和免疫功能相关的动态特征仍不清楚。近日，南京医科大学季国忠、刘星吟及团队在Gut Microbes发表最新研究，调查了含百岁老人、老年人和年轻人的32个长寿家庭，发现百岁老人的神经营养因子和必须氨基酸功能下降，但一些潜在有益菌的丰度仍随着年龄而富集，其中假小链双歧杆菌可能是改善受损神经和免疫功能的有益细菌。总之，该研究为未来通过靶向肠道菌群干预老年相关疾病和延长寿命提供了新指导。（@九卿臣）

饲粮添加抗生素对鸡肠道菌群组成及功能有何影响？

Microbiome[IF:16.837]

① 通过多组学系统地研究抗生素生长促进剂（AGPs）对鸡肠道菌群组成和功能的影响；② AGPs的影响取决于鸡的年龄、饮食和肠道采样位置；③ AGPs对鸡肠道菌群结构的影响有限，但可重新定义有影响的类群；④ AGPs会显著上调细胞壁生物发生和抗菌素耐药性通路，影响一些涉及能量、氨基酸和核苷酸代谢的途径；⑤ 许多AGPs诱导的代谢酶表达变化可能有助于重定向代谢通量，从而调节细菌生长或产生影响宿主的代谢物。

Systematic profiling of the chicken gut microbiome reveals dietary supplementation with antibiotics alters expression of multiple microbial pathways with minimal impact on community structure
08-15, doi: 10.1186/s40168-022-01319-7

【主编评语】养殖业常使用抗生素预防或治疗细菌感染性疾病、以及作为饲料添加剂促进动物生长。但抗生素耐药性问题日渐突出，严重威胁着人类健康。目前，围绕抗生素对家禽肠道菌群的相关研究主要局限于采样位点单一、时间跨度短、测序手段不一致，进而造成研究结果差异较大。近日，加拿大多伦多大学研究人员在Microbiome发表最新研究，利用多组学系统探究了抗生素对鸡肠道菌群（涉及多采样点、长时间跨度）组成和功能的影响，发现饲粮添加抗生素改变了多种微生物通路的表达，但对菌群结构的影响较小。总之，该研究对开发针对肠道健康和家禽生产的下一代饲料添加剂提供了新参考。（@九卿臣）

Cell子刊：尿路致病性大肠杆菌如何适应肠道和尿道的不同生理环境？

Cell Host and Microbe[IF:31.316]

① 对123例尿路感染患者进行粪便和尿液纵向采样，获得976个尿路致病性大肠杆菌（UPEC）分离株，代表119个谱系，分析其宿主内适应性和进化轨迹；② 在同一患者肠道和尿道中持留的UPEC谱系，其等位基因多样性增加；③ UPEC所在部位（肠道或尿道）的选择作用，导致其形成生态位特异性的适应性突变和基因；④ 可移动遗传元件（MGE）介导了UPEC谱系内的基因组可塑性，使UPEC适应不同部位生理状况，MGE丰富度的降低与肠道适应性UPEC谱系的复发相关。

Persisting uropathogenic Escherichia coli lineages show signatures of niche-specific within-host adaptation mediated by mobile genetic elements
05-10, doi: 10.1016/j.chom.2022.04.008

【主编评语】肠道可作为尿路致病性大肠杆菌（UPEC）的一个藏身之所，从而增加尿路感染的复发几率。Cell Host and Microbe发表的这项研究，探索了UPEC如何能适应宿主内的不同微环境，揭示了可移动遗传元件在其中的关键作用。（@mildbreeze）

卷曲乳酸杆菌或可治疗膀胱尿路感染

PNAS[IF:12.779]

① 与健康女性相比，复发性尿路感染的女性患者的膀胱乳酸杆菌（Lac）数量显著减少；② 体外用Lac处理感染的膀胱上皮细胞(BECs)可显著降低胞内尿路致病性大肠杆菌(UPEC)的负荷；③ Lac可增加BECs的I型干扰素(IFN-I)水平，从而导致含UPECs溶酶体的组织蛋白酶D表达增加；④ 无菌小鼠和IFN-I受体缺失小鼠中，溶酶体组织蛋白酶D介导的UPEC杀伤减弱；⑤ Lac通过分泌代谢物增加BECs中IFN-I表达，UPEC感染小鼠膀胱内注射Lac可显著降低胞内细菌负荷。

Lactobacillus crispatus Limits Bladder Uropathogenic E. coli Infection by Triggering a Host Type I Interferon Response
08-08, doi: 10.1073/pnas.2117904119

【主编评语】膀胱菌群是否影响尿路上皮细胞功能至今未知。近日PNAS发表的这项研究中，证明乳酸杆菌是人类膀胱中最丰富的共生细菌，可促进膀胱上皮细胞中I型干扰素的产生，导致成熟的吞噬溶酶体具有增强的组织蛋白酶D并酸化，从而保护宿主免受尿路致病性大肠杆菌的感染。综上，乳酸杆菌可通过调节膀胱的先天免疫，对尿路感染发挥治疗作用。（@圆圈儿）

蔓越莓提取物可改善尿路感染？肠道菌群代谢物或起作用

Microbiology spectrum[IF:9.043]

① 在体外模型中评估用富含原花色素（PAC）的蔓越莓提取物处理的人肠道菌群及代谢物对尿路致病性大肠杆菌（UPEC）的影响；② PAC的菌群代谢物因菌群供体而异；③ PAC处理的肠道菌群及代谢物能抑制UPEC生长和对尿路上皮细胞的黏附，其程度与供体有关，而无菌群的空白对照中PAC处理有相反作用；④ UPEC毒力基因在肠道环境中已被激活，但PAC处理的菌群能以供体依赖的方式削弱UPEC的毒力基因和黏附素/侵袭素基因的活化，并使UPEC上调铁摄取基因。

UPEC Colonic-Virulence and Urovirulence Are Blunted by Proanthocyanidins-Rich Cranberry Extract Microbial Metabolites in a Gut Model and a 3D Tissue-Engineered Urothelium
08-16, doi: 10.1128/spectrum.02432-21

【主编评语】尿路致病性大肠杆菌（UPEC）是复发性尿路感染的主要原因，肠道可作为UPEC的储存库。蔓越莓被认为可能有助于预防尿路感染，但其作用和机制仍有争议。Microbiology spectrum近期发表研究，在结合肠道发酵系统和3D组织工程尿路上皮的体外模型中，表明富含原花色素的蔓越莓提取物可能通过其肠道菌群代谢物，在肠道环境中发挥抑制抑制UPEC生长和致病性的作用，且该作用与菌群个体的差异有关。（@mildbreeze）

瘤胃纤毛虫系统发育和生物质降解酶的基因组研究

ISME Journal[IF:11.217]

① 通过创建整套纤毛虫单细胞全基因组测序的组装和识别流程，共获得22个形态种的52个高质量基因组；② 利用这些基因组构建了瘤胃纤毛虫的分类学和系统发育框架，将22个形态种修改为19个物种和13个属，发现了9个同义物种和2个隐形物种，提议的2个新的属和1个新的科；③ 纤毛虫水平转移纤维素酶和木聚糖酶活性比推断的相应细菌供体高2-9倍；④ 新的纤毛虫数据集允许约12%的宏基因组测序读长被归为纤毛虫序列，从而极大地促进了瘤胃宏基因组分析。

Genomic insights into the phylogeny and biomass-degrading enzymes of rumen ciliates
08-19, doi: 10.1038/s41396-022-01306-8

【主编评语】该研究公布了世界上首个瘤胃原虫的基因组目录，发现其是一类可媲美肠道真菌的降解微生物，并理清了其系统发育关系和分类学框架，鉴定出1个新的科，2个新的属和2个新的种,颠覆百年认知。此项目旨在通过基因组的手段规避细菌和古菌等共生微生物的干扰，进而通过比较基因组学和功能基因组学的手段解析其系统发育、基因组进化和生态功能。（@刘永鑫-中科院-宏基因组）

感谢本期日报的创作者：aluba，赵静，Akkk，Zzz，一只赵崽儿呀，刘永鑫-中科院-宏基因组

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