刘宏伟+刘双江等Nature子刊：调节肠菌保护心血管的新机制 | 热心肠日报

今天是第2330期日报。

刘宏伟+刘双江等Nature子刊：口服活性化合物驱动肠道菌群改善动脉粥样硬化

Nature Metabolism[IF:19.865]

① 口服活性化合物（GMD）可改善高脂饮食诱导的ApoE-/-动脉粥样硬化小鼠的糖脂代谢，减轻动脉硬化损伤；② GMD改变肠道菌群，使共生菌粪副拟杆菌（Pm）丰度上升420倍，并增强肠道支链氨基酸（BCAA）分解代谢；③ 给该模型小鼠口服补充Pm，可促进肠道BCAA分解为支链短链脂肪酸，降低血液BCAA，抑制动脉斑块巨噬细胞mTORC1通路激活，发挥抗动脉粥样硬化作用；④ Pm的BCAA分解关键基因porA起介导作用，且动脉粥样硬化患者肠道菌群中缺乏Pm和porA；⑤ GMD和Pm可有效改善高脂饮食诱导的肥胖+胰岛素抵抗的动脉粥样硬化，但对高胆固醇饮食造成的动脉粥样硬化效果不佳。

Gut Parabacteroides merdae protects against cardiovascular damage by enhancing branched-chain amino acid catabolism
10-17, doi: 10.1038/s42255-022-00649-y

【主编评语】Nature Metabolism最新发表了来自中科院微生物所刘宏伟和刘双江团队的研究成果，发现口服活性化合物GMD能通过提高肠道共生菌粪副拟杆菌（Parabacteroid merdaede）的水平，增强肠道支链氨基酸分解代谢，从而改善由高脂饮食诱导的肥胖小鼠的动脉粥样硬化。该研究揭示了肠道菌群介导的改善动脉粥样硬化的一种新机制，并为调控菌群改善心血管健康提供了新的干预策略。（@mildbreeze）

中国药科大学Nature子刊：肠道内的脆弱拟杆菌改善小鼠肾纤维化

Nature Communications[IF:17.694]

① 慢性肾病患者和肾间质纤维化（UUO）小鼠粪便中脆弱拟杆菌减少、血清1,5-脱水葡萄糖醇（1,5-AG）水平下降；② 口服脆弱拟杆菌可缓解UUO小鼠肾纤维化，改善肾功能；③ 脆弱拟杆菌上调UUO小鼠肾脏葡萄糖转运蛋白SGLT2表达，增加其对底物1,5-AG的重吸收，1,5-AG上调并激活肾胆汁酸受体TGR5而抑制肾脏氧化应激；④ 脆弱拟杆菌也可降低血清脂多糖，或有助缓解肾脏炎症；⑤ 中药活性成分羟基积雪草苷可恢复UUO小鼠肠道脆弱拟杆菌丰度，缓解肾纤维化。

The gut microbe Bacteroides fragilis ameliorates renal fibrosis in mice
10-14, doi: 10.1038/s41467-022-33824-6

【主编评语】肾纤维化是慢性肾病中不可忽视的病理变化，造成肾脏功能的丧失与衰竭，最终发展为终末期肾脏病。目前尚缺乏有效的延缓或逆转肾纤维化的治疗方法。已有研究表明，肠道菌群失调与慢性肾病的发生发展有关，因此，肠道菌群或可用于慢性肾病的防治。近日，中国药科大学中药学院张之昊、谭宁华及其团队在Nature Communications上发表文章，揭示了脆弱芽孢杆菌通过降低血清脂多糖和增加1,5-脱水葡萄糖醇（1,5-AG）水平缓解小鼠肾纤维化的新机制，或有助于为慢性肾病、肾纤维化的防治。（@芥末）

危重患者或应慎用抗厌氧菌抗生素

European Respiratory Journal[IF:33.795]

① 纳入3032例接受机械通气的危重患者进行回顾性研究，其中1942人接受抗厌氧菌抗生素治疗；② 早期抗厌氧菌抗生素暴露与更低的无呼吸机相关性肺炎生存率、无感染生存率和总生存率相关；③ 抗厌氧菌抗生素快速降低患者肠道细菌密度，但随后却伴随显著增加菌群扩张，且以肠杆菌科占主导；④ 抗厌氧菌治疗患者的呼吸道中肠杆菌科富集，肠杆菌科呼吸机相关肺炎发生率增加；⑤ 小鼠模型中，抗厌氧菌抗生素显著增加肠杆菌科肺炎易感性和高氧损伤致死性。

In critically ill patients, anti-anaerobic antibiotics increase risk of adverse clinical outcomes
10-13, doi: 10.1183/13993003.00910-2022

【主编评语】胃肠道微生物，包括厌氧微生物，在危重患者呼吸机相关性肺炎、多器官衰竭的发生中起重要作用。虽然临床上通常会使用抗厌氧菌的抗生素，但尚缺少关于肠道厌氧菌耗竭对危重患者临床结局影响的研究。近日，美国密歇根大学健康系统的Robert P. Dickson及其团队在European Respiratory Journal上发表文章，在对3032例危重患者的回顾性研究中发现，早期使用抗厌氧菌抗生素治疗与死亡率增加相关，并基于临床数据和实验证据，建议进行慎重考虑危重患者的抗厌氧菌抗生素应用。（@芥末）

Cell子刊：合成定制小鼠肠道菌群或可实现

Cell Host and Microbe[IF:31.316]

① 扩大培养小鼠肠道细菌菌株（miBC）至212株，所有菌株均可供公众使用；② 对miBC进行了分类学研究，发现其具有菌株水平多样性、小型细菌及未知的分类群（包括1科、10属和39种）；③ 利用miBC进行合成菌群（SYN）预测，获取菌群间的关键功能差异，尤其是发现与DSS诱导的结肠炎的耐药性或易感性相关的菌群；④ 构建的OMM19.1模型可回补OMM12和SPF小鼠之间的表型差异，包括肠道及相关淋巴组织中的主体组分和免疫细胞，且OMM文库可用于未来研究。

Enhanced cultured diversity of the mouse gut microbiota enables custom-made synthetic communities
10-07, doi: 10.1016/j.chom.2022.09.011

【主编评语】大量未知的微生物基因及其分类限制了肠道菌群的研究，而通过培养肠道微生物有助于其分子和实验研究。近日，发表在Cell Host & Microbe的这篇文章，发现小鼠肠道培养的细菌具有分类学和功能多样性，并利用miBC菌株对微生物-宿主相互作用进行模块化功能研究的概念验证实验，发现某些细菌在调节宿主免疫反应中具有直接作用，并为研究特异性的小鼠肠道细菌合成菌群 (SYN) 开辟了途径。（@圆圈儿）

最小微生物群落（OligoMM12）小鼠的代谢与无菌及SPF小鼠有何差异？

PLoS Biology[IF:9.593]

① OligoMM12小鼠肠道菌群相对简单，由12种可培养的菌株组成（归属5个门）；② 通过隔离器代谢笼系统比较OligoMM12、GF及SPF小鼠食物摄入量、消化效率、能量消耗等；③ GF比OligoMM12和SPF小鼠重，减去盲肠重量后三组体重接近，而OligoMM12小鼠有更多脂肪量；④ GF小鼠的食物摄入量和粪便量更大，粪便能量密度更低，但能量消耗与其他两组相同；⑤ OligoMM12与GF小鼠代谢组更相似，表明最小的微生物组无法完全再现传统微生物组对宿主代谢组的影响。

Metabolic reconstitution of germ-free mice by a gnotobiotic microbiota varies over the circadian cycle
09-20, doi: 10.1371/journal.pbio.3001743

【主编评语】目前，常用无菌（GF）小鼠和无特定病原体（SPF）小鼠比较评估肠道菌群影响宿主利用能量的方式，但SPF小鼠的肠道菌群易受出生和长大环境的剧烈影响。因此，研究人员常用具有简单但明确的微生物群落小鼠。近日，研究人员在PLoS Biology上发表最新研究，通过隔离器代谢笼系统比较OligoMM12（由12种可培养的菌株组成）、GF及SPF小鼠食物摄入量、消化效率、能量消耗等差异，发现OligoMM12小鼠有更多脂肪量，而GF比OligoMM12和SPF小鼠重，但减去盲肠重量后三组体重接近。更重要的是，相比SPF小鼠，OligoMM12与GF小鼠代谢组更相似，表明最小的微生物组无法完全再现传统微生物组对宿主代谢组的影响。总之，该研究加深了我们对含有微量微生物组小鼠与常规微生物组小鼠间新陈代谢的相似/不同的理解。尽管调节OligoMM12小鼠群落和复杂菌群间能量差异的精确机制还有待阐明，但值得我们去探究。（@九卿臣）

王军军团队：海藻酸可缓解结肠炎

Microbiology spectrum[IF:9.043]

① 喂食海藻酸钠（ALG）以菌群依赖的方式缓解DSS诱导的小鼠结肠炎，改善体重减轻、结肠损伤和促炎因子升高表型；② ALG可恢复结肠炎小鼠肠道菌群的多样性，显著增加益生菌动物双歧杆菌丰度，其中的7-脱羟基化酶（baiJ）催化初级胆汁酸（BA）生成次级BA——猪去氧胆酸（HDCA）；③ ALG引起的HDCA积累改善了肠道BA谱，并通过胆汁酸受体FXR抑制肠道促炎因子生成而发挥抗炎作用；④ 补充动物动物双歧杆菌JCM1190或者HDCA同样可以促进结肠炎的缓解。

Alginate Alleviates Dextran Sulfate Sodium-Induced Colitis by Promoting Bifidobacterium animalis and Intestinal Hyodeoxycholic Acid Synthesis in Mice
10-11, doi: 10.1128/spectrum.02979-22

【主编评语】炎症性肠病（IBD）与肠道菌群失调有关，且常伴随胃肠道胆汁酸代谢异常。已知天然水溶性多糖海藻酸能改善小鼠实验性结肠炎，但其对肠道炎症情况下微生物对胆汁酸代谢的影响尚不清楚。近日，中国农业大学动物科学技术学院王军军及其团队在Microbiology spectrum发表研究文章，指出海藻酸能够通过调控肠道菌群及相关胆汁酸代谢缓解DSS诱导的小鼠结肠炎，为IBD的预防和治疗提供了新的潜在途径。（@芥末）

张磊+蔄红好等：失眠者的代谢和免疫异常，与肠道菌群有关

Microbiology spectrum[IF:9.043]

① 失眠患者肠道菌群结构和代谢与对照组不同，失眠者乳酸杆菌、链球菌和卷曲乳杆菌相对丰度显著增加；② 两组间有5条差异代谢途径（甘油磷脂代谢、谷胱甘肽代谢、氮代谢、丙氨酸、天门冬氨酸和谷氨酸代谢及氨酰-tRNA生物合成）；③ 失眠者IL-1b水平显著升高，而TNF-a显著降低，其变化与某些特定的物种（Prevotella amnii、Prevotella buccalis和Prevotella colorans等）和代谢物有关；④ 免疫因子和代谢物介导了肠道菌群对失眠的影响。

Multiomics Analysis Reveals Aberrant Metabolism and Immunity Linked Gut Microbiota with Insomnia
10-03, doi: 10.1128/spectrum.00998-22

【主编评语】先前研究发现失眠与肠道菌群有关，免疫力和新陈代谢等会影响失眠，但这些因素还没被充分探究过。近日，山东大学公共卫生学院，国家健康医疗大数据研究院张磊、威海市中心医院蔄红好及团队在Microbiology spectrum发表最新研究，发现失眠患者肠道菌群结构和代谢与对照组不同，且失眠者免疫因子变化与某些特定的物种和代谢物有关。总之，该研究揭示系统性炎症和代谢产物可能是连接肠道菌群与失眠的途径。这些发现为理解肠道菌群在失眠中的作用提供了新的见解。（@九卿臣）

张发明团队：一文读懂粪菌移植用于疾病治疗的研究进展（综述）

Chinese Medical Journal[IF:6.133]

① 分析2011-2021年发表的782篇将FMT治疗疾病的研究；② FMT在涵盖85种疾病的8大治疗领域（感染、肠道疾病、菌群-肠-肝轴、菌群-肠-脑轴、代谢性疾病、肿瘤、血液系统疾病和其他类疾病）中显示出治疗价值；③ 报道FMT治疗感染和肠道疾病的文献数量最多，其次是肠脑轴相关疾病、血液和肝脏疾病；④ 洗涤菌群移植（WMT）和经内镜肠道植管术（TET）是FMT的最新进展；⑤ FMT可能存在4类形态：药物、组织/器官、保健药品或医疗技术。

Encyclopedia of fecal microbiota transplantation: a review of effectiveness in the treatment of 85 diseases
09-14, doi: 10.1097/CM9.0000000000002339

【主编评语】最近，Chinese Medical Journal在线刊登了由南京医科大学张发明教授团队和澳大利亚Thomas J Borody教授联合撰写的综述长文，报道粪菌移植（FMT）在全球应用于85种疾病的治疗进展。文章的摘要强调，作为重建肠道菌群最有效的手段，FMT技术在过去10年有三大进展，包括洗涤菌群移植（WMT）、经内镜肠道植管术（TET）和孢子群移植。全文对2011年至2021年发表的所有关于FMT/WMT带来治疗益处的研究进行综述，并且概述相关方法学和政策，以期帮助医生、研究者及患者全面了解FMT的全球进展。FMT在8大治疗领域中显示出一定的治疗价值，尽管有些领域还需要高质量的随机对照试验，但本文显示了FMT治疗肠道内及肠道外菌群失调相关疾病的良好前景。（@mildbreeze）

Science子刊：肠道菌群通过小RNA影响胚胎的发育程序

Science Advances[IF:14.957]

① 秀丽隐杆线虫适应母体肠道微生物，进行有替代性胚胎发生；② 有害微生物导致内胚层细胞分裂改变，左右不对称发育等形态变化，肠和原始生殖细胞之间出现双重关联，繁殖力发生变化等；③ miR-35 microRNA家族受系统性内源性RNA干扰控制，靶向含β-转导素重复的蛋白质/细胞分裂周期25(CDC25) 途径，传递代际信息以调节细胞分裂和繁殖；④ 研究结果对现有的假设——秀丽隐杆线虫有一个由固定细胞数组成的细胞谱系，提出了挑战。

Small RNAs couple embryonic developmental programs to gut microbes
03-23, doi: 10.1126/sciadv.abl7663

【主编评语】Science Advances近期发表的文章，发现母体内的肠道菌群通过miR-35家族等调节细胞分裂和繁殖，导致秀丽隐杆线虫的胚胎发育发生改变，出现额外细胞、生殖能力改变等，这挑战了现有的假设——秀丽隐杆线虫具有一个由固定细胞数量组成的细胞谱系，这为生物如何通过表观遗传控制优化胚胎发生以适应环境变化提供见解。（@章台柳）

大肠杆菌外膜囊泡中tRNA衍生片段调控宿主细胞基因表达和增殖

PLoS Pathogens[IF:7.464]

① 细菌会产生大量非编码小RNA，广泛存在于外膜囊泡（OMVs）中，在宿主-菌群互作中发挥着重要作用；② Ile-tRF-5X是成熟异亮氨酸tRNA的5'端衍生片段，在大肠杆菌OMVs中高表达；③ Ile-tRF-5X在营养和热压力下表达显著上升，但不受转录或翻译抑制的影响；④ 细菌RNase E有助于Ile-tRF-5X的生物合成；⑤ 包载Ile-tRF-5X的细菌OMVs经人类HCT116细胞内化后，通过miRNA途径促进细胞MAP3K4的表达；⑥ 细菌OMVs和Ile-tRF-5X以剂量依赖性地增强人类细胞增殖。

A tRNA-derived fragment present in E. coli OMVs regulates host cell gene expression and proliferation
09-15, doi: 10.1371/journal.ppat.1010827

【主编评语】细菌RNA测序分析揭示了大量极小RNA的存在，其中包括tRNA片段，它们选择性地加载到细菌外膜囊泡中，并靶向宿主mRNA，进而可能参与到细菌-宿主关系的相互作用中。PLoS Pathogens发表最新研究表明，在大肠杆菌外膜囊泡中存在tRNA的衍生片段Ile-tRF-5X，它受环境压力的选择性调节，向人类宿主细胞的转移。本篇工作为细菌和人类细胞之间现有的共生关系提供了一个新的研究视角。（@RZN）

感谢本期日报的创作者：mildbreeze，芥末，Akkk，往、昔℡，刘畅，阿当，李倩倩，白蓝木，沈琪辰

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