姜长涛等Nature重大突破：降解尼古丁以保肝的肠菌 | 热心肠日报

今天是第2332期日报。

姜长涛等Nature：肠菌降解肠道尼古丁，或能缓解吸烟相关NASH

Nature[IF:69.504]

① 在吸烟者和尼古丁暴露小鼠模型中，吸烟期间肠道中有大量尼古丁积累；② 发现肠道细菌解木聚糖拟杆菌（Bx）能有效降解尼古丁，其通过尼古丁降解酶NicX生成一种新型尼古丁代谢产物HPB；③ 给暴露于尼古丁的小鼠定植Bx，可通过NicX介导的方式减少肠道尼古丁浓度，缓解尼古丁加剧的NASH进展；④ 机制上，尼古丁激活肠上皮AMPKα1，从而促进神经酰胺代谢酶SMPD3的磷酸化，抑制其蛋白降解，从而增加肠源性神经酰胺生成，促进NASH进展。

Gut bacteria alleviate smoking-related NASH by degrading gut nicotine
10-19, doi: 10.1038/s41586-022-05299-4

【主编评语】吸烟是非酒精性脂肪肝病（NAFLD）的危险因素，但其背后的生物学机制尚不明晰。Nature最新发表了来自北京大学姜长涛、美国国立卫生研究院Frank Gonzalez、浙江大学医学院第一附属医院虞朝辉、复旦大学李洋、温州医科大学附属第一医院郑明华与团队的研究，首次发现吸烟期间尼古丁在肠道中积累，通过激活肠上皮AMPKα1-SMPD3-神经酰胺轴，经肠-肝轴促进NAFLD向非酒精性脂肪性肝炎（NASH）发展，而一种人类肠道细菌——解木聚糖拟杆菌能通过尼古丁代谢酶NicX，有效降解肠道中的尼古丁，从而减轻吸烟诱导的NASH进展。总之，该研究揭示了肠道尼古丁积累在NAFLD进展中的作用，以及人类肠道细菌对尼古丁的代谢作用，为改善吸烟加剧的NAFLD提供了新的干预思路。（@mildbreeze）

Cell 子刊：一文读懂肠-肝轴中的双向交互（综述）

Cell Metabolism[IF:31.373]

① 肠胃健康与疾病受肠-肝轴影响，肠道屏障受损是其改变的前提；② 饮食、肠道菌群、免疫介质和肠-血管屏障均会影响肠道屏障功能；③ 多种因素介导肠-肝轴稳态，包括促炎或抗炎饮食，生物节律，微生物信号如病原相关分子模式（内毒素）、细菌代谢物（丙酸咪唑、苯乙酸）， 肠粘膜激素（FGF15/19、GLP1），胆汁酸信号等；④ 酒精性肝病、非酒精性脂肪肝、原发性硬化性胆管炎、肝硬化等患者肠-肝轴紊乱，深入理解肠肝互作有助于靶向治疗。

Gut-liver axis: Pathophysiological concepts and clinical implications
10-07, doi: 10.1016/j.cmet.2022.09.017

【主编评语】过去几年中，肠道和肝脏之间的双向交互作用已经成为实验性肝病的关键影响因素，越来越多的临床证据表明，在肝病和肝病以外的疾病中都出现了肠-肝轴的紊乱。近期发表于Cell Metabolism的综述，讨论了肠道和肝脏之间双向交互的实验和临床结果，描述了健康和肝病中的特定介质变化。了解肠道和肝脏在健康和疾病中复杂的代谢相互作用，对未来靶向治疗肝脏疾病提供了理论基础。（@RZN）

刘克玄+李偲：琥珀酸或是预防肠源性肺损伤的新靶点

European Respiratory Journal[IF:33.795]

① 肠道缺血/再灌注（I/R）引起肠道（而非肺部）琥珀酸产生细菌增加、消耗细菌减少，导致肺部琥珀酸积累，使用广谱抗生素清除肠道菌群可逆转该过程；② 琥珀酸通过其受体SUCNR1及下游PI3K/AKT/HIF-1α通路促进肺泡巨噬细胞（AMs）M1极化，导致肺泡上皮细胞凋亡和急性肺损伤（ALI）；③ 药物清除AMs、敲除或阻断SUCNR1可预防肠道I/R导致的ALI；④ 临床数据表明，血浆琥珀酸水平与肠道I/R后引起的ALI显著相关，琥珀酸或是肠源性ALI治疗的新靶点。

Gut microbiota-derived succinate aggravates acute lung injury after intestinal ischemia/reperfusion in mice
10-13, doi: 10.1183/13993003.00840-2022

【主编评语】肠道缺血/再灌注（I/R）是临床常见的危重情况，其引发的急性肺损伤（ALI）是导致肠道I/R患者死亡的主要原因。肠道菌群及其产物可影响许多肺部疾病中免疫系统的功能，已知肠道菌群来源的琥珀酸可外周组织中发挥促炎作用，但琥珀酸是否可影响肠道I/R导致的ALI尚不清楚。近日，南方医科大学南方医院麻醉科刘克玄和李偲及其团队在European Respiratory Journal发表文章，发现肠道菌群来源的琥珀酸通过其受体SUCNR1促进肺泡巨噬细胞极化，加重肠道I/R诱导的肺损伤，表明琥珀酸是危重患者肠道相关肺损伤防治的新靶点。（@芥末）

Cell子刊：肠道抗菌肽Reg3g有益肠道功能和全身能量稳态

Cell Metabolism[IF:31.373]

① 肥胖小鼠小肠中抗菌肽Reg3g表达下降，袖状胃切除术（VSG）或富含菊粉的饮食可上调小肠及血液中Reg3g水平；② Reg3g介导VSG或菊粉优化肠道菌群组成、改善肠道屏障功能，改善肥胖小鼠血糖稳态及胰岛素抵抗的作用；③ VSG或菊粉对Reg3g敲除小鼠没有上述益处；④ 腹腔注射Reg3g可改善肥胖小鼠的葡萄糖耐量，该效果部分依赖胰岛β细胞中假定的Reg3g的受体Extl3；⑤ 补充乳酸杆菌等益生菌促进肠道Reg3表达，且益生菌对肠道功能的改善部分依赖Reg3g。

The gut peptide Reg3g links the small intestine microbiome to the regulation of energy balance, glucose levels, and gut function
10-13, doi: 10.1016/j.cmet.2022.09.024

【主编评语】肠道菌群参与调节宿主的能量平衡与葡萄糖稳态。宿主小肠可大量表达和分泌抗菌肽Reg3g，发挥其抗菌活性影响肠道菌群而参与宿主防御。近日，美国密歇根大学Randy J. Seeley及其团队在Cell Metabolism发表文章，发现袖状胃切除术、饲喂富含可发酵菊粉的食物或者补充益生菌，能够增加肠道及血液中Reg3g水平，并证明Reg3g扮演了抗菌肽和肠道激素双重角色，参与调控肠道菌群、葡萄糖稳态及能量平衡。（@芥末）

微生物组成或可调节细菌群落的次级代谢？

PNAS[IF:12.779]

① 细菌次级代谢产物可介导微生物群落间的互作和对环境变化的反应；② 由三个细菌（蜡样芽孢杆菌、约氏黄杆菌和韩国假单胞菌）组成的简易模型中，次级代谢物动态变化取决于群落物种组成和种间互作，剔除某一细菌会改变整个群落转录组和代谢谱；③ 细菌生物合成基因簇（BGCs）表达水平和代谢组特征在单一培养、二元和三元共培养间均存在差异；④ 细菌BGC表达和化学物质输出取决于共培养群落，群落组成和物种互作可能会影响自然界的次级代谢。

Microbiome composition modulates secondary metabolism in a multispecies bacterial community
10-10, doi: 10.1073/pnas.2212930119

【主编评语】细菌次级代谢产物是抗生素和其他生物活性化合物的主要来源，在微生物群落中，这些分子可以介导物种间的互作，进而适应环境变化。尽管次级代谢物在人类健康和微生物生态中具有重要作用，但对其在多物种群落中的作用和调节仍知之甚少。近日，华盛顿大学研究人员在PNAS发表最新研究，设计了包含蜡样芽孢杆菌、约氏黄杆菌和韩国假单胞菌组成的简易群落模型，发现次级代谢物动态变化和群落物种组成和种间互作有关，改变其中物种数量会影响整个群落的生物合成基因簇表达和代谢谱。总之，该研究提供了一种分析微生物群落的信息交流方法，有助于未来精准操控微生物群落功能。（@九卿臣）

深入探索可调节宿主健康的功能性细菌代谢物（小综述）

Gut Microbes[IF:9.434]

① 新型细菌代谢物的鉴定流程：找到相关疾病，利用代谢组学或基因组学鉴定代谢产物，确认代谢物源自细菌后进行机制研究；② 新型细菌代谢物介导的信号或代谢途径包括：尿石素A、吲哚乙酸、肌苷可减轻肠炎；肌苷、氧化三甲胺可提高癌症免疫治疗效果；VB、苯乙酰谷氨酰胺分别与肥胖和心血管疾病相关；色氨酸代谢及对甲酚可影响大脑神经活动等；③ 特定食物摄入量、膳食组成及菌群类型都可影响菌群代谢物组成。

Not just a gut feeling: a deep exploration of functional bacterial metabolites that can modulate host health
09-20, doi: 10.1080/19490976.2022.2125734

【主编评语】细菌代谢物对宿主代谢健康和疾病状态具有调节作用，目前细菌代谢物的研究主要集中在短链脂肪酸 (SCFA) 和膳食色氨酸的细菌衍生物，而对源自微生物的其他代谢物知之甚少。近日发表在Gut Microbes上的这篇综述，总结了最近八项研究中的新型细菌代谢物，详细说明了这些代谢物的鉴定过程，它们在特定类别的人类健康中的作用，以及饮食如何影响这些代谢物的产生。因此，通过类似的未来机制研究可更深入了解细菌对宿主代谢的影响。（@圆圈儿）

肠道细菌代谢产生芳香胺，并促进外周5-羟色胺生成

Gut Microbes[IF:9.434]

① 通过对32种人肠道优势菌种的代谢产物进行分析，鉴定出5种细菌（均属于厚壁菌门）可通过芳香族氨基酸脱羧酶（AADC）大量产生芳香胺；② 在体外对人粪便样本进行培养，发现活泼瘤胃球菌的AADC基因拷贝数与苯乙胺产生呈显著正相关；③ 工程化改造后的粪肠球菌（AADC基因表达增加）定殖于小鼠体内，可促进结肠5-羟色胺的产生；④ AADC抑制剂（卡比多巴及苄丝肼）可抑制粪肠球菌的苯乙胺产生。

Gut bacterial aromatic amine production: aromatic amino acid decarboxylase and its effects on peripheral serotonin production
10-10, doi: 10.1080/19490976.2022.2128605

【主编评语】结肠内腔的芳香胺主要来源包括发酵食品及肠道菌群代谢。Gut Microbes上发表的一项最新研究结果，鉴定出5种肠道优势菌种可通过芳香族氨基酸脱羧酶产生芳香胺，定殖于小鼠体内后可促进结肠5-羟色胺的产生。（@aluba）

上海长海医院：航海半年后，船员肠道菌群和代谢谱有何变化？

Microbiology spectrum[IF:9.043]

① 纳入30名航行6个月的船员，通过16S测序和LC-MS评估其肠道菌群和粪便代谢物的动态变化；② 长期航行显著改变了船员肠道菌群组成和代谢物水平，厚壁菌门/拟杆菌门的比例增加；③ 船员长期航行后Holdemanella和Plesiomonas等丰度显著增加，拟杆菌属显著降低，叶酸生物合成和生物素代谢功能显著下降；④ 航行前后，共鉴定到6种差异代谢途径和20种差异代谢物（涉及鞘脂、多种氨基酸代谢等），其中6种代谢物与14个差异物种显著相关。

Alterations in the Gut Microbiota and Metabolomics of Seafarers after a Six-Month Sea Voyage
10-05, doi: 10.1128/spectrum.01899-22

【主编评语】长期航行中，保持海员的健康是一项艰巨的任务，目前对船员远航后肠道菌群及代谢物如何变化仍知之甚少。近日，上海长海医院廖专、邹文斌及团队在Microbiology spectrum发表最新研究，纳入30名航行6个月的船员，发现长期航行后船员的肠道菌群和代谢物发生显著改变。未来通过膳食调整或补充益生菌可抵消有益代谢物水平的降低，进而改善长期航海船员的健康。（@九卿臣）

谁是肠道调控糖代谢的核心菌？（综述）

American Journal of Clinical Nutrition[IF:8.472]

① 文章纳入近6000项文献记录，45项原始研究，其α多样性和45项菌类群与选择性结果有关；② 与代谢性疾病关联最紧密的6个菌类群为粘菌阿克曼氏菌、长双歧杆菌、瘦梭菌群、prausnitzii、Faecalibacterium和Dorea；③ Dorea和阿克曼氏菌与糖代谢的关联独立于代谢性药物和机体参数之外，而关于阿克曼氏菌、 F. prausnitzii对短链脂肪酸（SCFA）介导的糖代谢证据不足；④ 利用宏基因组学鉴定菌株水平的相关性的前瞻性队列研究是未来研究的需要。

The Human Gut Microbiota and Glucose Metabolism: a Scoping Review of Key Bacteria and the Potential Role of Short Chain Fatty Acids
08-26, doi: 10.1093/ajcn/nqac217

【主编评语】肠道干预糖代谢为二型糖尿病的预防和治疗提供可能，但是现在哪些菌群或关键代谢物参与这项过程尚不可知。本文综述了现有的文献证据，分析了肠道调控糖代谢过程中参与的核心菌群以及此过程中SCFA的作用，信息量大，值得相关人士阅读学习。（@Bingbing）

后生元在临床治疗中的应用（综述）

Gut Microbes[IF:9.434]

① 微生物制剂对各种疾病有治疗潜力，活菌制剂疗法可能存在稳定性和安全性较差等问题；② 后生元是一种对宿主健康有益的无生命微生物和/或其成分的制剂，主要通过不同的生物活性物质发挥类似益生菌的调控作用；③ 临床数据表明，后生元可有效缓解急/慢性腹泻、调节免疫功能、改善过敏反应、缓解神经退行性疾病等作用；④ 后生元具有安全稳定、保质期长、易于储存和运输等优势，可能是益生菌的一种更安全的替代品，但还需要进一步临床研究。

The clinical evidence for postbiotics as microbial therapeutics
10-02, doi: 10.1080/19490976.2022.2117508

【主编评语】2021年，国际益生菌与益生元科学协会建议将灭活的菌体和/或菌体成分与人体健康有益的制剂统称为后生元。临床试验是研究后生元健康作用的有效途径，但目前关于后生元临床研究相对较少。近日，科克大学研究人员在Gut Microbes发表最新综述，系统的论述了后生元在临床治疗中的应用。目前的证据表明，后生元在改善急/慢性腹泻、免疫功能、过敏反应、神经退行性疾病具有较明显的效果，且稳定性和安全性较好。但后生元健康作用也需经过大量的科学循证，未来可以借鉴益生菌健康作用的研究方法，构建更科学、更合理、更完善的量效关系评价方法，为后生元制剂健康持续发展提供更有力的支撑。（@九卿臣）

感谢本期日报的创作者：mildbreeze，WK红叶，沈琪辰，芥末，刘畅，XLyasby，aluba，往、昔℡，苗钟化

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