运动与肠道菌群有何关系？新综述一文读懂 | 热心肠日报

今天是第2381期日报。

运动员的肠道菌群（综述）

Sports Medicine[IF:11.928]

① 运动员与非运动员的肠道菌群存在差异，运动员的肠道菌群α多样性更高且健康相关菌群富集，不同类型的运动员的肠道菌群组成显著不同；② 肠道菌群与运动的关联是双向的，肠道菌群可通过调节能量产生、骨骼肌转换及维持、蛋白质代谢、营养感知通路（mTOR、AMPK等），从而影响运动能力；③ 相比于运动量正常人群，少运动人群和过度锻炼的精英运动员的胃肠道及上呼吸道感染的风险较高；④ 益生菌/元或合生制剂可增强运动表现，但机制尚未明确。

The Athlete Gut Microbiome and its Relevance to Health and Performance: A Review
11-18, doi: 10.1007/s40279-022-01785-x

【主编评语】Sports Medicine上发表的一篇综述文章，详细介绍了不同类型的运动员的肠道菌群差异，并概述了肠道菌群调节运动能力的可能机制，同时讨论了益生菌、益生元及合生制剂如何通过调节肠道菌群增强运动表现。（@aluba）

益生菌对肌肉质量、强度和总瘦质量有何影响？（荟萃分析）

Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle[IF:12.063]

① 纳入24项随机对照试验（RCTs），评估益生菌对成人肌肉质量、总瘦质量和肌肉强度的影响；② 与安慰剂组相比，服用益生菌后肌肉质量得到改善，但对总瘦质量无有益影响；③ 其中6项RCTs观察到补充益生菌能显著增加全身肌肉强度；④ 益生菌干预能增加肌肉质量，对于平均年龄50岁以下，持续时间较长（≥12周）、特别是补充双歧杆菌和亚洲个体均有效；⑤ 补充益生菌对50岁及以上并遵循长期方案（≥12周）的个体整体肌肉力量更有效。

Impact of probiotics on muscle mass, muscle strength and lean mass: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials
11-22, doi: 10.1002/jcsm.13132

【主编评语】益生菌已显示出对抗肌少症的潜力，但它们对人体肌肉量和力量等肌少症症状影响程度尚不清楚。近日，英国利物浦大学研究人员在Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle上发表最新研究，最终纳入24项随机对照试验，评估益生菌对成人肌肉质量、总瘦质量和肌肉强度的影响，发现益生菌干预可以增加肌肉质量，亚组分析也支持这一点（即对于平均年龄50岁以下，持续时间超过12周、特别是补充双歧杆菌和亚洲个体均有效）。总之，该研究为未来靶向菌群制定更合理的干预措施提供了支撑。（@九卿臣）

国内团队：如何提高益生菌在食品和胃肠道中的生存能力——封装系统（综述）

Advances in Colloid and Interface Science[IF:15.19]

① 封装系统可增加益生菌对环境的抵抗力，从而提高其在结肠定殖的能力；② 已被使用的益生菌封装系统有：乳液、凝胶、粉末颗粒、纳米纤维、电喷雾胶囊和纳米涂层系统；③ 含有益生菌封装系统的食物有：酸奶、奶酪、冰淇淋、果汁和烘焙产品（如面包和饼干）等；④ 益生菌与益生元、营养素或其他益生菌的共同封装可提高其稳定性和生物活性；⑤ 选择合适的食品基质、发酵菌株、配方设计和加工条件非常重要；⑥ 需在多种试验中确定安全性和有效性。

Encapsulation of multiple probiotics, synbiotics, or nutrabiotics for improved health effects: A review
10-06, doi: 10.1016/j.cis.2022.102781

【主编评语】摄入足量的活性益生菌可以有益于人类健康。然而，外源补充的益生菌往往会在食物的生产加工和抵达人体胃肠道的过程中失去活力。西北农林科技大学的刘夫国及团队近期在Advances in Colloid and Interface Science发表综述文章，围绕益生菌的包封系统进行总结，提出益生菌食品大规模商业化所面临的挑战并给予建议。（@RZN）

中国农业大学：母猪补充罗伊氏乳杆菌或可改善仔猪菌群发育和成熟

Microbiome[IF:16.837]

① 选取妊娠晚期健康母猪，膳食添加罗伊氏乳杆菌(n=13)或对照(n=13)；② 母体补充罗伊氏乳杆菌影响初乳的总体菌群组成和功能，降低变形杆菌门的丰度，增加大肠双歧杆菌的丰度，显著改变脐带血清中的代谢特征和模块；③ 母体补充罗伊氏乳杆菌显著影响菌群组成，并增加有益细菌的胎粪丰度，其中一些与血清中差异性代谢产物显著相关；④ 母体补充和罗伊氏乳杆菌口服均有效促进了仔猪早期粪便微生物组的发育和成熟，联合给药可优化仔猪的生长性能。

Lactobacillus reuteri improves the development and maturation of fecal microbiota in piglets through mother-to-infant microbe and metabolite vertical transmission
12-02, doi: 10.1186/s40168-022-01336-6

【主编评语】不成熟的新生儿粪便菌群严重影响肠道健康的发展，并大大增加疾病风险。中国农业大学的曾祥芳团队在Microbiome发表文章，罗伊氏乳杆菌能够通过影响结肠中的菌群群落和功能组成以及通过改变脐带血清中的几种关键代谢产物来调节新生仔猪粪便微生物群的组成。同时，母体膳食补充和口服罗伊氏乳杆菌有效地促进了仔猪早期粪便微生物群的发育和成熟，同时也可优化仔猪的生长性能。（@章台柳）

马曦团队：补充丁酸梭菌可缓解仔猪的断奶应激

Food Chemistry[IF:9.231]

① 向断奶仔猪饲粮中添加丁酸梭菌SLZX19-05菌株（Cb），可降低断奶仔猪的腹泻率和血清皮质醇含量，改善断奶应激，提高仔猪的生长性能；② 添加Cb增加了仔猪空肠/回肠的肠绒毛高度及隐窝深度；③ 添加Cb可抑制仔猪肠道内NF-κB信号的激活从而抑制宿主防御肽及促炎因子表达，降低肠道炎症；④ 添加Cb增加紧密连接相关蛋白表达，改善肠道屏障功能；⑤ 添加Cb改善了仔猪肠道菌群结构，增加了产短链脂肪酸菌群的丰度和肠道内短链脂肪酸水平。

Clostridium butyricum alleviates weaned stress of piglets by improving intestinal immune function and gut microbiota
11-21, doi: 10.1016/j.foodchem.2022.135014

【主编评语】断奶是猪生长发育过程中最大的应激事件，易造成仔猪肠道腹泻、生长缓慢和死亡率增加，处理不当则严重影响猪后期的生长性能。仔猪肠道功能不完善、肠道菌群不稳定是断奶应激的原因，使用抗生素是减少仔猪断奶应激的常用手段之一。中国农业大学动物科学技术学院马曦团队近日在Food Chemistry发表研究文章，发现丁酸梭菌SLZX19-05可调节仔猪肠道菌群并抑制肠道炎症，饲料中添加该菌株有利于早期断奶仔猪的肠道健康并改善断奶应激。（@芥末）

甲烷抑制剂对奶牛瘤胃微生物基因表达谱的影响

Microbiome[IF:16.837]

① 利用宏基因组学和宏转录组学方法，研究甲烷抑制剂3-硝基氧基丙醇（3-NOP） 对瘤胃菌群以及氢气（H2）浓度的影响；② 相比利用甲醇的甲烷菌，3-NOP抑制甲烷弧菌的作用更强，且降低甲基辅酶M还原酶（MCR）基因的表达；③ 在3-NOP抑制产甲烷作用的情况下，H2浓度随着产H2细菌中[FeFe]氢化酶表达的变化而波动，从而调节H2的产量；④ 在抑制产甲烷作用的情况下，仅丁酸途径相关酶的基因表达显著增加，而先前报道的替代H2库没有明显增加。

The effect of 3-nitrooxypropanol, a potent methane inhibitor, on ruminal microbial gene expression profiles in dairy cows
09-13, doi: 10.1186/s40168-022-01341-9

【主编评语】奶牛肠道甲烷排放是温室气体的主要来源，也是主要的饲料能量损失，其在瘤胃中是由产甲烷古菌利用氢气、二氧化碳、甲醇和甲胺形成的天然副产物。3-硝基氧基丙醇（3-NOP）已被证实可通过抑制甲基辅酶M还原酶（MCR）减少奶牛肠道甲烷的形成，然而其对瘤胃菌群的影响仍有待研究。近日，发表在Microbiome的这篇文章，利用宏基因组和宏转录组方法研究饲料中添加或不添加3-NOP的奶牛瘤胃中菌群多样性和微生物基因表达的变化。本研究提供了瘤胃中3-NOP抑制产甲烷作用的情况下，产甲烷菌对甲烷总产的贡献以及H2代谢调节的机制。（@圆圈儿）

Nature子刊：101种海洋鱼类的菌群分析

Nature Communications[IF:17.694]

① 收集南加州的22个目、55个科、83个属的101中海洋鱼类（代表了当地约25%的海洋鱼类多样性），对鳃组织、体表粘液、中肠消化物及后肠消化物中的菌群进行分析；② 身体部位是菌群多样性的最大驱动因素，远洋鱼类的体表粘液菌群的生物量及多样性最低，中肠菌群的多样性最高；③ 鱼类有着最独特的菌群，92%的鱼类菌群不存在于两栖动物、爬行动物、鸟类及哺乳动物中；④ 哺乳动物的后肠菌群gamma多样性最高，鱼类最低。

Host biology, ecology and the environment influence microbial biomass and diversity in 101 marine fish species
11-17, doi: 10.1038/s41467-022-34557-2

【主编评语】Nature Communications上发表的一项最新研究结果，对101种海洋鱼类的各部位菌群进行分析，鉴定了影响鱼类菌群生物量及多样性的因素，并探索了不同部位的种系共生（phylosymbiosis），同时对比了鱼类与其它脊椎动物（两栖动物、爬行动物、鸟类及哺乳动物）的菌群。（@aluba）

蜱虫中段肠菌变化不会影响其传播病原体给宿主

Microbiome[IF:16.837]

① 莱姆病的病原体伯氏疏螺旋体（Borrelia burgdorferi）主要通过与蜱虫的分子互作，从蜱虫中段肠迁移到唾液腺再传播至脊椎动物；② 使用无菌隔离、抗生素干扰等多种策略干扰伯氏疏螺旋体感染蜱虫幼虫的微生物组组成，发现伯氏疏螺旋体仍可从中肠迁移到唾液腺，进而传播给小鼠宿主；③ 迁移过程中，伯氏疏螺旋体可能会利用中肠上皮细胞的胞内输出途径，从而避免与微生物互作；④ 这种退出策略对于获得伯氏疏螺旋体和蜱虫生物学新见解至关重要。

Tick transmission of Borrelia burgdorferi to the murine host is not influenced by environmentally acquired midgut microbiota
10-17, doi: 10.1186/s40168-022-01378-w

【主编评语】肩胛硬蜱是美国莱姆病病原体伯氏疏螺旋体的主要蜱虫媒介，先前研究发现，伯氏疏螺旋体会从蜱虫中段肠迁移到唾液腺再传播至脊椎动物。近日，美国研究人员在Microbiome发表最新研究，发现使用无菌隔离、抗生素干扰、降低信号转换和转录激活因子表达等策略干扰伯氏疏螺旋体感染蜱虫幼虫的微生物组组成，不影响病原体从中肠迁移到唾液腺，感染小鼠宿主，这种现象可能和病原体借助肠上皮细胞的胞内输出途径，避免与微生物互作有关。总之，该研究为挖掘为蜱-螺旋体互作的详细分子机制奠定了基础，值得关注。（@九卿臣）

华农Cell子刊：昆虫肠道免疫系统是如何保护有益菌，清除外来有害菌？

Cell Reports[IF:9.995]

① 免疫缺陷（Imd）途径的负调节因子PGRP-LB和PGRP-SB主要表达于肠道前中部，其空间分布与橘小实蝇肠道共生菌肠杆菌科相匹配；② 敲除PGRP-LB和PGRP-SB基因可增强抗菌肽表达，肠道共生菌显著减少，条件致病菌丰度显著增加；③ RNA干扰效应消退后，菌群数量恢复正常水平，PGRP-LC在前肠中高表达使抗菌肽产生增加，从而有效清除病原体，保护共生菌；④ PGRP区域表达严格调控Imd途径，为共生微生物群构建保护区，同时保持对抗病原体的能力。

Compartmentalized PGRP expression along the dipteran Bactrocera dorsalis gut forms a zone of protection for symbiotic bacteria
10-18, doi: 10.1016/j.celrep.2022.111523

【主编评语】肠道共生菌在为宿主提供营养物质、促进消化吸收、调控宿主行为等方面发挥重要的生理作用。但肠道作为宿主连接外部的交界面，面对来自外部环境诸多挑战。在这种复杂的环境下，目前关于昆虫肠道免疫系统如何保护肠道有益共生菌，有效清除外来微生物的作用机制尚缺乏认识。近日，华中农业大学张宏宇及团队在Cell Reports发表最新研究，以园艺害虫橘小实蝇为研究对象，发现Imd免疫信号通路PGPRs家族基因通过区域化表达为其肠道共生菌建立保护区。本研究阐明了Imd免疫信号通路在保持高免疫活性，抵御外来病原菌的同时，维持肠道菌群稳态的机制，为未来基于肠道菌群有效防止害虫提供了新指导。（@九卿臣）

中山大学：病毒群落的辅助代谢基因因生活方式、环境和宿主而异

Microbiome[IF:16.837]

① 不同生活方式（溶菌或溶源）是影响病毒辅助代谢基因（AMG）组成的最重要驱动因素，其次是栖息地和宿主；② 溶菌病毒表现出更高AMGs多样性，高表达与营养物质代谢相关AMGs，通过抑制宿主代谢增加自身生物合成；③ 溶源病毒高表达与原核防御系统及致病性相关AMGs，增强宿主生存能力从而互惠共生；④ 水和沉积物中溶菌、溶源病毒表达的AMGs具有特异性，AMGs也存在宿主及栖息地特异性；⑤ 溶菌、溶源病毒AMGs可参与生物地球化学循环，如氮循环等。

Viral community-wide auxiliary metabolic genes differ by lifestyles, habitats, and hosts
11-05, doi: 10.1186/s40168-022-01384-y

【主编评语】病毒编码辅助代谢基因（AMGs）是调节宿主代谢和微生物驱动的生物地球化学循环的重要工具包，尽管AMGs的功能已在众多环境中得到广泛报道，但目前对自然生态系统中塑造病毒群落范围内AMG组成的驱动因素仍知之甚少。近日，中山大学李文均、Pandeng Wang及团队在Microbiome发表最新研究，利用多组学技术，对病毒AMG多样性、组成和表达谱进行全面分析，发现病毒生活方式是最重要的驱动因素，其次是栖息地和宿主类型，还论述了溶菌、溶源病毒各自高表达的AMGs类型，两者间的差异可能与溶菌和溶源病毒生活方式的不同进化史密切相关。总之，该研究相关发现极大地促进了研究人员对病毒、宿主和环境间复杂相互作用的理解，值得关注。（@九卿臣）

感谢本期日报的创作者：DMG-Quasimodo，Zzz，RZN，拍了花宝贝，芥末，阿童木，aluba，芃，岳晨博，XLyasby

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