肠菌如何促进IBS？卞兆祥等高分Cell子刊再发新成果 | 热心肠日报

今天是第2385期日报。

卞兆祥+王凯亮Cell子刊：活泼瘤胃球菌如何导致腹泻型肠易激综合征

Cell Host and Microbe[IF:31.316]

① 腹泻型肠易激综合征（IBS-D）患者肠道中活泼瘤胃球菌（Rg）增加，与腹泻严重程度及血清5-羟色胺（5-HT）水平升高有关；② Rg中的色氨酸脱羧酶可分解膳食中的苯丙氨酸和色氨酸产生苯乙胺和色胺，驱动肠嗜铬细胞的痕量胺相关受体1（TAAR1）介导的5-HT生物合成，增加结肠分泌，促进胃肠道转运，加重IBS-D症状；③ IBS-D患者血清及粪便中苯乙胺和色胺增加；④ TAAR1拮抗剂EPPTB可消除苯乙胺和色胺对5-HT生物合成的促进，缓解移植Rg造成的IBS-D。

Ruminococcus gnavus plays a pathogenic role in diarrhea-predominant irritable bowel syndrome by increasing serotonin biosynthesis
12-09, doi: 10.1016/j.chom.2022.11.006

【主编评语】肠道菌群在肠易激综合征特别是腹泻型（IBS-D）的病理生理学中起着重要作用，但确切的致病机制尚不清楚。已有研究表明，肠嗜铬细胞产生的5-羟色胺（5-HT）增加与IBS-D症状加重有关，但5-HT的产生是否受肠菌影响也不清楚。香港浸会大学卞兆祥、王凯亮团队近日在Cell Host and Microbe发表文章，揭示了IBS-D患者肠道内高度富集的活泼瘤胃球菌（Ruminococcus gnavus）利用膳食中芳香氨基酸促进5-HT合成而加重IBS-D的新机制，为理解肠菌代谢物影响肠道运动与稳态提供了新的见解，也为IBS-D的治疗找到了新的潜在靶点。（@芥末）

国内团队Nature子刊：高蛋白饮食如何预防节食减肥后的体重反弹？

Nature Metabolism[IF:19.865]

① 不同类型的节食后再恢复喂养可诱导小鼠体脂快速积累；② 短期限制饮食后再喂养，引起小鼠肠道乳酸杆菌及其代谢物的增加，增强了肠道脂质吸收，增加了白色脂肪组织（WAT）中脂肪酸摄取和脂质合成，降低了总脂质氧化，进而增加了节食后的体脂；③ 然而，在短期饮食限制后再喂养高蛋白饮食或抗生素可通过阻止肠道乳酸杆菌的生长，减少肠道脂质吸收，并抑制WAT中脂肪酸的摄取从而抑制脂肪积累。

High-protein diet prevents fat mass increase after dieting by counteracting Lactobacillus-enhanced lipid absorption
12-01, doi: 10.1038/s42255-022-00687-6

【主编评语】饮食限制，即节食被广泛用于减肥，然而节食后的体重反弹仍然是一个巨大的挑战，其潜在机制在很大程度上不明确。近期中国科学院上海营养与健康研究所翟琦巍作为通讯作者在Nature Metabolism发表的一项研究表明，节食后再恢复进食促进肠道乳酸杆菌及其代谢物的富集，促进肠道脂质吸收和白色脂肪组织的脂肪酸摄取，导致体内脂肪量增加，而高蛋白饮食或抗生素可抑制肠道脂质吸收，预防体脂增加。（@注册营养师陈彬林）

国内团队：自然环境中微生物的功能基因如何实现交换？

Journal of Extracellular Vesicles[IF:17.337]

① 在人类粪便、废水和土壤中发现了与细菌浓度相当丰度的EVs（胞外囊泡）；② 宏基因组分析表明，与源微生物组相比，EVs相关的DNA分类多种多样且有差异，并确定了一系列高效的EVs产生物种；③ 追踪高效生产者产生的EVs相关功能基因，发现包括糖苷水解酶家族GH25在内的各种移动基因被富集；④ 此外，与移动遗传元件共定位的抗生素抗性基因在EVs中很丰富；⑤ EVs可以通过储存功能基因成为微生物相互作用的重要介质。

Diverse functional genes harboured in extracellular vesicles from environmental and human microbiota
12-03, doi: 10.1002/jev2.12292

【主编评语】微生物群内多种功能基因的交换对微生物群落的稳定和功能是有利的。然而，环境中可移动基因库的状况在很大程度上仍不清楚，因而阻碍了我们对自然微生物群落中基因转移过程的理解。大量研究表明不同生物体释放的EV (细胞外囊泡) 是微生物与栖息地之间互作的重要途径。最近发表在Journal of Extracellular Vesicles上的文章研究了三种典型微生物栖息地中EV的流行情况、来源和DNA载体，在人类粪便、废水和土壤中发现了大量的EV。宏基因组分析显示，与源微生物组相比，EV相关DNA的分类学具有多样性和差异性，并确定了一系列生产EV的高效物种。该研究为解释EV作为自然环境中移动功能基因的储存库提供了新的见解。（@MD）

Nature 子刊：长双歧杆菌分解代谢高甘露糖型N-聚糖的分子机制

Nature Chemical Biology[IF:16.174]

① N-聚糖被endo-β-N-乙酰葡糖胺糖苷酶释放后，甘露糖苷在三种功能不同的糖苷水解酶38 (GH38) α-甘露糖苷酶和特定的GH125 α-1,6-甘露糖苷酶的协同作用下被修饰；② 双歧杆菌GH38α-甘露糖苷酶形成同源四聚体，N-末端果冻卷折叠结构域有助于底物的识别；③ α-葡萄糖苷酶能够降解单葡糖基化的N-聚糖，其主要的降解产物甘露糖在磷酸化之前被异构化为果糖，这是非常规的双歧途径；④ 不同双歧杆菌种和菌株存在不同的甘露糖代谢途径。

Mechanism of high-mannose N-glycan breakdown and metabolism by Bifidobacterium longum
11-28, doi: 10.1038/s41589-022-01202-4

【主编评语】双歧杆菌是人类肠道的早期定植者，在人类健康和新陈代谢中起着核心作用。为了在这个竞争激烈的利基中茁壮成长，这些细菌进化出了使用复杂碳水化合物的能力，包括哺乳动物的N-糖。近日，发表在Nature Chemical Biology的这篇文章，阐明了长双歧杆菌利用肠腔中主要碳源——高甘露糖N-糖的关键分子机制。（@圆圈儿）

陈晓东+伍鹏等：老年人胃肠环境改变对脱脂牛奶胃排空和消化特性有何影响？

Food Chemistry[IF:9.231]

① 相比青壮年模型，借助体外动态仿生胃肠消化系统发现脱脂牛奶在老年模型中缓冲能力更强，pH值较高；② 青壮年和老年模型脱脂牛奶的胃半排空时间分别为22.5和26.5 min；③ 老年模型中发现蛋白质降解较慢，尤其是β-乳球蛋白在消化结束时仍存在明显残留（120 min），且消化终点时脱脂牛奶蛋白质水解度为37.2%，显著低于年轻人的42.3%；④ 老年模型中胃收缩减少、胃排空延迟及消化分泌物的减少，可能会阻碍蛋白质聚集物的流动和分解。

Impact of elderly gastrointestinal alterations on gastric emptying and enzymatic hydrolysis of skim milk: An in vitro study using a dynamic stomach system
09-21, doi: 10.1016/j.foodchem.2022.134365

【主编评语】先前多项证据表明，衰老引起的胃肠环境变化可能会影响胃排空速率以及营养物质的释放与吸收，导致老年人消化不良，但目前仍缺乏相关的定量研究。近日，苏州大学陈晓东、伍鹏及团队在Food Chemistry发表最新研究，以脱脂牛奶为模型食物，通过体外动态仿生胃肠消化系统构建年轻人与老年人胃肠消化环境。相比年轻人模型，发现老年人胃肠环境的变化会显著延缓脱脂牛奶胃排空，并降低蛋白质的消化速度和程度，这可能与老年模型中胃收缩减少、胃排空延迟及消化分泌物减少有关，进而阻碍了蛋白质聚集物的流动和分解。（@九卿臣）

汕头大学：外加牛磺酸或可提高南美白对虾的抗菌能力和生存

Microbiome[IF:16.837]

① 分析健康、患病和濒死南美白对虾的胃肠道（GIT）样品；② 胃肠道排空和肝胰腺萎缩的病虾和濒死虾主要感染副溶血弧菌和哈氏弧菌；③ 病虾和濒死虾的代谢物和酶显著失调，其中病虾表达高水平的牛磺酸和牛磺酸代谢相关酶，濒死虾表达高水平的次黄嘌呤和相关代谢酶；④ 牛磺酸水平与副溶血弧菌、哈维氏弧菌的相对丰度显著负相关；⑤ 外源牛磺酸增加牛磺酸代谢酶(半胱氨酸双加氧酶和半胱氨酸亚磺酸脱羧酶）表达，提高对虾在副溶血弧菌感染的存活率。

Taurine metabolism is modulated in Vibrio-infected Penaeus vannamei to shape shrimp antibacterial response and survival
12-05, doi: 10.1186/s40168-022-01414-9

【主编评语】水产养殖池中存在多种微生物，包括几种致病菌。这些病原体感染养殖动物会导致疾病和代谢失调。汕头大学的章跃陵团队在Microbiome发表文章，通过对南美白对虾的胃肠道进行分析，发现病虾和濒死虾主要感染副溶血弧菌和哈氏弧菌，但两者的代谢物和酶的变化有所差异，病虾表达高水平的牛磺酸和牛磺酸代谢相关酶，濒死虾表达高水平的次黄嘌呤和相关代谢酶。外源补充牛磺酸可提高对虾感染的存活率。（@章台柳）

社会环境和宿主选择对鸟类肠道菌群的年龄相关影响

Microbiome[IF:16.837]

① 在受控条件下对斑马雀科和孟加拉雀科进行了同种和异种交叉培育实验，并在出生后的头3个月重复采样鸟类的粪便；② 通过记录肠道微生物群的发展，使用16S核糖体RNA基因测序来表征早期社会环境和宿主选择的相对影响；③ 发现肠道微生物群的分类组成和群落结构在个体发育阶段发生了变化，幼年斑马雀在繁殖后期表现出比成年斑马雀更高的α多样性；④ 在早期发育过程中同种和异性寄养父母养育的青少年鸟类微生物群落与寄养家庭微生物群落相似。

Timing matters: age-dependent impacts of the social environment and host selection on the avian gut microbiota
11-26, doi: 10.1186/s40168-022-01401-0

【主编评语】早期肠道菌群的建立是影响脊椎动物发育和适应的关键过程，然而早期社会环境传播和宿主选择在整个宿主成因中的相对影响尚不清楚，尤其是在鸟类物种中。近日，发表在Microbiome上的这篇文章，利用16S rRNA基因测序记录了肠道菌群的发展，并描述了早期社会环境和宿主选择的相对影响，这些影响是物种特异性特征和个体遗传的个体遗传背景。本研究提供了斑马雀和孟加拉雀肠道菌群发育演替的基本描述，并为宿主选择机制提供了新的见解。（@圆圈儿）

倪学勤等：在小鼠中再现大熊猫的肠道菌群特征

Microbiology spectrum[IF:9.043]

① 将大熊猫的粪便菌群通过单次和多次灌胃移植到假无菌（使用抗生素删除肠道菌群）和无菌小鼠体内，移植后分四个时间点收集小鼠粪便分析；② 与假无菌小鼠相比，大熊猫肠道菌群的特征在无菌小鼠中得到了更好的再现，从第3天到第21天，无菌小鼠和大熊猫的肠道菌群多样性没有显著差异；③ 粪菌移植的无菌小鼠倾向形成与大熊猫相似的菌群群落网络，而假无菌小鼠则倾向于恢复小鼠本身的菌群群落网络。

Dynamic Monitoring of Changes in Fecal Flora of Giant Pandas in Mice: Co-Occurrence Network Reconstruction
12-06, doi: 10.1128/spectrum.01991-22

【主编评语】四川农业大学的倪学勤和Jinge Xin团队在Microbiology spectrum发表文章，探究如何构建动物模型用于研究大熊猫的肠道菌群与消化疾病之间的关系。研究发现，相比于抗生素处理的假无菌小鼠，将大熊猫的粪菌移植到无菌小鼠能更好地再现大熊猫的肠道菌群特征。（@章台柳）

类风湿关节炎患者的肠道真菌变化

Gut Microbes[IF:9.434]

① 纳入99名RA患者和30名健康对照，分析粪便细菌和真菌的组成及关联；② 相比对照，RA患者的双歧杆菌属、布劳特氏菌属及曲霉菌属的相对丰度显著降低，链球菌属及念珠菌属的相对丰度显著增加；③ 曲霉菌属为健康对照的肠道核心真菌属，RA患者的细菌-真菌关联的中枢节点由真菌转向细菌；④ 白色念珠菌为念珠菌属中丰度最高的菌种，且RA药物治疗后，白色念珠菌的相对丰度显著增加；⑤ 白念珠菌属和曲霉菌属的丰度与RA临床因素的相关性不一致。

Dysbiotic but nonpathogenic shift in the fecal mycobiota of patients with rheumatoid arthritis
12-06, doi: 10.1080/19490976.2022.2149020

【主编评语】Gut Microbes上发表的一项最新研究结果，对比了类风湿性关节炎（RA）患者与健康对照的粪便细菌及真菌的组成差异，以及RA患者的细菌-真菌互作的变化。（@aluba）

Cell：麦角硫因的双刃剑作用（新闻评论）

Cell[IF:66.85]

① 芸豆、黑豆及蘑菇中富含的ergothioneine（EGT）是一种含有硫醇基的氨基酸，部分细菌及真菌也可合成EGT；② EGT具有抗氧化功能，可在氧化应激中起到细胞保护作用，并可降低慢性炎症，同时可能改善认知功能；③ 部分肠道致病菌（包括幽门螺杆菌）可利用EGT，在氧化应激中起到保护作用；④ 部分肠道细菌可将EGT转化为三甲胺（TMA），从而增加心血管疾病风险。

Bioactive metabolites: The double-edged sword in your food
11-23, doi: 10.1016/j.cell.2022.10.022

【主编评语】食物中含有多种生物活性代谢产物，可与人体代谢互作。Cell上发表的一篇Preview介绍了Cell近期发表的一项最新研究结果：麦角硫因（ergothioneine）是一种可从食物中摄取的氨基酸，具有多种有益健康的效应。然而，肠道致病菌可利用ergothioneine的抗氧化功能，在氧化应激中对自身起到保护作用；另外，肠道细菌可将ergothioneine代谢为三甲胺，从而增加心血管疾病功能。（@aluba）

感谢本期日报的创作者：Sunflower，注册营养师陈彬林，拍了花宝贝，九卿臣，accepted，阿童木，章台柳，aluba

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