10文聚焦动物菌群，国内团队多项成果值得关注！ | 热心肠日报

今天是第2512期日报。

赵圣国+王加启等：构建微球原位培养方法实现牛瘤胃重要尿素分解菌分离

Microbiome[IF:16.837]

① 研究人员建立了一种包括脲酶基因（ureC）引导富集加上原位琼脂糖微球包埋和瘤胃模拟条件下的培养分离方法，成功从瘤胃微生物组中分离尿素分解菌；② 共分离了404种独特的细菌菌株，选定52株进行基因组测序，基因组分析显示，28个菌株可分为12个物种，都含有脲酶基因；③ 此外，在新的分离株中发现了五种不同的脲酶基因簇组织，它们具有不同的水解尿素的方法；④ 同时鉴定了在脲酶活化中可能起关键调节作用的UreC蛋白的关键氨基酸残基。

Functional gene-guided enrichment plus in situ microsphere cultivation enables isolation of new crucial ureolytic bacteria from the rumen of cattle
04-15, doi: 10.1186/s40168-023-01510-4

【主编评语】反刍动物可以利用尿素作为日常氮的来源，因为它们能够将尿素-N循环回瘤胃，在瘤胃中，许多解脲细菌将尿素水解为氨，氨被许多细菌用作氮源。测序技术让人们对瘤胃解脲细菌有了新的见解，但被分离到纯培养物中或进行研究的较少，阻碍了对瘤胃解脲细菌代谢、生理和生态学的理解。中国农业科学院的赵圣国、王加启与团队在Microbiome发表文章，建立了一套从瘤胃中分离尿素分解菌的方法。（@章台柳）

谢鹏团队：青春期抑郁症菌群-肠-脑轴特征与成年期的不同

Journal of Advanced Research[IF:12.822]

① 10只健康雄性食蟹猕猴根据年龄和体重分5组，组内2只随机经应激干预，成功建立抑郁模型；② 青少年和成年抑郁猕猴均表征为厚壁菌门和脂质代谢的持续改变，但其肠道菌组成和肠脑代谢特征有显著差异；③ 菌群-肠脑（MGB）轴前额皮质嘌呤和精氨酸生物合成代谢异常是青少年抑郁模型特征标志，MGB轴海马体脂肪酰基代谢异常则主要存在于成年抑郁猕猴中；④ 青少年抑郁模型中梭状芽胞杆菌属和嗜血杆菌属的特征性紊乱与大多数嘌呤代谢产物显著相关。

Disturbances of purine and lipid metabolism in the microbiota-gut-brain axis in male adolescent nonhuman primates with depressive-like behaviors
04-15, doi: 10.1016/j.jare.2023.04.010

【主编评语】重度抑郁症（MDD）是一类严重影响人类健康的精神疾病，特别是青少年期的MDD具有更加严重的后果。但是成人MDD的药物对于青少年MDD是否适用尚不明确。主要原因在于领域内对于青少年MDD病理机制的研究不够深入。近期国内重庆医科大学第一附属医院谢鹏团队在Journal of Advanced Research上发表了其最新研究成果，团队使用非人灵长类猕猴构建了MDD模型，对其肠道菌群组成变化以及肠脑轴代谢特征进行了深入分析，发现青少年期MDD与成人MDD模型的肠道菌群以及肠脑轴代谢特征存在较大区别，而青少年MDD的动物中嘌呤、精氨酸合成代谢，厚壁菌门组分和脂质代谢具有显著变化特征。这些结果为探究青少年MDD病理机制以及临床干预提供了重要的科学证据。（@Zhonghua）

中科院：DON对肉鸡和猪具有多器官毒性，或与肠道菌群有关

Journal of Hazardous Materials[IF:14.224]

① 真菌毒素脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）引起肉鸡和猪的厌食，抑制二者生长；② DON损坏肉鸡和猪的肠道结构和肠屏障功能；③ DON改变肉鸡和猪空肠菌群多样性而不影响菌群丰富度，增加厚壁菌门，降低拟杆菌门相对丰度，显著降低肉鸡空肠中变形菌门相对丰度；④ DON对肉鸡和猪空肠菌群的影响有相似之处也有不同之处；⑤ DON引起的肠道菌群变化主要与动物的代谢和消化功能有关，对动物的生长发育具有重要意义；⑥ DON对肉鸡和猪的肝脏和肾脏均有损伤。

Mycotoxin deoxynivalenol-induced intestinal flora disorders, dysfunction and organ damage in broilers and pigs
03-07, doi: 10.1016/j.jhazmat.2023.131172

【主编评语】脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）是一种常见的环境污染物，会导致动物拒绝进食和生长迟缓。DON靶向肠道，对动物有害，但尚不清楚其对动物的影响是否一致。中科院的武爱波团队在Journal of Hazardous Materials发表文章，鸡和猪是受DON暴露影响的两种主要动物，具有不同的易感性。但是DON对肉鸡和猪具有多器官毒性，且肠道菌群可能与DON造成的毒性损害有关。（@章台柳）

四川大学：在猴肠道中发现大量微生物新基因组

Gut Microbes[IF:9.434]

① 对慢性腹泻和健康猕猴粪便宏基因组数据组装获得731个MAGs，鉴定出4.6万个CAZy酶基因及289个毒力因子；② 相比25万个参考基因组，超97%MAGs是新基因组，678个MAGs属于与其它非人灵长类MAGs不同的菌株，354个属于在其它非人灵长类MAGs中未发现的物种；③ 拟杆菌门、乳酸杆菌科和厌氧弧菌属等在腹泻猕猴肠道中显著降低；④ 腹泻猕猴肠道中弯曲杆菌和螺旋杆菌科MAGs的毒力因子富集在鞭毛和趋化性相关基因，与人类肠道中分离出的菌株有显著差异。

Assembly of novel microbial genomes from gut metagenomes of rhesus macaque (Macaca mulatta)
03-15, doi: 10.1080/19490976.2023.2188848

【主编评语】基于宏基因组组装普通猕猴肠道微生物基因组对于理解其作为重要的非人灵长类模式动物具有重要意义。近日，四川大学的张安云、李静及团队在Gut Microbes发表最新研究，通过对猕猴粪便宏基因组数据进行基因组组装，进一步扩大了其肠道微生物基因组的多样性。此外，发现猕猴肠道中弯曲菌属和螺旋杆菌科的MAGs主要携带鞭毛和趋化性相关的毒力基因，可能在猕猴腹泻过程中发挥潜在作用。总之，该研究为预防恒河猴腹泻提供了新的见解，值得关注。（@九卿臣）

东北农业大学：饮用碱性矿泉水或有助于仔猪抗腹泻

Journal of Advanced Research[IF:12.822]

① 研究断奶应激条件下，母分离(MS)仔猪饮用碱性矿物质(AMC)水后的抗腹泻能力；② AMC水抑制丘脑-垂体-肾上腺皮质(HPA)轴、改善肠道菌群和维持肠上皮再生，从而降低MS仔猪腹泻率；③ AMC水通过抑制HPA轴减少应激激素分泌，增加有益菌群丰度，同时通过激活Wnt/β-连环蛋白信号通路，维持IEC增殖，促进肠干细胞分化，减轻断奶引起的肠损伤；④ 无肠道菌群时，AMC激活Wnt/β-连环蛋白信号抑制，Lgr5+细胞数量显著增加，而对IPEC-J2分化无影响。

Drinking alkaline mineral water confers diarrhea resistance in maternally separated piglets by maintaining intestinal epithelial regeneration via the brain-microbe-gut axis
2022-12-17, doi: 10.1016/j.jare.2022.12.008

【主编评语】腹泻是所有疾病中死亡率第四高的疾病，每年导致大量婴儿死亡。饮用碱性矿泉水有可能治疗胃肠道疾病，尤其是腹泻，但缺乏系统研究和相关机制的探索。东北农业大学的李金龙团队在Journal of Advanced Research发表文章，发现饮用碱性矿泉水通过脑-微生物-肠轴维持肠上皮再生，赋予与母亲分离仔猪抗腹泻能力。研究提示饮用碱性矿泉水或可成为年幼哺乳动物预防腹泻风险的一种策略。（@章台柳）

山东大学：TNF同源基因串起节肢动物的两个关键肠道免疫通路

EMBO Reports[IF:9.071]

① 克氏原螯虾中，肿瘤坏死因子 (TNF) 直系同源物PcEiger连接Imd/Relish通路和Duox2/ROS系统；② 共生细菌或Imd/Relish通路诱导PcEiger的表达；③ 敲低PcEiger通过改变肠道的氧化状态，从而导致肠道中细菌的丰度和菌群组成改变；④ PcEiger通过调节转录因子Atf2的活性，诱导Duox2的表达和ROS的产生；⑤ PcEiger通过共生细菌和Imd/Relish通路调节Duox2/ROS系统。

PcEiger links the Imd/Relish pathway to ROS production in the intestine of the red swamp crayfish
03-28, doi: 10.15252/embr.202255903

【主编评语】节肢动物肠道中，共生菌通过维持Imd/Relish通路表达抗菌肽，而病原菌诱导Duox2产生细胞外杀菌活性氧 (ROS)，Imd/Relish通路与Duox2/ROS系统一直被认为是独立的系统。近日，山东大学王显伟团队在EMBO Reports发表文章，发现克氏原螯虾肠道Imd/Relish通路通过TNF同源基因PcEiger调节Duox2/ROS 系统。本研究提供了对节肢动物中两种关键的肠道免疫机制之间串扰的见解。（@圆圈儿）

Nature Reviews：意想不到的鱼类微生物组（新闻）

Nature Reviews Microbiology[IF:78.297]

① 鱼类是脊椎动物中种类最丰富的类群，尽管不断增长的蓝色生物经济具有很高的商业价值，但只有少数研究检测了来自硬骨鱼类的宏基因组数据；② 虽然相关研究较少，但已有数据表明鱼类微生物组与目前的动物微生物组特点大相径庭；③ 与哺乳动物相比，鱼类细菌多样性极低，而且少于少数的细菌基因组通常占微生物衍生DNA reads总数的75%以上④ 低多样性鱼类宏基因组为从进化的角度研究动物微生物群落提供了一个潜在途径。

Unexpected fishy microbiomes
03-13, doi: 10.1038/s41579-023-00879-1

【主编评语】本月Nature Reviews Microbiology的Genome Watch栏目重点围绕鱼类的宏基因组学研究进行介绍，这些研究揭示了功能多样性低的独特微生物组，这可能有助于提高我们对非哺乳动物物种中宿主-微生物动态的理解。（@RZN）

微塑料污染影响野生海鸟的肠道菌群多样性和组成

Nature Ecology & Evolution[IF:19.1]

① 研究微塑料与长期摄入微塑料的海鸟(北管鼻藿和科瑞海鸥)的前胃和泄殖腔菌群变化的相关性；② 微塑料量与肠道菌群多样性和组成显著相关：微塑料与共生菌减少有关，与病原体、抗生素耐药和降解塑料的微生物增加有关；③ 泄殖腔菌群的相关性较前胃强；④ 微塑料量和胃肠道（GIT）位置与黄曲菌、爱德华菌、棒状杆菌负相关，微塑料质量与GIT位置与产气荚膜梭菌正相关，与不动杆菌负相关；⑤ 环境相关微塑料浓度和混合物与野生海鸟肠道菌群变化有关。

Current levels of microplastic pollution impact wild seabird gut microbiomes
03-27, doi: 10.1038/s41559-023-02013-z

【主编评语】微塑料污染了世界各地的环境，并被许多物种摄入，这些物种的健康受到多种影响，其中包括肠道微生物组。Nature Ecology & Evolution近期发表的文章，研究微塑料对海鸟肠道微生物群变化的影响。（@章台柳）

圈养考拉的囊袋菌群特征

Microbiome[IF:16.837]

① 不同繁殖时间点的囊袋细菌组成和多样性发生了显著变化，分娩后获得的囊袋样本群落丰富度显著低于不动情期、发情期、泌乳早期和幼时；② 39只考拉中，17只成功繁殖，7只动物失去了幼袋（总死亡率为41.18%）；③ 与成功繁殖的幼袋（由拟杆菌门主导）相比，未成功繁殖幼袋从哺乳早期到死亡期间一直由变形菌门主导；④ 日沟维肠杆菌和肺炎克雷伯菌对考拉常用几种抗生素有耐药性，其中前者具有多重耐药性；⑤ 这两个物种与不良的生殖结果有关。

Characterisation of the koala (Phascolarctos cinereus) pouch microbiota in a captive population reveals a dysbiotic compositional profile associated with neonatal mortality
04-15, doi: 10.1186/s40168-023-01527-9

【主编评语】圈养考拉繁殖计划对长期物种管理至关重要。然而，繁殖效率经常受到健康雌性新生儿死亡率高的影响。幼袋丢失通常是由于细菌感染，发生在哺乳早期，而分娩时没有并发症。这些感染被认为是源于母体的育儿袋，但对考拉育儿袋的微生物组成知之甚少。Microbiome近期发表的文章，对在两个设施中饲养的39只圈养考拉的整个繁殖周期的考拉袋微生物组进行了表征，并确定了与死亡率相关的细菌。（@章台柳）

夏威夷短尾乌贼-费氏弧菌的共生关系中的恢复力

Microbiome[IF:16.837]

① 细菌共生体在宿主发光器官中占据六个不同定植位点，这些位点具有不同的形态和对抗生素治疗的反应；② 费氏弧菌在最小和最不成熟的定植位点时，对抗生素干扰的抵抗力最强；③ 孵化时隐窝发育的变异性使未成熟部位能够作为共生体库，当抗生素治疗清除宿主器官中更成熟部位时有可能将其重新植入宿主器官；④ 这种“保险策略”为宿主-微生物的合作关系赋予弹性，在生命早期易受压力阶段，对微生物组健康和宿主都至关重要。

Maturation state of colonization sites promotes symbiotic resiliency in the Euprymna scolopes-Vibrio fischeri partnership
03-31, doi: 10.1186/s40168-023-01509-x

【主编评语】许多动物和植物在胚胎发育后不久就获得共同进化的共生伙伴。因此，在胚胎发生的过程中，必须发育出特定的细胞特征以促进共生体在适当组织的定植，并在这些部位持久存在。新生儿组织中会发生成熟度的变化，但这种变化如何影响宿主-微生物关联的建立和持久性，目前尚不清楚。Microbiome近期发表的文章，发现夏威夷短尾乌贼中成熟度不同的位点，定植其中的费氏弧菌对抗生素的抵抗能力不同，且最不成熟的定植位点中的费氏弧菌对抗生素抵抗力最强。这就赋予两者共生关系具有一定的弹性，一旦成熟部位的共生菌被破坏，未成熟部位的共生菌可以进行补充。（@章台柳）

感谢本期日报的创作者：阿童木，Sunflower，YANG WEI，九卿臣，Zzz，圆圈儿，RZN

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