国内团队新发现：4种肠菌或有助于改善情绪 | 热心肠日报

今天是第2515期日报。

国内团队：鉴定出积极情绪相关的肠道益生菌

Microbiome[IF:16.837]

① 利用“月宫365”任务进行为期1年的封闭研究，探究肠道菌群与心理变化的相关性；② 单形拟杆菌、直肠真杆菌、食葡糖罗斯拜瑞氏菌和普氏粪杆菌与积极情绪呈显著正相关，与消极情绪呈负相关，这些菌株称为潜在的精神益生菌；③ 精神益生菌通过发酵膳食纤维产生丁酸和丙酸等短链脂肪酸，其次可调节天冬氨酸、谷氨酸、色氨酸、牛磺酸和皮质醇等代谢途径来改善情绪；④ 动物实验证实这些潜在的精神益生菌对情绪的积极调节作用和机制。

Positive mood-related gut microbiota in a long-term closed environment: a multiomics study based on the “Lunar Palace 365” experiment
04-24, doi: 10.1186/s40168-023-01506-0

【主编评语】北京理工大学的郝梓凯和北京航空航天大学的刘红合作在Microbiome发表文章，利用“月宫365”任务进行为期1年的封闭研究，探究肠道菌群与心理变化的相关性。结果发现，在长期封闭环境中，肠道菌群对维持和改善心理健康有重要作用。（@章台柳）

广西科学院Nature子刊：百岁老人菌群具有年轻相关特征

Nature Aging[IF:N/A]

① 纳入包含广西297名百岁老人队列的1575人（20-117岁）进行横断面调查；② 相比普通老年人，百岁老人在肠道微生物组中显示以拟杆菌为主的肠型的过度代表性、物种均匀性增加、有益拟杆菌富集和致病菌减少；③ 长寿个体是以拟杆菌为主的肠道类型，年轻人和老年人以大肠杆菌志贺菌为主；④ 百岁老人肠道微生物特征在拟杆菌的均匀度、个体间变异小和稳定性增加方面得到增强；⑤ 微生物均匀度低的百岁老人在衰老过程中容易出现大的微生物群不稳定性。

Longevity of centenarians is reflected by the gut microbiome with youth-associated signatures
04-06, doi: 10.1038/s43587-023-00389-y

【主编评语】广西科学院罗卫飞和王帅团队合作研究成果。百岁老人是研究菌群和长寿相关的完美模型。本文纳入近300名百岁老人，进行菌群特征分析和提取。研究结果显示，百岁老人体内含有较大量的拟杆菌门，且有害菌减少。这种特征在健康老年个体中有相同导向性。经过1.5年纵向队列分析，百岁老人这种年轻菌群特征在拟杆菌均匀度增加、个体差异减小时得到加强。（@Bingbing）

国内团队：肠道菌群参与产后奶牛的氧化应激

Microbiome[IF:16.837]

① 粪便菌群组成与产后氧化应激（OS）存在密切联系，可解释性为43.1%；② 高OS（HOS）和低OS（LOS）奶牛显著差异的有17个细菌属和19个物种，其中9个属、16个种与OS显著负相关，Marasmitruncus和Ruminococcus_sp._CAG:724有最强的相关性；③ 鉴定出58种显著不同的代谢物，其中19种是菌群或菌群和宿主的共代谢产生，且富集在谷氨酰胺、谷氨酸、甘氨酸和半胱氨酸代谢；④ 小鼠灌胃HOS粪菌，OS更高，血浆谷胱甘肽过氧化物酶和谷胱甘肽含量更低。

The hindgut microbiome contributes to host oxidative stress in postpartum dairy cows by affecting glutathione synthesis process
04-22, doi: 10.1186/s40168-023-01535-9

【主编评语】奶牛易受产后全身氧化应激（OS）的影响，这会导致显著的生产损失和代谢紊乱。华中农业大学的许庆彪和浙江大学的孙会增合作在Microbiome发表文章，粪便菌群是OS的原因，较低谷胱甘肽的产生在HOS中起着致病作用。这些发现为奶牛产后OS的机制和缓解OS的潜在调控策略提供了新的见解。（@章台柳）

Cell子刊：天然产物氯霉素A可防止复发性艰难梭菌感染

Cell Host and Microbe[IF:31.316]

① 小鼠中，与万古霉素相反，氯霉素A（ChA）有效抑制疾病并预防复发性艰难梭菌感染（rCDI）；② 与万古霉素相比，ChA对小鼠和猪微生物群的影响较小，在很大程度上保留了微生物群的组成，对肠道代谢组的影响最小；③ ChA处理不会破坏对艰难梭菌的定植抗性，并且与CDI后微生物群的更快恢复有关；④ ChA在孢子中积累并抑制艰难梭菌孢子的生长，因此可能有助于降低rCDI的发生率⑤ 氯霉素A具有独特的抗菌特性，可针对艰难梭菌感染周期中的关键步骤。

The natural product chlorotonil A preserves colonization resistance and prevents relapsing Clostridioides difficile infection
04-24, doi: 10.1016/j.chom.2023.04.003

【主编评语】艰难梭菌感染（CDIs）具有较高的复发性（rCDIs），广谱抗生素会促进定植耐药性的分解，孢子也持续存在，有助于rCDI。Cell Host and Microbe近期发表的文章，发现天然产物氯霉素A对CDIs具有抗菌活性，且保持定植抗性，防止rCDIs。（@章台柳）

代谢独立性高的细菌更易在肠道定植

Genome Biology[IF:17.906]

① 使用FMT作为自然实验模型来研究压力肠道环境中代谢独立性和恢复力之间的关联；② FMT作为一种环境过滤器，更有利于具有较高代谢独立性的群体；③ 这些群体的基因组编码完整的代谢模块来合成关键的代谢物，包括氨基酸、核苷酸和维生素；④ 在IBD患者体内富集的微生物中，相同生物合成途径的完成度更高；⑤ 即由氨基酸、核苷酸和必需的微量元素的生物合成能力所赋予的高代谢独立性，是定植于FMT接受者和IBD患者体内的微生物种群的一个显著特征。

Metabolic independence drives gut microbial colonization and resilience in health and disease
04-17, doi: 10.1186/s13059-023-02924-x

【主编评语】Genome Biology近期发表的文章，发现具有氨基酸、核苷酸和必需的微量元素的生物合成能力的高代谢独立性的细菌更易定植，这可能解释了为什么健康肠道微生物群中广泛存在但通常低丰度的成员可以在炎症条件下占主导地位，而与疾病没有任何因果关系。（@章台柳）

Nature子刊：幽门螺杆菌感染患者治疗前后的肠道病毒组变化

Nature Communications[IF:17.694]

① 纳入44名接受抗生素治疗的幽门螺杆菌感染患者，分析基线、治疗后6周、治疗后6个月的粪便宏基因组；② 抗生素治疗可降低肠道病毒组的多样性，并增加病毒群落间的差异；③ 治疗6个月后，核心病毒可逐渐恢复，而其它病毒的丰度仍降低；④ 与初治者相比，反复使用抗生素可进一步降低肠道病毒组的多样性；⑤ 抗生素治疗后，肠道细菌比病毒更容易恢复到治疗前的水平；⑥ 抗生素治疗期间的抗生素耐药基因变化与细菌而非噬菌体相关。

Altered human gut virome in patients undergoing antibiotics therapy for Helicobacter pylori
04-17, doi: 10.1038/s41467-023-37975-y

【主编评语】Nature Communications上发表的一项最新研究结果，对比了幽门螺杆菌感染患者在接受抗生素治疗前后的肠道细菌及病毒组的变化。（@aluba）

Nature子刊：霍乱弧菌生物膜如何在不同环境附着？

Nature Communications[IF:17.694]

① 霍乱弧菌生物膜黏附素Bap1 和 RbmC ，可通过重叠的β螺旋桨结构域直接锚定到弧菌多糖上；② Bap1中由57个氨基酸组成的独特的环结构域，可使霍乱弧菌粘附在生物介质脂质表面和玻璃、塑料等非生物介质表面；③ RbmC可通过其β-prismCs和粘蛋白结合结构域M1M2中的N-聚糖结合口袋，介导霍乱弧菌在宿主表面的结合；④ 这两种粘附素都有助于霍乱弧菌在二维肠上皮单层定植模型中的粘附，但从进化角度发现在其他弧菌物种中具有不同的机制和分布。

Vibrio cholerae biofilms use modular adhesins with glycan-targeting and nonspecific surface binding domains for colonization
04-13, doi: 10.1038/s41467-023-37660-0

【主编评语】细菌生物膜形成于环境表面和宿主组织上，有利于细菌在宿主的定植和人类病原体对抗生素的耐药性。Nature Communications近期发表的文章，霍乱弧菌使用两种具有重叠但不同功能的粘附素来实现对不同表面的牢固粘附。生物膜特异性粘附素Bap1和RbmC都具有“双面胶带”的功能：它们共享一个β-螺旋桨结构域，该结构域与生物膜基质胞外多糖结合，但具有不同的面向环境的结构域。Bap1粘附在脂质和非生物表面，而RbmC主要介导与宿主表面的结合。（@章台柳）

Cell子刊：太空飞行中的骨质流失或与肠道菌群有关

Cell Reports[IF:9.995]

① 相对于地面对照，微重力飞行组的动物出现骨质密度（BMD）的损失，同时肠道菌群中鼠乳杆菌和Dorea sp.的丰度升高；② 鼠乳杆菌和Dorea sp.中，能够产生代谢产物——乳酸、亮氨酸/异亮氨酸和谷胱甘肽的基因簇出现富集；③ 液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）代谢组学分析发现，这些代谢物在微重力暴露的宿主血清中升高；④ 随着BMD的损失，ELISA显示骨钙素的增加和酒石酸盐抗性酸性磷酸酶5b的减少，这意味着飞行中骨稳态的额外损失。

Specific host metabolite and gut microbiome alterations are associated with bone loss during spaceflight
04-19, doi: 10.1016/j.celrep.2023.112299

【主编评语】Cell Reports近期发表的文章，发现微重力飞行导致动物出现骨质流失，同时肠道菌群发生改变，鼠乳杆菌和Dorea sp.的丰度升高，产生乳酸、亮氨酸/异亮氨酸和谷胱甘肽的通路出现富集。揭示出肠道菌群与微重力暴露引起的骨质流失之间的关系。（@章台柳）

Nature子刊：解析肠菌草酸转运体OxlT的结构

Nature Communications[IF:17.694]

① 草酸结合和无配体的OxlT的晶体结构具有两种不同的构象，即闭塞态和外向态，与向外开放构象相比，封闭构象更稳定；② 配体结合口袋含有与草酸盐形成盐桥的碱性残基，同时防止构象转换到没有酸性底物的封闭状态；③ 堵塞的口袋可容纳草酸盐，但不能容纳较大的二羧酸盐，如代谢中间体；④ 来自口袋的渗透路径被广泛的结构域间相互作用完全阻断，这种相互作用可仅通过邻近基底的单侧链的翻转来打开；⑤ 揭示促成有利共生的代谢相互作用的结构基础。

Structure and mechanism of oxalate transporter OxlT in an oxalate-degrading bacterium in the gut microbiota
04-03, doi: 10.1038/s41467-023-36883-5

【主编评语】肠道微生物群中的草酸盐降解细菌吸收食物来源的草酸盐，将其用作碳和能源，从而降低宿主动物肾结石形成的风险。细菌草酸盐转运蛋白OxlT选择性地从肠道向细菌细胞吸收草酸盐，并与其他营养羧酸盐严格区分。Nature Communications近期发表的文章，对OxlT进行结构分析，揭示出OxlT与草酸结合以及不与二羧酸盐结合的结构基础。（@章台柳）

肾脏药物转运蛋白OAT1调节肠道菌群依赖的宿主代谢

JCI insight[IF:9.484]

① 耗竭Oat1敲除小鼠和野生型（WT）小鼠的肠道菌群，代谢组学分析基因型和菌群耗竭对代谢的影响；② OAT1是宿主与微生物间的重要中介，162种依赖肠道菌群的代谢物中有40种受到Oat1缺失的影响；③ 受影响的代谢物（如硫酸吲哚酚、硫酸对甲酚、脱氧胆酸盐）具有更多的环结构和硫酸基团；④ OAT1与多种肠道衍生代谢物可直接相互作用；⑤ OAT1依赖的肠道菌群衍生代谢物在慢性肾病模型及药物-代谢物互作中具有重要作用。

The kidney drug transporter OAT1 regulates gut microbiome–dependent host metabolism
01-24, doi: 10.1172/jci.insight.160437

【主编评语】有机阴离子转运蛋白1 (OAT1) 是肾脏中的一种多特异性药物转运蛋白，具有药物、内源性代谢物、天然产物和尿毒症毒素等多种底物。近日，发表在JCI insight上的这篇文章，研究OAT1 在调节肠道衍生代谢物及其代谢途径中的作用，并表明OAT1调节肠道菌群依赖的宿主代谢。（@圆圈儿）

感谢本期日报的创作者：Sunflower，章台柳，拍了花宝贝，WK红叶，Jack Chen，圆圈儿

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