免疫因子影响寿命的新途径：脑-肠-脑轴 | 热心肠日报
今天是第2622期日报。
Cell子刊：一种新免疫分子或可通过脑-肠-脑轴调节寿命
Neuron[IF:16.2]
① 通过蛋白序列比对发现免疫分子IM33在小鼠和人类中存在同源基因，在胶质细胞而非神经元中敲低IM33可明显缩短果蝇寿命；② 利用分子生化和在体感染法证实IM33是一个新免疫调节因子，敲低IM33也会造成肠道抗菌肽表达异常，导致肠菌紊乱；③ 胶质细胞缺失IM33的果蝇白天睡眠质量会显著下降，喂药改善睡眠后可大幅度延长其寿命；④ 植物乳杆菌是造成睡眠障碍的原因，它通过释放肽聚糖激活果蝇脑内产生胰岛素类似多肽的一群神经元，引起睡眠退化。
A novel immune modulator IM33 mediates a glia-gut-neuronal axis that controls lifespan
08-14, doi: 10.1016/j.neuron.2023.07.010
【主编评语】衰老是最复杂的一个生物学过程，不仅涉及多组织器官本身的功能变化，器官间的交流也会受到影响，最终会导致机体的功能退化并且伴有多方面的行为变化。近日，圣路易斯华盛顿大学研究人员在Neuron发表最新研究，揭示了一个新的免疫调节因子IM33通过介导胶质细胞-肠-神经元的通路联接衰老相关的炎症、肠道菌群紊乱、肠道氧化应激和睡眠质量下降，并且最终影响寿命，值得关注。（@九卿臣）
赵兴明+郑琰+陈卫华：人类的4种真菌“肠型”结构
Microbiome[IF:15.5]
① 收集了来自欧洲、北美洲以及亚洲的16个队列的3,363个肠道真菌样本，其中包括自测的中国人572个样本；② 确定了四种在不同队列及人群中均稳定存在的四类真菌肠型；③ 评估了这四类肠型结构的特性，发现这些真菌肠型在多样性、物种和功能组成上均存在显著差异；④ 发现宿主的表型，包括年龄和疾病，都与特定的真菌肠型有明显的联系；⑤ 研究还指出，一种在Can_type肠型中富集的真菌相关的有氧呼吸通路介导了衰老与肠道屏障受损之间的关联。
Enterotypes of the human gut mycobiome
08-11, doi: 10.1186/s40168-023-01586-y
【主编评语】尽管真菌群落仅占整个人类肠道菌群的不到1%，但已有相关研究证明他们参与了许多人类疾病的发病过程。复旦大学类脑智能科学与技术研究院赵兴明教授、人类表型组研究院郑琰研究员，以及华中科技大学的陈卫华教授在Microbiome上发表了题为Enterotypes of the human gut mycobiome的研究论文。此研究揭示了肠道真菌组成高度结构化的性质，并发现其与宿主表型之间的紧密相关性。（@刘永鑫-农科院-宏基因组）
孙嘉+潘礼龙：产生SCFAs的革兰氏阳性菌或可调控慢性胰腺炎
Acta Pharmaceutica Sinica B[IF:14.5]
① 临床慢性胰腺炎（CP）患者和实验性CP小鼠中均表现出肠道菌群紊乱，尤其产生短链脂肪酸（SCFAs）的革兰氏阳性（G+）菌丰度显著降低；② 广谱抗生素干预加剧CP并降低SCFAs含量；③ 选择性清除肠道G+菌显著促进CP，而G-细菌清除对CP进程不产生显著影响；④ 补充SCFAs或产生SCFAs的G+细菌可有效缓解CP；⑤ 产生SCFAs的G+细菌通过释放SCFAs，减少外周CCR2+单核细胞趋化迁移至胰腺，抑制巨噬细胞浸润和M2表型转化，降低星状细胞激活，进而缓解CP。
Gut microbiota controls the development of chronic pancreatitis: A critical role of short-chain fatty acids-producing Gram-positive bacteria
08-07, doi: 10.1016/j.apsb.2023.08.002
【主编评语】慢性胰腺炎（CP）是一种进行性且不可逆转的疾病，主要特征是胰腺内发生纤维化和炎症反应，导致胰腺永久性损伤。越来越多新近证据支持肠道微生态失衡与CP进展密切相关，然而肠道菌群紊乱在CP进展中作用及具体机制仍不清楚。江南大学食品学院孙嘉教授、江南大学无锡医学院潘礼龙教授及团队在Acta Pharmaceutica Sinica B发表最新研究工作，揭示了肠道菌群特别是产生短链脂肪酸（SCFAs）的革兰氏阳性菌，对CP进展的关键调控作用，并提示补充能衍生SCFAs的膳食营养或调控产生SCFAs的革兰氏阳性菌丰度可能成为防治CP进程的新策略。（@RZN）
国内团队：肠菌遗传变异可影响果蝇的寿命、睡眠和运动表现
ISME Journal[IF:11]
① 以酿酒酵母和黑腹果蝇为模型，系统探究肠菌遗传变异与宿主表型间的关联，发现肠道微生物的遗传变异可以调节宿主的寿命、睡眠和运动性能；② 功能分析显示影响果蝇睡眠时长的酵母基因在寿命调节途径、过氧化物酶体相关途径和过氧化氢分解过程富集；③ 通过使用大样本量并排除个体遗传背景差异，发现寿命与睡眠持续时间弱相关，但与睡眠片段化或运动表现无关；④ 抗氧化剂能够阻止CTA1-KO酿酒酵母喂食引起的果蝇寿命缩短和睡眠持续时间缩短。
Gut microbial genetic variation modulates host lifespan, sleep, and motor performance
08-07, doi: 10.1038/s41396-023-01478-x
【主编评语】多项研究已经表明肠道菌群可以调节宿主的寿命和活动，包括睡眠质量和运动表现。但肠道菌群遗传变异在调节宿主表型方面的作用尚不清楚。近日，徐州医科大学朱作斌、广东省医学科学院王亮及团队在ISME发表最新研究，发现果蝇肠道中酿酒酵母CTA1基因的缺陷会增加活性氧的积累，降低果蝇的寿命和睡眠时长。通过使用强效活性氧清除剂硫辛酸盐治疗可以挽救这种效应，值得关注。（@九卿臣）
华南农大：直肠氨基酸水平或是实蝇种间性信息素水平的决定因素
ISME Journal[IF:11]
① 桔小实蝇（Bd）和瓜实蝇（Bc）均分泌性信息素三甲基吡嗪（TMP）和四甲基吡嗪（TTMP），Bd的TMP更丰富、Bc的TTMP更丰富；② Bd和Bc的TMP/TTMP比例差异与二者直肠内芽孢杆菌种类差异无关，与二者直肠内苏氨酸、甘氨酸水平相关；③ 相较Bd，Bc直肠中编码苏氨酸和甘氨酸合成相关酶的基因水平更高，敲低可降低苏氨酸和甘氨酸水平，TMP/TTMP比值升高，雄性Bc交配能力降低；④ Bd喂食富含苏氨酸和甘氨酸的食物则使TMP/TTMP比值和雄性交配能力降低。
Differences in rectal amino acid levels determine bacteria-originated sex pheromone specificity in two closely related flies
08-07, doi: 10.1038/s41396-023-01488-9
【主编评语】在许多昆虫物种中，性信息素是重要的识别信号和生殖隔离机制，具有吸引同种异性和排斥异种异性的作用。近亲物种通常具有相似的性信息素 ，可能仅存在化学成分的比例不同，但正是这种化学成分比例的微小变化决定了物种间性吸引力的差别。尽管人们已经对性信息素有了广泛了解，但性信息素在近缘物种中的分化机制依然不清楚。华南农业大学植物保护学院程代凤团队近日在ISME Journal发表研究文章，报到了桔小实蝇（Bactrocera dorsalis）和瓜实蝇（Bactrocera cucurbitae）直肠共生的芽孢杆菌产生的信息素水平差异，证实直肠内甘氨酸和苏氨酸水平影响了二者性信息素成分比例，为了解昆虫及其共生菌调节昆虫信息素物种特异性提供了新的见解。（@芥末）
国内团队Nature子刊：家禽养殖抗菌素耐药性监测新方法
Nature Food[IF:23.2]
① 对我国三个省份的10个大型养鸡场和4个相关屠宰场进行监测，使用基于机器学习的数据挖掘方法，分析了来自禽类、尸体和环境的461个微生物组；② 同一农场的禽类和环境共享145种不同的移动遗传元件-抗生素抗性基因组合；③ 从鸡粪便样本中提取233个抗生素抗性基因和186个微生物物种的核心组；④ 鸡肠道中大肠杆菌抗菌素耐药性与其所栖息的肠道微生物组相关；⑤ 温度、湿度、抗生素的使用均影响与抗菌素耐药性相关的肠道微生物组。
Machine learning and metagenomics reveal shared antimicrobial resistance profiles across multiple chicken farms and abattoirs in China
08-10, doi: 10.1038/s43016-023-00814-w
【主编评语】中国是全球最大的抗菌药物消费国，其中家禽生产中抗菌药物的使用量与国际平均水平相比高达五倍。抗生素的使用会改变和扩大牲畜的肠道耐药组，并形成抗菌素耐药性。改进监测方法或可有助于减少抗菌药物耐药性的传播。国家卫生健康委彭子欣、李凤琴与宁波诺丁汉大学Tania Dottorini合作在Nature Food发表最新文章，基于我国多个养鸡场和屠宰场的数据，使用机器学习的数据挖掘方法，分析了来自禽类、尸体和环境的微生物组，确定了所有农场的鸡和环境之间共享的抗生素抗性基因，提示环境、微生物群落和抗菌素耐药性之间复杂的相关网络，并提出改善畜牧生产中抗菌素耐药性监测的多种途径。（@RZN）
印遇龙+万丹：膳食铁更有助于增加肠粘膜生长和免疫可塑性
Science China Life Sciences[IF:10.372]
① 30头贫血新生仔猪分3组，为对照组、口服和肠外注射铁剂组；② 与对照组相比，口服铁剂显著增加回肠变形菌门和大肠杆菌-志贺氏菌属丰度，降低乳杆菌属丰度；③ 补铁可增加结肠变形菌门、大肠杆菌-志贺氏菌和梭杆菌属，减少克里斯滕森菌科R-7菌群；④ 结肠梭杆菌属、梭杆菌门和变形菌门改变与血红蛋白、结肠和脾中铁含量呈正相关；⑤ 补铁组结肠中mTOR1信号激活，回肠绒毛高度和隐窝深度改善，免疫交流增强，IL-22和IL-10蛋白表达增加。
Role of iron in host-microbiota interaction and its effects on intestinal mucosal growth and immune plasticity in a piglet model
07-28, doi: 10.1007/s11427-022-2409-0
【主编评语】铁是宿主和肠道中常驻微生物必不可少的微量元素。近日，中国科学院亚热带农业研究所印遇龙、万丹团队在Science China Life Sciences上发表文章，研究膳食铁在仔猪-菌群互作中的作用及其对肠粘膜生长和免疫可塑性的影响，发现在治疗缺铁性贫血方面，改善宿主铁更有助于对肠粘膜生长和免疫调节的影响。（@圆圈儿）
造血干细胞移植前的肠道菌群多样性可预测儿童死亡率
Blood[IF:20.3]
① 纳入90名接受同种异体造血干细胞移植的儿童；② 相比于移植前菌群多样性低者，菌群多样性高者总生存率升高（88.9% vs. 62.7%），II-IV级及III-IV级aGvHD累积发生率降低（20.0% vs. 44.4%，2.2% vs. 20.0%），累计复发率和无复发生存率无差异；③ 菌群多样性高者富含瘤胃球菌科和颤螺菌科，产短链脂肪酸菌（如布劳特氏菌属、粪杆菌属、罗氏菌属、拟杆菌属）为关键菌属；④ 菌群多样性低者富含肠球菌属、肠杆菌属、埃希氏杆菌属-志贺菌属。
Gut microbiota diversity before allogeneic hematopoietic stem cell transplantation as predictor of mortality in children
08-10, doi: 10.1182/blood.2023020026
【主编评语】Blood上发表的一项队列研究结果，在90名接受同种异体造血干细胞移植的儿童中发现，移植前较高的肠道菌群多样性与较高的总生存率、较低的急性移植物抗宿主病（aGvHD）发生率相关。（@aluba）
Science子刊：用于表征凝集素与微生物互作的方法—Lectin-Seq
Science Advances[IF:13.6]
① 开发出一种Lectin-Seq方法，通过荧光激活细胞分选分离凝集素结合和未结合细胞，利用宏基因组测序获得凝集素结合的物种信息；② 使用可溶性甘露糖结合凝集素（MBL）、人类凝集素intelectin- 1（hItln1）和人类粪便微生物组结合分析凝集素的识别特征；③ 每种凝集素可结合一部分样品（10-20%），但MBL和hItln1微生物互作在组成和多样性上存在显著差异；④ MBL只可结合一部分和人类相关的微生物，而hItln1互作组可涵盖样品中大部分低丰度物种。
Lectin-Seq: A method to profile lectin-microbe interactions in native communities
07-28, doi: 10.1126/sciadv.add8766
【主编评语】凝集素是一种可溶性的碳水化合物结合蛋白，可区分细胞表面多糖，并特异地结合相关的菌株。先前遗传模型表明，凝集素在调节肠道微生物群中起着重要作用。然而，人类凝集素在宿主-共栖微生物群落中的作用尚未阐明。近日，麻省理工学院研究人员在Science Advances发表最新研究，开发出一种Lectin-Seq方法，用于表征凝集素与微生物相互作用，性能较好，值得关注。（@九卿臣）
印遇龙+万丹+谢黎炜等：利用菌群如何对抗肌萎缩相关疾病？（综述）
The Innovation[IF:2.83]
① 重症肌无力、炎性肌病、脊髓损伤及恶病质等多种肌萎缩疾病都与肠菌多样性降低有关；② 疾病进展也会影响菌群构成和代谢物水平，造成连锁反应，影响肌肉健康；③ 将肌肉萎缩患者菌群移植至无菌小鼠，其运动功能受损，炎症因子上调；④ 通过药物、饮食、探针电刺激等手段可重构肠菌，增加如β-丙氨酸、儿茶酸等菌群代谢物质，改善神经与肌肉功能。⑤ 单独补充益生菌或与药物联合可改善肠道微环境，有效缓解重症肌无力症状及恶病质在内的肌萎。
Gut microbiota in muscular atrophy development, progression, and treatment: New therapeutic targets and opportunities
07-10, doi: 10.1016/j.xinn.2023.100479
【主编评语】肌萎缩会严重影响患者的生活质量，加重家庭与社会的医疗负担，妨碍对其他疾病病程发展的预测。然而，目前针对肌萎缩疾病常常缺少有效的治疗方案。近日，中国科学院亚热带农业生态研究所印遇龙、万丹、广东省科学院微生物研究所谢黎炜及团队在The Innovation发表最新综述，通过汇总分析最新研究发现，阐明肠道菌群在肌萎缩相关疾病发生和发展过程中的作用机制，提出通过药物、饮食、粪菌移植、探针电刺激、益生菌补充等手段可重构肠道菌群，促进菌群代谢物分泌，从而改善神经与肌肉功能，值得关注。（@九卿臣）
感谢本期日报的创作者：九卿臣，刘永鑫-农科院-宏基因组，RZN，湖人总冠军，accepted，WK红叶，阿当