胃肠道抗氧化，助力改善运动能力 | 热心肠日报
今天是第2625期日报。
靶向胃肠道的抗氧化纳米颗粒，或可提高运动表现
Advanced Science[IF:15.1]
① 开发新型的自组装纳米颗粒型抗氧化剂（RNP O），口服后可选择性地长时间定位在胃肠道中；② 与传统抗氧化剂（TEMPOL）不同，口服RNP O以剂量依赖性方式改善运动表现；③ 口服RNP O可免受胃肠道损伤、血浆LPS水平升高、红细胞减少的影响，从而抑制肠道组织、红细胞、骨骼肌、肝脏和肾脏的功能障碍；④ RNP O通过有效去除胃肠道中的ROS，改善运动诱发的胃肠道综合症，抑制全身功能障碍并提高运动表现。
Design of Antioxidant Nanoparticle, which Selectively Locates and Scavenges Reactive Oxygen Species in the Gastrointestinal Tract, Increasing The Running Time of Mice
08-01, doi: 10.1002/advs.202301159
【主编评语】剧烈或不熟悉的运动中产生的过量活性氧（ROS）会导致运动诱发的胃肠道综合症（EIGS），导致健康状况不佳和运动表现下降，常规抗氧化剂消除速度快且对线粒体有严重的副作用，因此不能改善EIGS，也不能提高运动表现。近日，发表在Advanced Science上的这篇文章，开发抗氧化纳米粒子可选择性地定位和清除胃肠道中的活性氧，增加小鼠的跑步时间。（@圆圈儿）
运动前多喝水或能提高运动能力（系统综述）
Sports Medicine[IF:9.8]
① 纳入38项研究共403位参与者，男性361位，22位被评估运动表现或能力；② 2项研究报告计时赛成绩改善5.7-11.4%，3项研究报告运动完成总量改善4-5%，5项研究报告运动能力提高14.3-26.2%；③ 恒定功率的运动中，9项研究表明平均心率降低3-11次/分钟，8项研究表明平均核心温度降低0.1-0.8℃；④ 10项研究报告其血浆容量相比对照组增加3.5-12.6%；⑤ 26项研究报告胃肠道症状，严重程度差异与每项研究中补水的时机、剂量或摄入速率等相关。
The Effect of Pre-Exercise Hyperhydration on Exercise Performance, Physiological Outcomes and Gastrointestinal Symptoms: A Systematic Review
07-25, doi: 10.1007/s40279-023-01885-2
【主编评语】在高温条件下长时间运动时的液体流失会对运动员的体温调节和心血管造成挑战，从而导致表现受损。运动前过度补水可以防止或延缓脱水的不利影响，减轻热应激对运动表现的影响。然而，目前关于运动前过度补水是否可以增强运动表现仍然未知，且过度补水会引发恶心和腹泻等胃肠道症状。发表于Sports Medicine上的系统综述，分析运动前过度补水对运动表现和能力、胃肠道症状和运动前和运动中的关键生理指标的影响。结果表明，过度补水可以提高运动能力，但可能会引起胃肠道不适症状。然而，该综述研究对象多为男性，需要更多研究决定是否对女性适用。（@RZN）
肠道菌群通过葡萄糖代谢调节运动能力
Experimental and Molecular Medicine[IF:12.8]
① 无菌（GF）和无特定病原（SPF）小鼠进行四周不限制饮食的运动训练，GF小鼠的有氧运动能力、耗氧量和葡萄糖利用率更低；② GF小鼠运动期间摄入更多食物但能量吸收率低，体重增长和脂肪含量低于SPF小鼠，或因骨骼肌中葡萄糖利用受损导致脂肪组织中脂解代偿性增加；③ 肠道菌群耗竭限制糖原储存和利用，影响宿主有氧运动能力；④ GF小鼠的白色脂肪褐变能力提高可能助于精瘦表型，限制肥胖，但阻碍能量生成，影响运动时燃料供应，降低运动表现。
Microbiota influences host exercise capacity via modulation of skeletal muscle glucose metabolism in mice
08-04, doi: 10.1038/s12276-023-01063-4
【主编评语】肠道菌群是运动训练对代谢健康益处的重要介质和调节因子，然而，目前对肠道菌群介导运动效果和增加宿主运动能力的机制的了解仍然有限。Experimental and Molecular Medicine上近期发表的研究，验证了无菌（GF）小鼠中葡萄糖代谢降低是否与运动能力受损有关，确定SPF和GF小鼠骨骼肌中葡萄糖和糖原代谢和储存能力的变化。结果表明，肠道菌群消耗会损害骨骼肌中葡萄糖吸收和储存能力，脂肪作为替代能量来源的使用增加和脂肪褐变能力增强，使得GF小鼠使用了更多的能量，这可能会阻碍ATP合成，导致运动能力下降。（@RZN）
谢黎炜+印遇龙+万丹：丁酸-Mct1是肠道菌群调控骨骼肌干细胞稳态的关键通路
Science China Life Sciences[IF:10.372]
① 抗生素诱导的肠道菌群紊乱和衰老个体的肠道菌群及其代谢物会扰乱肌卫星细胞的稳态和骨骼肌功能；② 肠道菌群来源的丁酸能够缓解抗生素诱导的肠道菌群紊乱导致的肌卫星细胞稳态失衡，促进单羧酸转运体1的表达，调控肌卫星细胞稳态；③ 在骨骼肌损伤再生过程中，宿主能够通过动态调节相关基因表达，降低骨骼肌内丁酸含量，促进肌卫星细胞增殖、分化和骨骼肌再生；④ 肌肉中丁酸水平的下降可能是衰老肌卫星细胞流失和功能缺陷的原因之一。
Dynamic Changes in Butyrate Levels Regulate Satellite Cell Homeostasis by Preventing Spontaneous Activation During Aging
06-25, doi: 10.1007/s11427-023-2400-3
【主编评语】广东省科学院微生物研究所谢黎炜团队，联合中国科学院亚热带农业生态研究所印遇龙院士、万丹团队，近期在Science China Life Sciences发表研究，通过细胞和动物模型、人群队列数据以及多组学数据联合分析，首次报道了肠道菌群可通过丁酸信号通路调控骨骼肌卫星细胞稳态及肌肉功能。该研究发现可为骨骼肌衰老的早期预防和干预提供新的干预靶点和预警方案。（@刘永鑫-农科院-宏基因组）
HLA基因型、添加辅食时机和益生菌如何影响幼儿自身胰岛免疫风险
Diabetes Care[IF:16.2]
① 纳入TEDDY研究中7770名1型糖尿病遗传风险更高的儿童进，研究早期喂养状况与胰岛自身免疫（IA）风险间的关系；② 在携带人类白血病抗原（HLA）DR3/4基因型且1岁前未接触过益生菌的儿童中，6月龄前引入任何固体食物均增加IA风险，若1岁前接触过益生菌，前述关联则不存在；③ HLA DR3/4基因型儿童若1岁前接触过益生菌，则在4至6月龄间引入麸质谷物增加IA风险，其他HLA基因型儿童中，若1岁前未接触益生菌，早期引入麸质谷物与IA风险负相关。
HLA Genotype and Probiotics Modify the Association Between Timing of Solid Food Introduction and Islet Autoimmunity in the TEDDY Study
08-14, doi: 10.2337/dc23-0417
【主编评语】人类白细胞抗原（HLA）II类分子单倍基因型约占胰岛自身免疫（IA）和1型糖尿病遗传风险的一半。而早期饮食是导致儿童糖尿病的重要环境因素。Diabetes Care发表的这项前瞻性研究结果，总结了儿童糖尿病环境决定因素（TEDDY）研究队列中7770名儿童HLA基因型、早期益生菌暴露以及固体食物引入时机对IA风险的影响，可能有助于优化1型糖尿病高遗传风险儿童的早期喂养策略。（@芥末）
肠道菌群紊乱介导胰岛中的反应性T细胞浸润
Journal of Autoimmunity[IF:12.8]
① 肠道菌群失调相关的LPS通过TLR4信号传导促进胰岛中趋化因子CXCL10的产生，并加速胰岛自身免疫；② 胰岛中CXCL10的增加可促进对表达CXCR3的IGRP反应性T细胞的吸引力；③ LPS诱导胰岛中CXCL10的产生主要依赖于骨髓细胞，不依赖于T细胞和干扰素γ；④ 胰岛β细胞响应LPS表达CXCL10，表明其对肠道菌群紊乱直接敏感；⑤ 与肠道菌群紊乱相关的LPS促进胰岛特异性T细胞浸润健康胰岛。
Gut dysbiosis promotes islet-autoimmunity by increasing T-cell attraction in islets via CXCL10 chemokine
08-10, doi: 10.1016/j.jaut.2023.103090
【主编评语】肠道菌群与1型糖尿病的发展密切相关。胰岛反应性T细胞从胰腺淋巴结排出后，在趋化因子的作用下募集回到胰岛，造成胰岛β细胞的自身免疫紊乱，然而肠道菌群是否直接介导胰岛反应性T细胞浸润胰岛仍然未知。Journal of Autoimmunity最新文章表明肠道菌群紊乱通过上调趋化因子CXCL10，增加胰岛中反应性T细胞的招募与浸润，从而促进胰岛自身免疫。（@RZN）
郑钜圣+蔡威+付元庆：早产儿具有保守而独特的肠道菌群
American Journal of Clinical Nutrition[IF:7.1]
① 早产儿从出生到5岁肠道微生物多样性呈动态变化，在前3个月，早产儿和对照组足月儿的肠道微生物α和β多样性具有不同的动态模式；② 10个分类群的共变网络可作为早产儿从出生到5岁的保守肠道微生物特征，这种变异网络在3个月之前的早产儿和足月儿是不同的，随着成长，这种差异趋于类似；③ 早期(3个月)网络中的几个共变分类群与儿童生长(2-5岁)相关，母乳喂养时长是主要调节因素；④ 早产与生命早期肠道微生物群功能潜力的发育有关。
Conserved covarying gut microbial network in preterm infants and childhood growth during the first 5 years of life: a prospective cohort study
07-29, doi: 10.1016/j.ajcnut.2023.07.019
【主编评语】西湖大学的郑钜圣、付元庆和上海交通大学的蔡威与团队，在American Journal of Clinical Nutrition发表文章，收集了51名早产婴儿和51名足月婴儿（从出生到5岁）以及53名母亲的时间序列粪便样本（n=717来自儿童，116来自母亲），分析肠道菌群的动态变化。早产儿在3个月以前有一个保守而独特的共生微生物群，可能会对他们以后的成长产生深远的影响。（@章台柳）
肠间充质细胞中的Ca离子调控胃肠道运动的模式（综述）
Physiological Reviews[IF:33.6]
① PDGFRα+细胞和ICC（肠Cajal细胞）是胃肠道中相似解剖结构但不同的间质细胞群，均表达Ca离子依赖性电导；② 小肠中Ca信号通过ICC-MY信号进行传播，ICC-MY表达的两种电压依赖性内向电流，而PDGFRα+细胞主要表达外向电流；③ Ca离子的瞬态以随机方式自发发生，尿可激活该过程，且肠道中相邻细胞的Ca离子瞬态的激活是独立的。④ 在ICC中，自发瞬态的去极化激活电压依赖性Ca离子内流启动Ca离子瞬态，并在慢波期间维持ANO1通道的激活和去极化。
Ca2+ dynamics in interstitial cells: foundational mechanisms for the motor patterns in the gastrointestinal tract
08-10, doi: 10.1152/physrev.00036.2022
【主编评语】胃肠道表现出多种运动模式以在体内运输营养物质和代谢废物，其运动性的调节由神经源性和肌源性的动力组成，近期发表在Physiological Reviews上的一篇文章总结了最近的进展，阐述了相似解剖结构的不同间质细胞群中，如PDGFRα+细胞和肠道间质Cajal细胞，Ca离子的调控机制以及这些机制如何影响胃肠道的运动模式。（@MD）
国内团队：肠道微流控类器官芯片通过再现IR损伤揭示疾病治疗靶点
Bioactive Materials[IF:18.9]
① 利用pH响应型ZIF-8/海藻酸钠支架，基于同轴微流控技术构建了人工微血管的微流控肠道类器官芯片；② 将微流控泵与微血管连接灌注到不同的培养基，发现灌注过氧化氢或低浓度氧后ROS信号显著增加；③ 用常氧培养基处理缺氧后的样品会加重类器官氧化应激损伤，而在缺氧后氧合处理下，芯片中类器官会呈现细胞氧化应激的炎症状态；④ 通过构建带绿色荧光蛋白Olfm4过表达载体和Olfm4 shRNA，发现该模型具有肠道红外损伤过程中氧动力学的再现特征。
Microfluidic intestinal organoid-on-a-chip uncovers therapeutic targets by recapitulating oxygen dynamics of intestinal IR injury
07-21, doi: 10.1016/j.bioactmat.2023.07.001
【主编评语】肠缺血/再灌注（IR）损伤通常由血栓栓塞或动脉粥样硬化血管闭塞性疾病引起，可导致缺氧相关的肠道屏障障碍和菌群移位，最终导致多器官功能障碍。近日，中国人民解放军东部战区总医院任建安、吴秀文、南京工业大学潘宜昌及团队在Bioactive Materials发表最新研究，通过对类器官RNA的转录组测序，发现在快速缺氧后氧合（HR）条件下OLFM4是下调最显著的基因。机制上，OLFM4可以通过抑制NF-kappa B信号通路的激活对HR导致的细胞炎症和组织损伤发挥保护作用，值得关注。（@九卿臣）
成都中医药大学：连翘苷A可减轻急性肺损伤
Journal of Advanced Research[IF:10.7]
① 体内模型发现连翘酯苷A可调节PPAR-γ/RXR-α，抑制TLR4/MAPK/NF-κB和MLCK/MLC2信号通路，抑制ALI小鼠肺、结肠的炎症和上皮屏障损伤；② 在肺中，PPAR-γ/RXR-α被连翘酯苷A促进，但在结肠中被其抑制；③ 体外结果，连翘酯苷A调控PPAR-γ/RXR-α来抑制LPS和TNF-α诱导的TLR4/MAPK/NF-κB和NF-κB/MLCK/MLC2信号通路的活化，抑制巨噬细胞和肺/结肠上皮细胞的炎症和上皮屏障损伤；④ 连翘酯苷A对PPAR-γ/RXR-α复合物的调控具有细胞特异性。
Forsythiaside A alleviates acute lung injury by inhibiting inflammation and epithelial barrier damages in lung and colon through PPAR-γ/RXR-α complex
08-12, doi: 10.1016/j.jare.2023.08.006
【主编评语】成都中医药大学的李芸霞、彭成与团队在Journal of Advanced Research上发表文章，发现连翘苷A通过PPAR-γ/RXR-α复合物抑制肺和结肠中的炎症和上皮屏障损伤，减轻急性肺损伤（ALI）。（@章台柳）
感谢本期日报的创作者：圆圈儿，阿当，BELLA，刘永鑫-农科院-宏基因组，RZN，YANG WEI，MD，DM