刚刚，杨朝勇+陈兴+王炜等的NC论文上线，聚焦粪菌移植荧光标记
刚刚，杨朝勇、陈兴、王炜三位教授及团队关于利用基于右旋氨基酸的顺序标记代谢探针（STAMP），评估小鼠中通过粪菌移植的菌群活性的文章，在 Nature Communications 上线。
文章的简要解读如下：
Nature子刊：评估菌群移植效率的新武器
Nature Communications[IF:12.353]
① 利用基于右旋氨基酸的顺序标记代谢探针（STAMP），可评估移植菌群的活性；② 用荧光右旋氨基酸（FDAA）标记供体小鼠的肠道菌群，移植后用另一种FDAA标记受体小鼠菌群，成功定植的菌群同时具有两种荧光标记；③ STAMP证明移植过程中存在高存活率的特定细菌类群；④ STAMP可用于评估粪菌移植效率；⑤ STAMP证实移植前所用抗生素的种类影响菌群移植效率，仅多粘菌素B促进了移植菌群在小鼠中的存活，万古霉素、头孢噻肟和甲硝唑均降低了移植效率。
Assessing the Viability of Transplanted Gut Microbiotas by Sequential Tagging with D-Amino acid-based Metabolic Probes
【主编评语】来自上海交大附属仁济医院、北京大学和厦门大学的研究者近期联合在《Nature Communication》发表研究，利用荧光氨基酸标记物开发了一种可衡量菌群移植效率的技术，并运用该技术发现了在菌群移植中生存率高的细菌类群，以及抗生素前处理对菌群移植的影响。对于评估菌群移植效率、开发有效的菌群调控手段具有重要参考价值。（@小肠君）
在此之前，我们对本文的第一作者、上海交通大学医学院助理研究员、热心肠智库专家王炜进行了专访，请他介绍一下文章的重点内容和相关背景知识。
请大家阅读：
王炜老师
1、能否请您简单介绍一下这个项目的由来，以及您的团队成员和他们在这项研究中的分工？
我们一直致力于针对肠道菌群这个复杂的生物体系开发适用的化学工具，而代谢标记探针是其中的重要一类。
这个项目源自17年5月份我在做博士后期间的一些工作，我们当时发现带荧光的D-型氨基酸（FDAA）灌胃给小鼠之后可以很好地实现其肠道菌群的荧光标记。不太走运的是，6月底一个类似的工作发表在Nature Microbiology。
为了进一步拓宽FDAA探针的应用领域，经过和菌群移植领域的专家交流，我们注意到利用双色序贯标记菌群的方式，不仅可以追踪植入菌在受体内的分布，更有意义的是由于FDAA探针是通过细菌自己的代谢过程来进行标记，因此不同标记信号的分布可以用来评估植入菌的体内活性。
博士后出站来到上海交通大学医学院分子医学研究院工作后，带领课题组的研究生林丽缘、杜雅慧等一同继续将课题深入展开并完成，最终较为顺利地发表。
这个工作得到了课题组PI杨朝勇教授和博士后导师北京大学化学院陈兴教授的细致指导和大力帮助。
2、研究开发的STAMP技术利用荧光氨基酸标记，成功检测了移植菌群在受体中的活性。请问您觉得这项研究解决的最大科学问题是什么？研究过程中有什么重要或者有意思的发现？
STAMP技术解决了在体内对菌群代谢活性进行评估的问题，也解决了对菌群移植过程中各种细菌存活情况进行分析的难题。
在使用显微镜对带有荧光标记的细菌进行观察的过程中，非常有趣的是可以直观地看到不同细菌在肠道内不同的生长方式。
另外，能够通过流式分选结合测序得知哪些种类的细菌在移植过程中更善于存活，并能在后续实验中得到验证，这一点我们认为是一个重要的发现。
3、这项研究主要关注的菌群移植技术是目前临床运用价值最显著的菌群干预手段。您的研究对开发和实施包括粪菌移植、益生菌在内的菌群干预措施会有什么影响？对于菌群移植这个研究和应用方向，您觉得有哪些问题会是未来的研究重点？其中哪些问题是您最感兴趣的？
利用我们开发的STAMP技术将可以相对定量地比较不同的菌群移植步骤和方式对植入菌存活情况的影响，可以为优化菌群移植的操作提供帮助。
此外，我们发现的更善于在移植过程中存活的细菌种类，可能为将来由特定菌株组合构成的标准化供体菌群提供数据参考。
对于菌群移植这个方向，我认为供体标准化和由此引发的作用机制研究会是未来的重点。
如何提高植入菌的存活与定植效率，菌群移植功效中有没有细菌小分子代谢产物的贡献是我个人比较感兴趣的几个点。
4、菌群移植效率的评估具有重要运用价值。据您所知，国内外是否还有其科研他团队或机构在做这方面的研究或技术服务？如果有，利用的是何种技术手段？STAMP与这些技术手段相比有何优势？
菌群移植效率可以通过移植后不同时间点的在菌株水平的深度测序结合生信分析比较受体总菌群中来自供体菌的比例多少来进行评估，这一方面16年已经有文章报道（Science, 2016, 352: 586），但尚未听说有此类技术服务。
我们提出的STAMP方法主要是用于评估短时程的供体菌在受体肠道内的存活情况，无法判断菌群长时间的定植过程。其优势在于方便高效，而且直观的成像数据能提供大量的微生物学信息。
5、这项研究主要使用小鼠作为模式生物。STAMP标记菌群是否会影响肠道菌群、甚至是宿主的生理功能？是否有可能将STAMP技术推广到人体或临床研究中？您和团队在相关转化应用方面有没有进一步的研究计划？
根据FDAA标记前后小鼠粪便菌群的测序结果，我们没有观察到菌群的组成发生明显变化。
但由于FDAA可以通过肠道吸收入血，因此无法完全排除对宿主生理功能的影响。因此，将STAMP技术推广到人体或临床研究中暂时不太现实。
在转化应用方面，我们也已经将STAMP评估菌群植入存活率的方法申请了发明专利，主要针对在益生菌领域的潜在应用。
我们目前也在进行各类益生菌在受体小鼠肠道内存活情况的评估工作，希望相关文章能尽快与大家见面。
（专家点评结束，请继续阅读专家简介）
专家简介
王炜
上海交通大学医学院助理研究员。2008年于山东大学医学院获得医学学士学位，2014年在美国密苏里大学获得生物化学博士学位，2015-2017年在北京大学化学与分子工程学院进行博士后研究。
主要研究兴趣为化学微生物组学，开发和利用各类化学工具，从全新的角度来研究复杂微生物体系的生物活动与生理功能。近五年以第一或通讯作者发表SCI论文6篇，申请发明专利4项。
张发明教授点评
菌群移植发挥疗效的机制非常复杂，各种研究都是通过特定的角度去解释其可能的机制。
王炜等报道这一成果，是一项项很有创意的研究，在一定程度上提高了大家对菌群移植用于动物模型研究的认识，让研究评价变得更加直观、形象。
特别是对于研究新一代菌群移植技术，如果其所测的存活菌与治疗结局（表型）一致，这样的评价方法则可以提供较好的支持依据。
（全文结束）
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