拟杆菌如何壮大Akk菌？33分研究揭示机制 | 热心肠日报

Original 热心肠小伙伴们热心肠研究院 2023-03-03

今天是第2339期日报。

一种拟杆菌或能改善肥胖，帮助恢复肠道有益菌Akk菌

Gastroenterology[IF:33.883]

① 在BMI<25的受试者中，普通拟杆菌和Akk菌间存在互作关系，但BMI≥25时这种互作关系消失；② 补充普通拟杆菌SNUG 40005（Bvul）可显著改善高脂饮食（HFD）小鼠的肥胖、胰岛素抵抗和肠道通透性，并恢复因HFD导致的Akk菌丰度减少；③ 小鼠和体外实验均表明，在黏蛋白缺乏的情况下，Bvul利用黏蛋白产生的代谢物可提高Akk菌丰度，但与宿主BMI有关；④ 代谢产物N-乙酰葡萄糖胺利于Akk菌的富集，赖氨酸是连接N-乙酰氨基葡萄糖、Bvul和Akk菌的桥梁。

Bacteroides vulgatus SNUG 40005 restores Akkermansia depletion by metabolite modulation
10-11, doi: 10.1053/j.gastro.2022.09.040

【主编评语】肥胖是现代影响人类健康的主要疾病之一，其一个显著特征是全身性的慢性炎症，胰岛素的抵抗等，这些特征主要的原因是肠道菌群的失调使得肠屏障功能的紊乱。粪菌移植以及与同笼饲养的实验证实肠道菌群中拟杆菌在抑制机体肥胖中具有一定的作用。而其发挥功能的机制可能是通过与其他菌的互作和协同。但目前对于这一方面的证据还不充分。近期一篇发表在Gastroenterology的研究工作特异性探究了从人群和小鼠上分离得到的拟杆菌SUNG40005（Bvul）对肥胖的抑制作用。结果显示，Bvul与有益菌嗜黏蛋白阿克曼菌（Akk菌）的互作关系在肥胖的情况下被打破了。高脂饮食（HFD）小鼠中，给予Bvul可以有效抑制其肥胖的表型。机制上，Bvul利用黏蛋白产生的代谢产物N-乙酰葡萄糖胺是Akk菌恢复的动因。这些研究结果为肠道中特定菌群互作协同机制提供了重要的证据。（@Zhonghua）

Nature子刊：肠上皮生物钟如何影响菌群的节律性？

Nature Communications[IF:17.694]

① 无光环境下小鼠菌群的节律持续存在，表明该节律性调控是宿主内源性的作用，而非响应环境，食物摄入能略微掩盖菌群的节律性；② 肠上皮特异敲除核心生物钟基因Bmal1能破坏菌群的节律性；③ 支链脂肪酸和次生胆汁酸与肠道生物钟控制的菌群相关；④ 肠道菌群从Bmal1缺陷小鼠转移到无菌小鼠，导致肠道基因表达改变，淋巴器官重量增强和免疫细胞招募抑制，表明肠上皮生物钟功能的缺失导致菌群节律性丢失，改变微生物组成和功能，影响肠道稳态。

The intestinal clock drives the microbiome to maintain gastrointestinal homeostasis
10-14, doi: 10.1038/s41467-022-33609-x

【主编评语】已知肠道菌群具有昼夜变化。然而这些变化背后的驱动因素仍不清楚。最近在发表在Nature Communications上的研究中，作者探究了驱动微生物节律的内源性和外源性因素。该研究的结果表明，在没有光照的情况下，小鼠的粪便微生物节律性得以维持，这表明该过程主要由宿主的昼夜节律系统调控，而非菌群对昼夜环境变化的反应。然而，在肠上皮细胞中特性敲除核心生物钟基因Bmal1，则会破坏微生物群的节律性。该研究结果强调了功能性肠道生物钟是驱动肠道菌群和微生物代谢物的节律性从而维持胃肠道健康的关键因素。（@MD）

Nature子刊：靶向肠-肝-脑轴或可治疗酒精使用障碍

Nature Communications[IF:17.694]

① 收集酒精使用障碍患者接受FMT之前及之后的粪便悬液及无菌上清，移植给无菌小鼠；② 相比于移植了患者FMT前的粪便悬液的小鼠，移植了患者FMT后的粪便悬液（而非无菌上清）的小鼠的酒精接受度、摄入量及偏好显著降低；③ 小鼠的酒精摄入及偏好降低与患者FMT后富集的分类群相关；④ 小鼠的肠道环境和屏障功能得到改善，肠道（而非肝脏及前额皮质）的免疫应答、炎症、氧化应激应答、上皮细胞增殖相关基因的表达发生变化。

Reduced alcohol preference and intake after fecal transplant in patients with alcohol use disorder is transmissible to germ-free mice
10-19, doi: 10.1038/s41467-022-34054-6

【主编评语】先前的临床试验表明，粪菌移植（FMT）可降低酒精使用障碍患者的酒瘾和酒精摄入。Nature Communications上发表的一项最新研究结果，将患者接受FMT后的粪菌移植给无菌小鼠，可显著降低小鼠的酒精摄入及偏好，且与特定分类群的变化相关，同时可改善小鼠的肠道环境及屏障功能，并调节肠道（而非肝脏及前额皮质）的基因表达。该研究结果提示，靶向肠-肝-脑轴或治疗酒精使用障碍。（@aluba）

肠道菌群如何与IBD相关抑郁和疲劳相关联

BMC Medicine[IF:11.15]

① 纳入62例活动期IBD患者进行粪便宏基因组测序，并用量表分别测量抑郁症及疲劳的严重程度；② 抑郁和疲劳均与全身/肠道炎症标志物（C-反应蛋白、粪钙卫蛋白）水平或粪便菌群α多样性无关；③ Odoribacter属、另枝菌属、厌氧棍状菌属、Intestinimonas属、真细菌属和梭菌属等产短链脂肪酸细菌丰度与抑郁和/或疲劳呈负相关；④ 抑郁与糖胺聚糖和果胶代谢以及5-磷酸核糖-1-焦磷酸（PRPP）生物合成有关，疲劳与蛋氨酸生物合成和戊糖磷酸途径有关。

Depression and fatigue in active IBD from a microbiome perspective—a Bayesian approach to faecal metagenomics
10-17, doi: 10.1186/s12916-022-02550-7

【主编评语】许多炎症性肠病（IBD）患者的生活质量因抑郁及疲劳等肠外症状受到显著影响。肠道菌群及肠道免疫系统参与肠-脑轴的调节。近日，德国海德堡大学Anne Kerstin Thomann及其团队在BMC Medicine发表文章，发现活动性IBD患者肠道菌群的组成和代谢功能与抑郁、疲劳有关，为将来通过靶向肠道菌群改善IBD患者的肠外症状提供了依据。（@芥末）

菌群在HLA-B27相关急性前葡萄膜炎的作用（综述）

Trends in Microbiology[IF:18.23]

① HLA-B27相关疾病的潜在发病机制包括：HLA-B27对细菌抗原表位（尤其是革兰氏阴性菌）的分子模拟、HLA-B27呈递与前葡萄膜交叉反应的抗原肽、HLA-B27的重链与NK细胞及Th细胞的KIR及LILR结合；② 以及：HLA-B27的错误折叠导致内质网应激、HLA-B27阳性细胞对胞内细菌的清除能力较低；③ 以及：菌群失调导致的系统性免疫耐受缺失、肠道通透性变化。④ 短链脂肪酸及益生元可缓解急性前葡萄膜炎大鼠的症状，粪菌移植或可用于治疗急性前葡萄膜炎。

The microbiome in HLA-B27-associated disease: implications for acute anterior uveitis and recommendations for future studies
09-01, doi: 10.1016/j.tim.2022.08.008

【主编评语】Trends in Microbiology上发表的一篇综述文章，详细介绍了HLA-B27相关急性前葡萄膜炎的潜在发病机制，包括HLA-B27依赖性菌群失调、肠道屏障受损、分子模拟、HLA-B27依赖性的免疫应答失调等，并讨论了潜在的菌群靶向治疗手段。（@aluba）

Prevotella copri抗体与类风湿关节炎的发生发展相关

Arthritis and Rheumatology[IF:15.483]

① 纳入98名RA患者及98名相匹配对照；② RA患者的血清抗Pc-p27 IgA显著高于对照，血清抗Pc-p27 IgG也有升高趋势；③ 相比于对照，发病早期（确诊＜1年）的患者的血清抗Pc-p27 IgG显著升高，而发病超过1年的患者的血清抗Pc-p27 IgA显著升高；④ 纳入67名RA高危者（RA患者的直系亲属，或RA特异性自身抗体呈阳性）及67名相匹配对照；⑤ CCP抗体（而非RF）阳性的RA高危者的血清抗Pc-p27 IgG有升高趋势。

Association of antibodies to Prevotella copri in anti-CCP-positive individuals at-risk for developing rheumatoid arthritis and in those with early or established rheumatoid arthritis
10-19, doi: 10.1002/art.42370

【主编评语】Prevotella copri（Pc）是一种肠道共生菌，表达免疫原性蛋白Pc-p27，与类风湿关节炎（RA）相关。Arthritis and Rheumatology上发表的一项最新研究结果，发现相比于对照，CCP抗体阳性的RA高危者的血清抗Pc-p27 IgG水平有升高趋势。另外，相比于对照，RA患者的血清抗Pc-p27 IgA及IgG显著升高或有升高趋势。该研究结果提示，Pc在RA的发生发展中发挥了潜在作用。（@aluba）

巨细胞病毒感染影响宿主免疫？可能涉及两种肠道菌群相关机制

Microbiome[IF:16.837]

① 利用恒河猴巨细胞病毒（RhCMV）血清阳性和血清阴性的恒河猴的肠道菌群和免疫系统，研究RhCMV对肠道微生物-宿主关系的影响；② RhCMV感染与肠道菌群组成的特定差异相关，如厚壁菌门丰度降低；③ 肠道菌群改变与免疫变化如CD8+ T细胞的增殖、分化及细胞因子的产生相关；④ RhCMV感染破坏血清阴性恒河猴体内的产短链脂肪酸菌和Treg/ Th17平衡间的关系；⑤ 因此，RhCMV对宿主的免疫作用可能是由两种涉及肠道菌群的不同机制介导。

Cytomegalovirus infection disrupts the influence of short-chain fatty acid producers on Treg/Th17 balance
10-10, doi: 10.1186/s40168-022-01355-3

【主编评语】肠道菌群及慢性病毒感染均对宿主免疫反应具有重要的影响，然而目前尚不清楚巨细胞病毒（CMV）是否影响肠道菌群和宿主间的相互作用。近日，发表在Microbiome上的文章，利用恒河猴模型研究巨细胞病毒对肠道微生物-宿主关系的影响，并发现巨细胞病毒感染直接影响肠道中某些细菌菌群的丰度，且可改变肠道菌群和免疫细胞亚群之间的关系。（@圆圈儿）

宁康团队：分析少数民族菌群，揭示高热量饮食如何通过肠菌引起高血压

Microbiology spectrum[IF:9.043]

① 对肃南县1089名汉族和裕固族人流行病学调查显示，高热量饮食模式下，该地区高血压患病率是全国平均水平的1.8倍；② 收集153份汉族与裕固族人（81例高血压，72例对照）粪便样品测序；③ 高血压患者肠道中部分毛螺菌属成员丰度显著降低（与HDL-C正相关，与收缩压、舒张压负相关），血清丁酸含量也较低；④ 产丁酸毛螺菌属可能通过调节载脂蛋白A-IV基因，降低HDL-C 水平，引发高血压；⑤ 相比裕固族，高热量饮食下汉族高血压患者肠道菌群更脆弱。

High-Density Lipoprotein Cholesterol as a Potential Medium between Depletion of Lachnospiraceae Genera and Hypertension under a High-Calorie Diet
10-17, doi: 10.1128/spectrum.02349-22

【主编评语】先前研究表明，肠道菌群失调和高血压有关，居住在甘肃省肃南裕固族自治县的汉族和裕固族原发性高血压发病率极高。近日，华中科技大学宁康、程铭悦与团队在Microbiology spectrum发表最新研究，流行病学调查发现肃南县汉族和裕固族人群高血压患病率是全国平均水平的1.8倍，进一步对153份汉族与裕固族人（81例高血压，72例对照）粪便样品测序，发现在高热量饮食下，高血压个体毛螺菌属丰度显著减少，可能通过降低血清HDL-C水平促进高血压进展。此外，还发现高热量饮食下汉族高血压患者肠道菌群更脆弱。总之，该研究为高热量饮食下探究菌群失调和高血压间的联系提供了新见解。（@九卿臣）

口腔细菌在小肠异位定植或是儿童发育不良罪魁祸首？

PNAS[IF:12.779]

① 一项横断面研究纳入两个非洲国家的1000名2-5岁儿童，评估发育不良和环境性肠功能障碍（EED）肠道菌群的变化及其病理生理机制；② 发现小肠细菌过度生长在发育迟缓儿童中极为常见，口腔细菌增多替换了常见的小肠菌，造成肠道通透性和炎症增加；③ 在细胞和动物模型中，临床十二指肠细菌分离株造成轻度炎症和脂质吸收减少，加剧EED和发育迟缓；④ 此外EED标记物—粪钙卫蛋白和α-抗胰蛋白酶与产丁酸细菌的减少和梭菌属和巨球菌的增加有关。

Stunted children display ectopic small intestinal colonization by oral bacteria, which cause lipid malabsorption in experimental models
10-05, doi: 10.1073/pnas.2209589119

【主编评语】环境肠道功能障碍（EED）在发育不良的儿童中常见，表现出肠道菌群紊乱、慢性营养吸收不良，其中小肠微生物组的作用尚不清楚。PNAS近期发表的文章纳入两个非洲国家的1000名2-5岁儿童对此进行了研究，发现口腔细菌过度生长替代健康小肠菌群可能是导致EED和儿童发育不良的重要因素。（@好雨）

Nature Reviews：利用细菌基因组进行药物发现（综述）

Nature Reviews Drug Discovery[IF:112.288]

① 二代测序与强大的计算工具可在以前未研究过的细菌中寻找多样化和化学上不同的天然产物（NP）；② 从细菌基因组中寻找新NP的步骤包括：生物合成基因簇（BGC）的鉴定及去复制、NP结构的预测，利用专用软件工具关联基因和化合物关联；③ ClusterFinder和DeepBGC方法可以识别细菌基因组中的新BGC类型；④ 可以利用分类指导的发现策略、生态系统的指导策略从培养的细菌中发现NP；⑤ 不依赖于培养的策略允许从大量新的环境细菌研究中发现NP。

Strategies to access biosynthetic novelty in bacterial genomes for drug discovery
03-16, doi: 10.1038/s41573-022-00414-6

【主编评语】Nature Reviews Drug Discovery上发表的一篇综述文章，详细介绍了从细菌基因组中寻找新天然产物的方法，并讨论了从难以培养的细菌中挖掘新天然产物的新兴技术手段。（@aluba）

感谢本期日报的创作者：Sunflower，Zzz，芃，苗钟化，aluba，Akkk，一只豆豆菌，Jack Chen

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