张和平团队Nature子刊突破：高分辨率解析内蒙人的肠道菌群 | 热心肠日报
今天是第2410期日报。
张和平+孙志宏Nature子刊：内蒙古人肠道菌群高质量基因组集合
Nature Microbiology[IF:30.964]
① 利用PromethION和HiSeq平台对180份粪便样本进行宏基因组测序，生成3.7Tbps三代和20.1Tbps二代数据；② 通过评估在宏基因组中组装出的Probio-M8基因组，发现足量二代测序对保证组装质量至关重要；③ 构建了内蒙古人肠道基因组数据集（IMGG），包括802个环状和5927个高质量基因组，显著提升了二代测序中易被遗漏区域的分析性能；④ 报道了430种未培养物种的rRNA基因拷贝数，超过12000种未知肠道前噬菌体，以及插入序列在肠道细菌中的分布。
A high-quality genome compendium of the human gut microbiome of Inner Mongolians
01-05, doi: 10.1038/s41564-022-01270-1
【主编评语】近年来，基于非培养策略下的宏基因组学分箱技术，为各种自然生态位中大量尚未被培养的微生物提供了参考基因组，也让我们有机会对这些“暗物质”有基本的认识。然而，当下参差不齐的基因组质量和非典型地区人群样本的缺乏限制了我们对暗物质更深入的理解。近日，内蒙古农业大学张和平和孙志宏与团队在Nature Microbiology发表最新研究，基于先前开展的一项益生菌（Probio-M8）酸奶人群干预试验，利用PromethION和HiSeq平台对其中180份粪便样本进行超深度宏基因组测序，通过分析宏基因组中还原出的Probio-M8基因组对组装流程进行了验证，随后基于分箱策略构建了内蒙古人肠道基因组数据集（IMGG）。IMGG显著提升了基因组元素的分辨率，包括核糖体RNA操纵子（rrn）、代谢基因簇、前噬菌体和插入序列（IS）。特别地，该研究还报道了超400种未培养物种的rrn拷贝数，超12000个未知肠道前噬菌体及其功能特征，以及IS元素在肠道细菌中的分布情况。总的来说，这项研究拉进了我们与“白金”基因组的距离，也提示未来肠道基因组学研究需要重点关注代表性不足的基因组区域。（@青城昊）
周伟、李菁等GUT：狄氏副拟杆菌或可改善关节炎
Gut[IF:31.793]
① RA患者中，狄氏副拟杆菌（Pd）丰度降低，且与疾病程度负相关；② 口服Pd可改善关节炎小鼠症状，恢复Th17/Treg平衡、减少自身抗体、改善肠屏障；③ Pd通过胆盐水解酶（BSH）等多种途径产生次级胆汁酸（BA）LCA、DCA、isoLCA和3-oxoLCA，这4种BA均可激活受体TGR5以促进巨噬细胞的M2极化，且3-oxoLCA和isoLCA直接抑制Th17分化，从而协同改善RA；④ 新型BSH抑制剂可减少这4种BA生成，削弱Pd对RA的改善作用；⑤ 人参皂苷Rg2通过促进Pd生长改善RA。
Gut commensal Parabacteroides distasonis alleviates inflammatory arthritis
01-05, doi: 10.1136/gutjnl-2022-327756
【主编评语】类风湿关节炎（RA）是一种慢性、全身性的自身免疫性疾病，既往研究表明，肠道菌群失调可能在RA的发生发展中发挥作用，因此，调控肠道菌群可用于防治RA。中国药科大学周伟、李菁团队，联合南京中医药大学李永明、单进军团队，在Gut发表最新研究成果，通过分析RA患者样本和小鼠实验，发现肠道中的狄氏副拟杆菌（Parabacteroides distasonis）可通过产生特定的次级胆汁酸，发挥免疫调节作用，从而改善RA；而中药活性成分人参皂苷Rg2可恢复狄氏副拟杆菌丰度，发挥抗关节炎作用。这些发现表明，狄氏副拟杆菌和人参皂苷Rg2或能作为治疗RA的潜在益生菌和益生元制剂，也为中药成分（如人参皂苷）改善RA提供了新的机制见解。（@mildbreeze）
南京中医药大学：调节创面微生物组以促进伤口愈合（综述）
Advanced Drug Delivery Reviews[IF:17.873]
① 创面菌群通过调节创面炎症反应、细胞增殖与再上皮化等机制影响创口皮肤屏障的恢复；② 嗜中性粒细胞、巨噬细胞和T细胞等免疫细胞与创面共生菌群发生动态的免疫应答相互作用，影响创面愈合与再生；③ 目前急、慢性创面可通过包括清创、血糖控制、负压伤口治疗等临床治疗策略防止创面感染，恢复患者皮肤稳态；④ 创面外用抗生素广泛用于临床伤口消毒，但可能引起细菌耐药及创面菌群失衡，益生菌直接干预及控释递送对创面愈合具有促进作用。
Role of wound microbiome, strategies of microbiota delivery system and clinical management
2022-12-17, doi: 10.1016/j.addr.2022.114671
【主编评语】伤口迟延愈合，尤其是慢性伤口的延迟愈合，已经成为全球性的公共卫生问题。年龄、糖尿病、药物、周围神经病变、免疫功能低下等因素与慢性伤口延迟愈合有关，此外，皮肤及创面微生物组也影响伤口的愈合。南京中医药大学王裔惟及陈军团队近日在Advanced Drug Delivery Reviews发表综述文章，总结了创面微生物组在急慢性创面愈合过程各阶段中的作用，归纳了创面微生物组与各类免疫细胞的相互作用，对创面微生物组目的的临床调节手段和潜在调节思路进行了梳理。（@芥末）
高维微生物组数据分析新方法
Microbiome[IF:16.837]
① 该文提出新方法来提高狄利克雷多项式混合物(DMM)的性能；② 提出一个指示变量以确定具有代表性的操作分类单位；③ 提出一种随机变分推断用于快速计算的随机优化算法；④ 提出随机变分变量选择(SVVS)方法将有限DMM模型扩展到无限情况；⑤ 在所有测试数据集中，SVVS 都表现出更好的性能、更快的计算速度、能分析更海量的高维微生物数据；⑥ 此外SVVS还鉴定了一组代表性的核心微生物物种，提高了贝叶斯混合物模型在各种微生物组研究中的可解释性。
Stochastic variational variable selection for high-dimensional microbiome data
2022-12-24, doi: 10.1186/s40168-022-01439-0
【主编评语】快速、精准识别关键代表性微生物是微生物组数据分析的关键。传统的分析方法，比如狄利克雷多项式混合物(DMM)已经不满足高维度菌群基因组数据库。本文提出一种新的随机变分变量选择(SVVS)，以试图从大数据库中精准快速筛选到小范围的标志菌群。并且，SVVS是唯一可以分析50000以上物种和1000个样本的方法。SVVS鉴定的代表性菌群比贝叶斯模型更具可解释性。（@Bingbing）
靶向肠道菌群，或可改善肌肉营养不良症
EMBO Molecular Medicine[IF:14.26]
① 分析DMD（杜氏肌营养不良）的模型小鼠mdx及对照发现其肠道菌群组成、SCFAs（短链脂肪酸）和KBs（酮体）水平发生显著变化，后两者下调；② 补充NaB（丁酸钠）后，mdx小鼠的肌肉活动、自噬损伤和炎症表型得到改善；③ NaB的疗效可与DMD标准缓和治疗效果相当，均可抑制mdx小鼠血液和骨骼肌中过度的内源性大麻素信号传导相关的炎症水平；④ 在LPS刺激的C2C12成肌细胞中，NaB也可通过以上途径抑制炎症，并依赖于GPR109A和PPARc受体发挥功能。
Targeting gut dysbiosis against inflammation and impaired autophagy in Duchenne muscular dystrophy
01-03, doi: 10.15252/emmm.202216225
【主编评语】目前尚不清楚肠道微生物群在骨骼肌疾病中的潜在影响。近期发表在EMBO Molecular Medicine上的一篇研究发现在DMD（杜氏肌营养不良）小鼠模型中粪便微生物群组成以及SCFA相关代谢物水平发生显著变化，通过补充SCFA可以恢复模型小鼠的肌肉力量、自噬功能和防止与内源性大麻素信号传导相关的过度炎症产生，其疗效与DMD的标准缓和治疗药物相当。该发现可能提出了一种新的DMD疾病治疗策略，并可能适用于其他肌肉营养不良症。（@MD）
肠道菌群或参与杜氏肌营养不良症的病理过程
EMBO Molecular Medicine[IF:14.26]
① 与正常小鼠相比，抗肌萎缩蛋白缺陷（mdx）小鼠的结肠结构受损、炎性细胞因子水平增加；② mdx小鼠结肠菌群丰富度显著降低，与正常小鼠相比，其结肠微生物群落结构与结肠代谢谱有显著差异，其中Prevotella的丰度显著升高；③ 使用抗生素清除mdx小鼠的肠道菌群，可减少天然免疫反应，但影响肌肉代谢和功能；④ 将同龄正常小鼠的菌群移植到抗生素干预后mdx小鼠，可改善其肠道、脾脏及肌肉炎症，并改善其肌肉病理生理学及肌肉功能。
Microbiota dysbiosis influences immune system and muscle pathophysiology of dystrophin-deficient mice
2022-12-19, doi: 10.15252/emmm.202216244
【主编评语】杜氏肌营养不良症（DMD）是一种由DMD突变（DMD编码抗肌萎缩蛋白）引起的进行性严重肌肉萎缩性疾病，导致肌肉功能丧失，伴有心脏/呼吸衰竭和过早死亡。营养不良的肌肉可被浸润的炎性细胞和肠道菌群感知，导致免疫失调和代谢综合征。EMBO Molecular Medicine近期发表的文章，发现抗肌萎缩蛋白缺陷（mdx）小鼠的肠道菌群发生显著变化，影响炎症状态和肌肉功能。菌群移植治疗可显著改善炎症状态和肌肉功能。（@章台柳）
移植年轻菌群或可返老还童？
Microbiome[IF:16.837]
① 将5周龄幼鼠粪菌分别移植到12和25月龄老年鼠体内，观察年轻鼠肠道菌群对老年鼠生理和表型的改善作用；② 年轻鼠粪菌移植给12月龄鼠后，后者肌肉纤维厚度增加，握力增强，皮肤保水能力增强，角质层增厚；③ 接受年轻鼠粪菌移植的12月龄小鼠体质的提高和基因表达的改变，与移植后体内富集的细菌显著相关；④ 真皮层Dbn1由年轻菌群诱导并调节皮肤水合作用；⑤ 年轻肠道菌群通过改变菌群组成以及肌肉和皮肤中基因表达来恢复老年身体健康。
Gut microbiota of the young ameliorates physical fitness of the aged in mice
2022-12-26, doi: 10.1186/s40168-022-01386-w
【主编评语】衰老是机体逐渐丧失体能和功能的自然过程。肠道菌群会随着宿主衰老而改变，并逐渐成为几种衰老相关疾病的关键参与者。然而，肠道菌群与宿主衰老之间的相互作用在很大程度上仍未得到探索。Microbiome近期发表的一项研究，对老年小鼠进行年轻小鼠的粪菌移植，发现年轻来源的肠道菌群通过改变肠道的微生物组成以及肌肉和皮肤中的基因表达，使老年小鼠恢复活力。（@RZN）
清华大学：高脂饮食通过改善肠道菌群，缓解小鼠早衰
Aging Cell[IF:11.005]
① 将SIRT6敲除（SIRT6 KO）小鼠的粪菌移植给野生型（WT）小鼠，可在后者中观察到前者的肠道菌群失调及早衰等表型；② 将WT小鼠的粪菌移植给SIRT6 KO小鼠，可延长后者的寿命并改善肠道菌群失调；③ 抗生素可缓解SIRT6 KO小鼠的炎症和细胞衰老；④ 大肠杆菌过度生长可促进肠杆菌科向内脏器官易位，从而加速衰老表型的产生；⑤ 高脂饮食可通过改善肠道菌群失调（减少大肠杆菌）并抑制肠杆菌科易位，从而延长SIRT6 KO小鼠的寿命，并缓解早衰表型。
Decreased Enterobacteriaceae translocation due to gut microbiota remodeling mediates the alleviation of premature aging by a high-fat diet
2022-12-25, doi: 10.1111/acel.13760
【主编评语】衰老相关菌群失调是老年人的疾病及死亡的主要因素之一，但背后的机制尚未明确。清华大学的王钊团队与李忠持团队在Aging Cell上发表的一项最新研究结果，利用早衰小鼠模型，通过粪菌移植实验验证了肠道菌群失调与早衰之间的因果关联，并发现高脂饮食可通过改善肠道菌群缓解小鼠早衰。（@aluba）
国内团队：外源性抗生素耐药基因如何影响机体健康？
Gut Microbes[IF:9.434]
① 给不同年龄、性别的小鼠注射含有粘菌素抗性基因的质粒；② 细胞外抗生素耐药基因（eARGs）显著影响肠道微生物群落，该过程受随机过程的驱动；③ 细胞因子与免疫调节性微生物、代谢产物和ARGs生物标志物显著相关；④ 细胞因子的产生与特定的代谢途径（花生四烯酸和色氨酸代谢途径）有关，这一点在体外细胞因子反应和体内恢复实验中得到证实；⑤ 肠道微生物谱可用于准确预测归因于eARGs的肠道炎症程度。
Exogenous antibiotic resistance gene contributes to intestinal inflammation by modulating the gut microbiome and inflammatory cytokine responses in mouse
2022-12-27, doi: 10.1080/19490976.2022.2156764
【主编评语】环境因素可导致肠道菌群的失调，肠道菌群的失调与多种自身免疫、免疫介导疾病有关。天然存在的细胞外抗生素耐药基因（eARGs）可通过食物链直接进入肠道。军事科学院环境医学与作业医学研究所的李君文和Yang Dong合作在Gut Microbes发表文章，探究eARGs对免疫反应、肠道屏障、肠道菌群、代谢等影响。（@章台柳）
蠕虫的共生微生物：宿主-寄生虫-微生物群相互作用（综述）
Trends in Parasitology[IF:10.528]
① 后生动物寄生虫宿主的微生物群落由垂直和水平获得的菌群组成，但对寄生在蠕虫上的微生物群落的功能作用了解较少；② 某些种类的寄生虫含有“核心”微生物群，存在于所有发育阶段，核心菌群可能是寄生虫体内稳定微生物生态系统的重要组成部分；③ 多组学和成像方法结合有助于观察脊椎动物宿主、寄生虫和它们各自的微生物群之间的相互作用；④ 在未来调查宿主-寄生虫相互作用和寄生虫疾病发病机制的研究中，需要考虑与寄生虫相关的微生物组。
The helminth holobiont: a multidimensional host–parasite–microbiota interaction
2022-12-08, doi: 10.1016/j.pt.2022.11.012
【主编评语】胃肠道蠕虫已经发展出多种机制操纵宿主的微生物群， 以为其长期生存创造有利的环境。虽然关于蠕虫感染对脊椎动物宿主免疫力及其肠道微生物群的影响的研究相对较多，但对后生动物寄生虫微生物群的结构和功能却知之甚少。Trends in Parasitology发表的综述文章，概述了多维的宿主-寄生虫-微生物群相互作用，提出了解与螺旋体相关的微生物群及其在宿主疾病发病机制中的作用，或有助于制定针对寄生虫和寄生虫疾病的替代控制策略。（@NL）
感谢本期日报的创作者：青城昊，mildbreeze，XC YIN，拍了花宝贝，MD，Zzz，章台柳，DMG-Quasimodo
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