张涛/贾慧珏等Nature子刊：血液代谢物与肠菌的因果关系 | 热心肠日报

今天是第2051期日报。

张涛+贾慧珏：Nature子刊揭示肠道菌群与血液代谢物间的因果关系

Nature Genetics[IF:38.33]

① 纳入2个中国队列（发现+验证，共3432人），用双向孟德尔随机化挖掘肠道菌群（如肠菌、菌群功能）与人体代谢特征的因果关联；② 鉴定出菌群与血液代谢物间的58个因果关联（17个菌→血，41个血→菌），复证了43个；③ 如Oscillibacter和Alistipes可降低血液甘油三酯，而血液谷氨酸可使草酸杆菌属减少，5-甲基四氢叶酸、丙氨酸、谷氨酸盐和硒等可影响变形菌门成员；④ 用日本生物库数据验证了部分发现，并延伸鉴定出肠菌与多种疾病的因果效应。

Mendelian randomization analyses support causal relationships between blood metabolites and the gut microbiome
01-03, doi: 10.1038/s41588-021-00968-y

【主编评语】肠道微生物组与人体的生理状态和疾病密切相关，但这些关联是否具有因果关系仍存争议。Nature Genetics最新发表了深圳华大生命科学研究院张涛和贾慧珏作为共同通讯作者的研究，收集分析了3432名中国人的全基因组、粪便宏基因组、人体测量学和血液代谢物数据，通过M-GWAS以及双向孟德尔随机化分析，鉴定出肠道微生物组（如特定微生物分类单元及菌群功能）与血液代谢物水平之间的潜在因果关系，为进一步揭示菌群与表型和疾病关系以及潜在干预方法，提供了新的证据和假说。（@mildbreeze）

Nature子刊：非洲农村婴儿的肠道菌群及其营养网络的发育特征

Nature Microbiology[IF:17.745]

① 纳入冈比亚农村616名7-37月龄婴幼儿，取3个时间点共1389个粪便样本，研究非工业化环境下的肠道菌群发育特征；② 年龄是决定肠道菌群组成的主要因素，而人体测量指标不是；③ 揭示了多种肠菌随年龄的变化规律；④ 平均而言，Prevotella copri（Pc）、普氏粪杆菌（Fp）和Prevotella stercorea（Ps）是丰度最高的肠菌；⑤ 鉴定出多个细菌营养网络集群，以Ps或Fp为中心的菌群伴随年龄增长稳步发展，而Pc在断奶后迅速成为优势菌（1岁时达到稳定）。

Gut microbiomes from Gambian infants reveal the development of a non-industrialized Prevotella-based trophic network
2021-12-31, doi: 10.1038/s41564-021-01023-6

【主编评语】居住在工业化国家和非工业化国家的人，其肠道菌群中存在不同的细菌营养网络，非工业化国家居民的肠道菌群往往富含普氏菌属物种。Nature Microbiology近期发表的一项研究，分析了600余名不同月龄的冈比亚农村婴幼儿的肠道微生物组，揭示了非工业化环境下婴幼儿肠道菌群和高丰度肠菌的发育规律，以及其基于普氏菌属物种的细菌营养网络特征。（@mildbreeze）

非洲人类菌群研究的现状和未来方向（综述）

Microbiome[IF:14.65]

① 纳入168项基于下一代测序的非洲人群微生物组特征研究进行系统综述；② 样本来自于南非、肯尼亚和乌干达等33个非洲国家，仅26.8%的研究侧重于非洲重大公共卫生问题的疾病，如艾滋病；③ 美国和欧洲国家主导了大部分研究，而美国和非洲科学家之间的合作最多，美国和欧洲机构是主要资金来源；④ 已有的人类微生物组研究中，非洲人群的代表性不足，非洲需要主要领导、加强能力建设和大陆内部合作以及政府对微生物组研究的投资。

Human microbiota research in Africa: a systematic review reveals gaps and priorities for future research
2021-12-15, doi: 10.1186/s40168-021-01195-7

【主编评语】西方人群的微生物组已被广泛研究和分析，而非洲的微生物组研究还相对稀少。Microbiome近期发表的系统综述，总结了非洲人群微生物组研究的现状，提出了目前存在的缺口和未来方向。（@mildbreeze）

Nature子刊：GM15小鼠肠道菌群模型

Nature Communications[IF:14.919]

① 分析C57BL/6J SPF/SOPF小鼠的粪便菌群，鉴定出20个优势菌科，通过分离培养，用其中7个科的15个菌株建立一种标准化的简化小鼠肠道菌群模型，命名为GM15；② GM15广泛地再现了C57BL/6J SOPF小鼠宏基因组的功能，定植GM15的小鼠在表型上与SPF/SOPF小鼠相似（宏观、免疫、代谢等）；③ GM15模型可限制因微生物群组成波动造成的混杂影响，可提高临床前研究的可重复性和稳健性。

A standardized gnotobiotic mouse model harboring a minimal 15-member mouse gut microbiota recapitulates SOPF/SPF phenotypes
2021-11-18, doi: 10.1038/s41467-021-26963-9

【主编评语】小鼠是最常用的哺乳动物模式生物，在肠道菌群研究中有重要地位，但目前的小鼠研究模型仍存在菌群标准化的问题。Nature Communications发表的这项研究在这方面进行了探索，建立了一种含15个菌株的小鼠肠道菌群简化模型，并对其进行了表征。这一标准化的小鼠菌群模型，或能帮助改善关于宿主-微生物互作和微生物-微生物互作的临床前研究的可重复性。（@mildbreeze）

合成肠道菌群OMM12的体外互作研究

ISME Journal[IF:10.302]

① 将小鼠模型中使用的OMM12合成菌群进行体外培养，研究OMM12群落的特征、代谢潜力和成员间的相互作用；② 重建了单个OMM12菌株的代谢网络模型，可用于计算模拟和相关机制研究；③ 在营养丰富的培养基中，OMM12群落互作网络由剥削性竞争和干扰性竞争共同形成；④ 粪肠球菌KB1可直接或间接影响其他几个成员的丰度，是群落组成的重要驱动因素；⑤ 添加特定补充剂可在体外调节群落结构，使其更接近小鼠肠道菌群。

In vitro interaction network of a synthetic gut bacterial community
2021-12-02, doi: 10.1038/s41396-021-01153-z

【主编评语】微生物组研究的一个关键挑战，是了解微生物间互作如何影响群落水平结构和相关功能。ISME Journal发表的这项研究，以OMM12合成菌群为研究对象，通过体外的单菌培养、成对共培养、群落培养，结合代谢网络重建和细菌培养基上清代谢组学分析，揭示了单个群落成员的代谢能力，以及群落成员之间的相互作用。（@mildbreeze）

强化生活方式干预对2型糖尿病患者的肠道菌群无显著影响

Gut Microbes[IF:10.245]

① 98名2型糖尿病患者随机分为2组，64名接受标准治疗+强化生活方式干预（低卡路里饮食、有氧+抗阻训练），34名接受标准治疗，干预持续12个月；② 仅在干预3个月后，两组患者的肠道菌群组成存在微小且短暂的差异，而在干预6、9、12个月后，两组患者的肠道菌群组成无显著差异；③ 在干预3、6、9、12个月后，患者的肠道菌群α-多样性均与临床指标无显著关联，肠道菌群也并未介导治疗效应。

Impact of intensive lifestyle intervention on gut microbiota composition in type 2 diabetes: a analysis of a randomized clinical trial
2021-12-29, doi: 10.1080/19490976.2021.2005407

【主编评语】Gut Microbes上发表的一项随机对照试验结果，对98名2型糖尿病患者进行12个月的干预后发现，相比于标准治疗，强化生活方式干预+标准治疗并未显著改变患者的肠道菌群多样性、组成及功能，而肠道菌群也并未介导生活方式或药物干预的治疗效应。（@aluba）

苏州大学：粪菌移植或可用于治疗自身免疫性肝炎

Frontiers in Immunology[IF:7.561]

① 自身免疫性肝炎（AIH）患者血清中肝酶、免疫球蛋白和脂多糖水平显著高于非酒精性脂肪肝患者和健康者，表现出高γ-球蛋白血症和较为严重的肠道菌群失调；② 抗生素致AIH模型小鼠（EAH小鼠）肠道菌群失调可加重肝损伤，并破坏滤泡调节性T细胞（TFR）和滤泡辅助性T细胞（TFH）的平衡；③ 使用健康小鼠的粪菌移植（FMT）可减轻EAH小鼠的肝损伤、高γ-球蛋白血症、细菌移位，并改善TFR/TFH平衡；④ FMT可恢复抗生素诱导的EAH小鼠的肠道菌群失调。

Fecal Microbiota Transplantation Controls Progression of Experimental Autoimmune Hepatitis in Mice by Modulating the TFR/TFH Immune Imbalance and Intestinal Microbiota Composition
2021-11-29, doi: 10.3389/fimmu.2021.728723

【主编评语】自身免疫性肝炎（AIH）一种自身免疫反应介导的慢性进行性肝脏炎症性疾病。遗传易感性与环境因素导致肝脏免疫稳态的破坏，滤泡调节性T细胞（TFR）和滤泡辅助性T细胞（TFH）细胞之间的失调可能导致自身抗体的过度产生和免疫稳态的破坏，从而导致AIH的免疫病理过程。最近的研究发现，维持肝脏免疫稳态的防御机制主要依赖于肠道菌群及其代谢副产物，它们共同构成外源抗原库。因此，重塑宿主和肠道微生物之间的内环境平衡，逆转TFR和TFH细胞之间的紊乱，将为AIH的治疗提供新的前景。苏州大学附属第三医院的陈建平和吴昌平团队发表在Frontiers in Immunology上的一项以AIH模型小鼠（EAH小鼠）为实验对象的研究中发现，使用粪菌移植（FMT）可显著改善EAH小鼠的相应症状，控制EAH小鼠的肝炎进展，表明FMT可能是治疗AIH的一种有效的方法。（@EADGBE）

浙大一附院：不同剂量的益生菌对小鼠的急性肝损伤及高血氨症具有不同的保护效应

Microbiology spectrum[IF:7.171]

① 硫代乙酰胺处理后的小鼠饲喂不同剂量的唾液乳杆菌Li01：A-D组分别为10^5-10^6、10^7-10^8、10^9-10^10、10^11-10^12 CFU//mL；② A组小鼠体重降低最少，B组小鼠存活率最高；③ B组小鼠的肝损伤评分、髓过氧物酶、ALT、AST均为各组最低；④ B组小鼠肝脏的炎症因子（IL-1β、TNF-α、IL-6）及CD14表达为各组最低，血液的LPS结合蛋白水平也为各组最低；⑤ B组小鼠的肠道屏障完整性最好；⑥ 唾液乳杆菌Li01以剂量依赖性方式降低血液及肠道中的氨水平。

Dose-Dependent Relationship between Protection of Thioacetamide-Induced Acute Liver Injury and Hyperammonemia and Concentration of Lactobacillus salivarius Li01 in Mice
2021-12-22, doi: 10.1128/spectrum.01847-21

【主编评语】浙江大学医学院附属第一医院的李兰娟院士和李波作为共同通讯作者，在Microbiology spectrum上发表的一项最新研究结果，发现在硫代乙酰胺诱导的小鼠急性肝损伤及高血氨症模型中，中等剂量的唾液乳杆菌Li01对小鼠的肝损伤、炎症应答、肠道屏障性及存活率有着最好的保护作用；而最高剂量的唾液乳杆菌Li01降低血氨的作用最好。（@aluba）

南开大学：益生菌增强小鼠接种新冠疫苗后的免疫应答

Frontiers in Nutrition[IF:6.576]

① 在接种新冠疫苗24周后，小鼠口服植物乳杆菌GUANKE（LPG），可显著增强并延长新冠病毒特异性的记忆性抗体应答；② 小鼠在接种新冠疫苗后立即口服LPG，也可显著增强针对新冠病毒的体液免疫及细胞免疫应答；③ LPG可通过肠-肺轴及肠-脾轴调节肺部的免疫应答，下调TNF-α及凋亡信号，并上调IFN应答通路；④ LPG可通过上调共刺激分子（CD86等）促进B细胞应答，并通过上调共刺激分子（CD28-B7等）及生存通路（JAK-STAT等）促进T细胞应答。

Boosting Vaccine-Elicited Respiratory Mucosal and Systemic COVID-19 Immunity in Mice With the Oral Lactobacillus plantarum
2021-12-22, doi: 10.3389/fnut.2021.789242

【主编评语】南开大学的徐建国团队在Frontiers in Nutrition上发表的一项最新研究，发现小鼠在接种新冠疫苗6个月后口服益生菌（植物乳杆菌GUANKE）可显著延长特异性抗体应答，而在接种新冠疫苗后立即口服益生菌也可显著增强特异性体液免疫及细胞免疫应答。（@aluba）

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