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今天是第2163期日报。
Cell子刊：菌群+饮食没“管好”，升脯氨酸致抑郁Cell Metabolism[IF:27.287] ① 饮食来源的脯氨酸（Pro）和血液中的Pro水平与抑郁程度呈正相关；② 不同抑郁程度的患者肠道菌群的组成和功能不同，且肠道菌群会对循环Pro水平产生影响；③ 脑铁沉积以及多个与rich-hub相关的脑部区域与抑郁程度或Pro水平相关；④ 队列数据和小鼠实验表明，编码Pro和GABA转运蛋白的基因与抑郁症相关；⑤ 果蝇实验表明，神经元中Pro和GABA转运蛋白的低表达可抵抗机械应激诱导的抑郁状态；⑥ 给果蝇单一定植GABA高效生产者植物乳杆菌可抵抗抑郁状态。 Microbiota alterations in proline metabolism impact depression 【主编评语】抑郁症是一种常见的精神障碍，影响了全球超过3亿人。近年来的研究表明，抑郁症患者的肠道菌群与健康人显著不同。这项来自于西班牙José Manuel Fernández-Real和Rafael Maldonado团队的研究利用3个队列的数据，结合多组学分析手段以及小鼠和果蝇实验，深入探究了微生物组与抑郁症的关系，揭示了依赖于微生物组的脯氨酸代谢变化对抑郁症的影响，强调了脯氨酸-谷氨酸-GABA-微生物组互作在抑郁症中的重要性。同时，该研究还提示我们减少饮食来源的脯氨酸和促进产GABA的肠菌或可有效改善抑郁情况。该研究的工作量和数据量非常大，值得大家仔细阅读原文。（@元气少女617(ꈍᴗꈍ)） 福建农林大学Science发文：蜜蜂脑部瞬时激活的多巴胺信号调控食物欲望Science[IF:47.728] ① 当蜜蜂离开食物源并开始跳舞传递食物源信息时和刚到饲喂器时，对食物的期望会增加蜜蜂大脑中的多巴胺水平；② 多巴胺能信号的药理学阻断，降低了蜜蜂采集频率，增加了在蜂巢中的停留时间，从而增加了连续采集往返时间，表明多巴胺受体拮抗剂（fluphenazine）对采集欲望产生了负面影响；③ 多巴胺而非5-羟色胺，会影响蜜蜂对蔗糖溶液的反应以及嗅觉相关的食欲和学习。 Food wanting is mediated by transient activation of dopaminergic signaling in the honey bee brain 【主编评语】哺乳动物中，期望（Wanting）的产生受到中脑边缘多巴胺神经通路调控，但在昆虫中是否存在类似的期望系统尚不清楚。最近，由福建农林大学苏松坤研究员团队牵头，并联合法国图卢兹大学Martin Giurfa教授团队，在Science发表了最新相关研究成果，针对两个科学问题进行了系统研究：采集蜂前往优质食物源的途中是否受欲望系统(Wanting system）驱动？采集蜂在摆尾舞过程中是否通过回忆起优质食物源进而激活欲望系统？结果发现，无论在前往食物源途中还是在摇摆舞中，由于食欲增加和对食物来源的回忆，一个依赖多巴胺的期望系统会在蜜蜂大脑中被暂时激活，表明昆虫与哺乳动物有类似的由积极愉悦刺激产生期望的神经机制。（@NL） Nature：对“食物”的趋化作用塑造了海洋菌群的微观组织Nature[IF:49.962] ① 利用微流控平台量化海洋原核生物对“食物”的行为反应，发现其对浮游植物来源的溶解有机物（DOM）具有显著趋化作用；② 不同浮游植物来源的不同DOM组分吸引着系统发育以及功能不同的海洋菌群；③ 在功能上，这些菌群在运输、代谢浮游植物来源的化合物以及共生（包括苷酸、维生素B和生长促进激素的合成）等方面明显富集；④ 海洋菌群的趋化作用受特定化学引诱剂的“引诱”，并对生物地球化学转化、海洋食物网生态系统至关重要。 Chemotaxis shapes the microscale organization of the ocean’s microbiome 【主编评语】浮游海洋微生物积极寻找和利用微尺度化学热点的能力已被广泛理论化，以影响海洋-盆地尺度的生物地球化学, 但从未在天然菌群中进行过全面的原位检查。本研究，作者使用一个基于现场的微流控平台来量化海洋细菌和古生菌的行为反应，经过几个月，在多个部署的沿海现场站点，作者观察到对浮游植物衍生的溶解有机物 (DOM) 微尺度热点的显著趋化性。研究结果表明，天然原核微生物组合的游动行为受特定化学引诱剂的控制，这决定了重要的生物地球化学转化过程和构成海洋食物网基础的生态相互作用的建立。（@刘永鑫-中科院-宏基因组） 复旦大学Nature子刊：基于孪生神经网络的高效宏基因分箱新工具SemiBinNature Communications[IF:14.919] ① SemiBin是一种基于深度学习的半监督宏基因组分箱工具，支持单样本组装结果、多样本混拼（co-assembly）结果和多样本信息聚合三种模式；② SemiBin在模拟和真实数据集中分箱性能均显著优于现有工具（如常用分箱软件Metabat2、Maxbin2、SolidBin及VAMB）；③ SemiBin可以从人类和犬肠道样本中发现普通拟杆菌菌株间的差异；④ 使用SemiBin时，推荐选择与输入样本处于同一生境的样本所建立的学习模型。 A deep siamese neural network improves metagenome-assembled genomes in microbiome datasets across different environments 【主编评语】近年来，通过分箱技术从宏基因组样本中可恢复宏基因组组装基因组（MAGs），这极大地扩展了人类和动物肠道参考基因组。近日，复旦大学类脑智能科学与技术研究院路易斯·佩德罗·科埃略（Luis Pedro Coelho）和赵兴明及团队在Nature Communications发表研究，他们开发了一种基于孪生神经网络的高效宏基因分箱新工具-SemiBin（https://github.com/BigDataBiology/SemiBin_benchmark），发现在模拟和真实数据集中，SemiBin的分箱性能显著优于Metabat2、Maxbin2和VAMB等现有工具。总之，SemiBin的开发为从宏基因组数据中恢复高质量基因组提供新的方法和见解。（@九卿臣） IBS患者具有怎样的微生物组和代谢组特征？Gut Microbes[IF:10.245] ① 微生物组和代谢组联合使用，可更高精度地区分健康人和肠易激综合征患者（IBS），但不能区分经典的、基于粪便模式的IBS亚型；② 鉴别IBS亚型需进行微生物组和代谢组聚类分析，涉及心理应激、血浆5-羟色胺及其代谢物水平、腹部手术史、饮食热量摄入和IBS诊断后的时间等因素；③ 代谢反应网与微生物组信息结合，揭示了宿主和微生物之间的相互作用；④ 本研究揭示了IBS发病机制中的微生物群-肠-脑轴之间的关系，为深入了解IBS发病机制提供基础。 Integrated fecal microbiome-metabolome signatures reflect stress and serotonin metabolism in irritable bowel syndrome 【主编评语】Gut Microbes发表的研究，纳入142名IBS患者和120名健康对照，使用宏基因组测序（MGS）对肠道微生物群组成及其代谢能力进行了分析，并使用质子核磁共振（1H-NMR）光谱对肠道微生物群的代谢物进行了分析，确定了IBS的粪便微生物-代谢组特征，这些特征与5-羟色胺代谢的改变和与消化道症状有关的不利的应激反应有关。与微生物组信息相结合的代谢反应网络显示了宿主-微生物组相互作用的途径。这些结果支持微生物群-肠道-大脑在IBS的发病机制中的联系。（@NL） 兰州大学：尚无证据表明益生菌可预防先天性巨结肠相关小肠结肠炎Cochrane Database of Systematic Reviews[IF:9.266] ① 纳入2项随机对照试验（共包含122名受试者）进行荟萃分析，总结益生菌用于预防先天性巨结肠相关小肠结肠炎（HAEC）的效果；② 其中一项研究未报道严重不良事件，另一项研究未对严重不良事件进行分析；③ 低确定性的证据表明，相比于安慰剂，益生菌对I级HAEC儿童的疾病严重程度几乎无影响；④ 极低确定性的证据表明，益生菌对II级HAEC儿童的疾病严重程度的影响无法确认；⑤ 低确定性的证据表明，益生菌对III级HAEC儿童的疾病严重程度几乎无影响。 Probiotics for the prevention of Hirschsprung‐associated enterocolitis 【主编评语】兰州大学马彬团队近期在Cochrane Database of Systematic Reviews上发表的一项荟萃分析结果，对2项随机对照试验的数据进行总结后发现，尚无足够的证据来评估益生菌用于预防先天性巨结肠相关小肠结肠炎的安全性及疗效。（@aluba） 北京协和医学院：绘制不同胃肠道部位的菌群图谱Microbiology spectrum[IF:7.171] ① 40名河南林州接受上消化道癌症筛查的参与者，收集唾液、食管拭子、贲门、非贲门活检、胃液和粪便样本；② 扩增子序列变异（ASV）从唾液到食管拭子、贲门、非贲门活检和胃液标本逐渐减少，然后从胃液到粪便标本逐渐增加；③ 每个GI位点都有独特的菌群特征，与相邻位点的菌群特征重叠；④ 与幽门螺杆菌阴性参与者相比，阳性参与者在贲门和非贲门标本的ASV和香农指数降低；⑤ 胃pH值和幽门螺杆菌感染对胃液菌群多样性和组成具有相似的加性效应。 Microbial Diversity and Composition in Six Different Gastrointestinal Sites among Participants Undergoing Upper Gastrointestinal Endoscopy in Henan, China 【主编评语】中国医学科学院北京协和医学院的魏文强团队在Microbiology spectrum发表文章，对不同胃肠道（GI）部位的菌群进行分析，发现不同GI部位都有独特的菌群特征，且这些特征与相邻位点具有重叠性。文章详细描述了胃肠道菌群图谱，为进一步的菌群研究提供了基线信息，包括病因、初步筛查、治疗、结果和保健产品。（@章台柳） 国内团队：粪菌移植改善小鼠的脊髓损伤Microbiology spectrum[IF:7.171] ① 在脊髓损伤小鼠模型中，移植健康小鼠的粪菌可显著改善脊髓中的神经元存活及白质保留；② 另外，粪菌移植可减少脊髓损伤小鼠的脊髓缺血，并改善血管修复及周皮细胞覆盖率；③ 同时，粪菌移植可在脊髓损伤小鼠的血脊髓屏障破坏中起到保护作用，并缓解神经胶质增生及神经炎症；④ 粪菌移植可逆转脊髓损伤小鼠的神经营养因子下调，并改变菌群代谢谱，包括β-丙氨酸的增加；⑤ 补充β-丙氨酸可抑制血脊髓屏障破坏，并促进体重增加及神经元存活。 Fecal Microbiota Transplantation Exerts Neuroprotective Effects in a Mouse Spinal Cord Injury Model by Modulating the Microenvironment at the Lesion Site 【主编评语】脊髓损伤后，病变部位微环境中的炎症应答、细胞毒性碎片等抑制了组织再生及功能恢复。首都医科大学宣武医院的陈志国团队与中国康复研究中心的于艳团队在Microbiology spectrum上发表的一项最新研究结果，发现在脊髓损伤小鼠中，粪菌移植可抑制血脊髓屏障受损，减少神经炎症，上调神经营养因子，缓解脊髓缺血，改善血管修复，并促进神经元存活，这些作用可能是由粪菌移植导致的β-丙氨酸增加所介导的。（@aluba） iMeta：南医大陈连民等综述从基因组功能学角度揭示肠菌对复杂疾病的潜在影响iMeta[IF:N/A] ① 肠道菌群对宿主的影响主要是通过微生物毒力因子、代谢分子以及与药物的双向互作来介导的；② 本文归纳了肠道菌群在人类健康和疾病中的潜在功能，并总结了相关的分子机制；③ 概述了相关的生物信息学工具，可以用于解码微生物基因组的功能，研究人员可以根据其特定目的去使用它们；④ 介绍了培养组学、基因组编辑、多组学技术以及功能验证新模型的重要性，并阐述了通过调节肠道菌群来改善人类健康的可能性。 Decoding microbial genomes to understand their functional roles in human complex diseases 【主编评语】该综述系统总结了微生物在人类复杂疾病中的潜在功能机制并介绍了用于解析微生物基因组的常用工具。同时也介绍了领域内用以验证微生物潜在功能的前沿技术，帮助我们更好理解微生物在人类复杂疾病中的作用，推动基于肠菌的精准医疗发展。（@刘永鑫-中科院-宏基因组） 感谢本期日报的创作者：元气少女617(ꈍᴗꈍ)，NL，圆圈儿，青城昊，Dale King，aluba，章台柳，刘永鑫-中科院-宏基因组 |
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