第1801期：“魔鬼”也益生：让对虾少病少亡的魔鬼弧菌
本期话题：BCAA，抗生素耐药性，生信，大肠癌，杯状细胞，ω-3，虾，猪肉风味
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2021年04月28日

以菌攻菌：利用益生菌干预虾的急性肝胰腺坏死病

Microbiome [IF:16.837]
① 急性肝胰腺坏死病（AHPND）虾的肠道菌群多样性显著降低，益生菌ILI菌株（ILI）可改善菌群紊乱；② 使用携带pVAHPND质粒的副溶血性弧菌菌株作为供体和ILI菌株作为潜在受体，发现ILI菌株可获得质粒；③ 使用ILI菌株的转结合菌落干预健康虾，未观察到死亡，ILI益生菌能够控制宿主胃肠道的病原菌群并刺激虾的存活；④ 比较基因组学分析将ILI菌株重新分类为魔鬼弧菌，鉴定在宿主定殖中有效的益生菌种类对促进动物健康和预防疾病具有重要意义。
【主编推荐语】急性肝胰腺坏死病（AHPND）是一种常见的对虾细菌病，其会导致虾肠道紊乱。本文利用有效虾类益生菌（魔鬼弧菌）干预AHPND虾。研究结果显示，魔鬼弧菌ILI菌株可以改善AHPND虾的肠道紊乱状态，控制宿主胃肠道的病原菌群并刺激虾的存活等。本文采用的这种以菌制菌的方式或许对养虾或相关产业有重要参考意义。（@Bingbing）
Microbial community characterization of shrimp survivors to AHPND challenge test treated with an effective shrimp probiotic (Vibrio diabolicus)
2021-04-12, doi:10.1186/s40168-021-01043-8
虾类益生菌 Bonny Bayot Alejandro Reyes Leda Restrepo
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菌群耐药基因对肝硬化患者有啥影响？

Gastroenterology [IF:33.883]
① 纳入163例肝硬化患者和40例正常个体，研究抗生素耐药基因（ARG）对肝硬化预后和疾病进展影响、利福昔明对AGR的影响，并比较肝硬化与慢性肾病(CKD)或糖尿病间AGR差异；② 肝硬化患者中AGR丰度高于正常个体，且与肝硬化严重程度正相关，AGR丰度与住院治疗结果和死亡率有关；③ 利福昔明治疗的19例患者，ARG丰度模式受到的影响很小；④ 肝硬化中的ARG与CKD和糖尿病显著不同，机器学习可区分肝硬化的ARG丰度模式，其中包括更多的革兰氏阳性ARG。
【主编推荐语】肝硬化与肠道菌群变化有关，可导致肝性脑病和耐药微生物的感染。然而，肠道微生物抗生素耐药基因(ARG)丰度对临床结果的影响尚不清楚。Gastroenterology近期发表的文章，纳入163例肝硬化患者(43例代偿性肝硬化，20例腹水肝硬化患者，30例肝性脑病患者，70例同时患有腹水肝硬化和肝性脑病的患者)和40例正常个体，研究肝硬化病人肠道微生物组中抗生素耐药基因(ARG)丰度对肝病进展和预后的影响，及利福昔明对抗生素耐药基因(ARG)的影响，同时还比较了肝硬化、慢性肾病和糖尿病患者中ARG的丰度模式。结果表明，肝硬化患者呈现较高的肠道微生物ARG基因，并且通过分析先前的两项研究结果，发现肝硬化的ARG丰度可能高于糖尿病和慢性肾病患者。本研究结果提示，肠道微生物组中ARGs的检测或可用于评估肝硬化预后及作为治疗肝硬化的靶标。（@NL）
Impact of Antibiotic Resistance Genes in Gut Microbiome of Patients with Cirrhosis
2021-04-12, doi:10.1053/j.gastro.2021.04.013
延伸阅读： 【生物医学科研之家】
肝硬化 抗生素耐药基因 肠道微生物组 机器学习 肝性脑病 利福昔明 Jasmohan Bajaj Amirhossein Shamsaddini
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修订后的PCR方案可提高测定细菌群落组成的灵敏度

Microbiome [IF:16.837]
① 16S RNA一轮扩增时，在标准引物中加入10%的不含索引、接头、连接的短引物，达到更快启动PCR扩增，产生充足的读长以供测序；② 修改后的PCR方案在细菌载量较低的情况下，可以完成原方案不能完成的测序，在α和β多样性上无明显差异，仅在肠杆菌科相对丰度水平上有较小差异；③ 相同来源不同时间点的两种方案测序结果具有一致性，重复性较好，且背景较干净；④ 修改后的方案在不影响数据完整性的情况下拓展了样本的细菌载量检测下限。
【主编推荐语】细菌DNA样品的高通量测序使我们能够同时快速的对来自于多个样品的细菌群落进行分析。然而对于具有少量的细菌或低的细菌载量的样品，或者含有大量来源于非细菌源（比如宿主）DNA的样品，这些方法的使用具有局限性。该文章提出了一种改进的方案，可提高检测具有中等或低的细菌载量样品的细菌群落组成的灵敏度。为了测试大范围的细菌载荷，研究人员使用了来自插管儿童患者的重复气管吸出样本，改进后的方案比标准方案多检测了超过30%的样本序列数据，且这两种方案获得了相似的群落多样性和群落组成。这些结果表明这一改进方案允许在不影响整体结果的情况下获得更高的灵敏度，并成为一个能在高背景、少细菌环境下收集更多的菌群数据的可行方法。改进后的扩增方案代表了一种提高细菌群落分析灵敏度的可行方法，这对于研究细菌载量高度可变的人气道菌群非常重要。（@刘永鑫-农科院-宏基因组）
Modified PCR protocol to increase sensitivity for determination of bacterial community composition
2021-04-13, doi:10.1186/s40168-020-00958-y
16S rRNA基因 菌群 扩增子 机械通气 J Kirk Harris Kayla M Williamson
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西南大学团队综述Venn图工具大比拼

Briefings in Bioinformatics [IF:13.994]
① 本研究对32个维恩图生成器的数据输入、图像输出、布局、图形界面和功能进行了全面比较，且比较了生物信息学不同领域的13种维恩图应用工具；② 维恩图生成器以具有多个布局的集合之间的交集和并集的可视化形式突显，并且不同的布局支持不同数量的数据集；③ 维恩图工具在可视化生物信息学多个领域的信息方面也非常出色；④ 讨论了维恩图生成器和应用工具所面临的挑战和未来的方向，以满足组学时代不断增长的需求。
【主编推荐语】本研究中，作者收集了维恩图生成器（即，仅用维恩图用于可视化几个数据集之间的关系）和维恩图应用程序工具（即，分析生物数据之间的关系并在维恩图中进行可视化）并比较它们的功能。作者还根据图形布局来评估维恩图生成器的图片美化参数，并简要概述了最流行的维恩图应用工具的功能特性。最后，作者讨论了维恩图应用程序工具所面临的挑战，并对维恩图在生物信息学中的应用提供了新视角。本研究的目标是协助用户选择合适的工具来分析和可视化他们自定义的数据集。（@刘永鑫-农科院-宏基因组）
Venn diagrams in bioinformatics
2021-04-12, doi:10.1093/bib/bbab108
延伸阅读： 【宏基因组】
维恩图 可视化 生成器 应用 Yi Wang Ling Xu Anqiang Jia
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Cell子刊：哪种膳食支链氨基酸会损伤代谢？

Cell Metabolism [IF:31.373]
① 降低膳食中异亮氨酸（Ile）和缬氨酸（Val）可显著改善代谢功能，低Ile有益效果等同于低蛋白膳食（LP）对代谢的有益效果；② 低Ile膳食有益代谢效应不依赖对肝脏mTORC1的抑制和GCN2的激活；③ 降低Ile可改善肝脏代谢，包括上调糖代谢，脂代谢和生酮作用，增强BCAA降解；④ 低Ile促进能量消耗，其效应部分依赖于FGF21-UCP1通路；⑤ 降低Ile显著缓解高脂饮食的危害，而增加Ile则消除LP的有益作用；⑥ Ile的摄入与人体 BMI 呈现显著正相关。
【主编推荐语】肥胖日益成为威胁世界人类健康的重要问题。除了降低碳水化合物食物的摄取可以控制肥胖外，越来越多的研究发现，低蛋白膳食也可以显著抑制肥胖的发生。已有研究发现食物中异亮氨酸（Ile）、亮氨酸（Leu）和缬氨酸（Val）三种支链氨基酸（BCAA）在调控代谢中发挥着重要的作用，但其具体的机制尚不明确。近期一篇发表在Cell Metabolism上的一篇研究工作深入探索了BCAA在调控代谢和肥胖发生的机制。研究者发现低Ile饮食可以通过调节FGF21-UCP1来调节肝脏和脂肪组织的代谢，增加肝脏对胰岛素的敏感性和生酮作用，增加能量消耗，抑制肥胖发生。降低饮食中Val也有一定的效果，但是降低Leu则基本没有效果。这一研究成果为临床饮食干预肥胖和糖尿病提供了重要的理论基础。（@Zhonghua）
The adverse metabolic effects of branched-chain amino acids are mediated by isoleucine and valine
2021-04-21, doi:10.1016/j.cmet.2021.03.025
延伸阅读： 【BioArt】 【丁香学术】 【奇点网】
支链氨基酸(BCAAs) 异亮氨酸 代谢功能 FGF21-UCP1 研究论文 基础研究 小鼠 啮齿动物（小鼠） 临床实验 动物 肥胖 Deyang Yu Nicole E Richardson Dudley W Lamming
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补充ω-3脂肪酸或可延缓衰老并降低抑郁风险

Molecular Psychiatry [IF:13.437]
① 招募138名久坐超重的中年受试者每日补充2.5g或1.25g的ω-3脂肪酸或安慰剂，持续干预4个月；② 受试者在试验前后分别进行了特里尔社会应激测试（TSST）；③ 与安慰组相比，补充两个剂量的ω-3脂肪酸均可在应激后显著降低外周血淋巴细胞端粒酶及血清IL-10减少的水平；④ 另外，补充ω-3脂肪酸可显著降低唾液皮质醇和血清IL-6水平，与安慰剂组相比，每日补充2.5g的ω-3脂肪酸可使皮质醇和IL-6水平分别降低19%和33%。
【主编推荐语】既往研究发现较高水平的ω-3脂肪酸与更长的端粒，较低的炎症以及钝化交感神经及心血管应激反应有关。但补充ω-3脂肪酸是否改变端粒酶、皮质醇和炎症的应激反应尚不清楚。近期发表于Molecular Psychiatry的一项研究发现，补充ω-3脂肪酸可降低应激下的整体炎症和皮质醇水平，并增强修复机制，从而减缓衰老并降低抑郁风险。（@aluba）
Omega-3 supplementation and stress reactivity of cellular aging biomarkers: an ancillary substudy of a randomized, controlled trial in midlife adults
2021-04-20, doi:10.1038/s41380-021-01077-2
延伸阅读： 【Medical Xpress】 【奇点网】
ω-3脂肪酸 研究论文 医学研究 随机对照试验 细胞衰老 应激反应 衰老 抑郁 Janice K Kiecolt-Glaser Annelise A Madison
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高油酸饲喂让猪肉更香？

Food Chemistry [IF:9.231]
① 采用商用玉米-豆粕（CS）和小麦-菜籽粕（WC）日粮及澳大利亚当地高粱-甜羽扇豆日粮，研究澳洲坚果油（富含C18:1）与玉米油添加对猪肉性状的影响；② 与玉米油相比，澳洲坚果油显著增加猪里脊肉中的C18:1含量；③ 日粮中谷物和豆类成分影响C18:1的转化，CS的影响大于WC；④ 82位志愿者（包括39个华裔）进行猪肉风味感官测评，对比CS中玉米油和澳洲坚果油添加的不同，认定高C18:1含量的猪肉风味好；⑤ 不同民族背景对猪肉风味的偏好没有影响。
【主编推荐语】随着消费者对健康的注重增加，生猪产业和畜牧学也越来越关注猪肉品质的研究和改善。其中猪肉肌内脂肪中的高油酸（C18:1）含量与某些令人愉悦的风味属性有关。一篇Food Chemistry上发表的文章对此进行了阐述和验证。（@好雨）
Feeding a high oleic acid (C18:1) diet improves pleasing flavor attributes in pork
2021-04-16, doi:10.1016/j.foodchem.2021.129770
延伸阅读： 【生物医学科研之家】
高油酸 猪肉风味 研究论文 Eugeni Roura Marta Navarro
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Science子刊：国内团队报道高效诱导杯状细胞新方法

Science Advances [IF:14.957]
① 联合使用RBCC（抑制剂Repsox、CHIR99021、碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）和骨形态发生蛋白4（BMP4）），在6 - 8天内可将95%人表皮干细胞诱导成为杯状细胞（GC)；② RBCC通过激活WNT通路促进GC分化，抑制Notch通路对于GC分化具有促进作用；③ 诱导产生的GC具有GC特征基因表达、具有黏液分泌和抗原呈递功能，能形成黏液层，可在体外构建黏液-微生物互作模型；④ 移植诱导GC或者通过口服含有RBCC的药物可以促进结肠炎小鼠模型肠道上皮的修复。
【主编推荐语】肠道粘膜层是由杯状细胞分泌的Muc2等基质蛋白构成，是肠上皮机械屏障的重要组成部分，其在肠道稳态以及肠道疾病中发挥重要的作用。然而，由于尚没有很好的办法培养杯状细胞及建立体外肠粘膜层，该领域的研究仍然具有较大的挑战。近期解放军总医院付小兵团队在Science子刊Science Advance发表了一个研究工作，他们通过使用Repsox、CHIR99021以及细胞因子bFGF和BMP在体外培养系统中实现了将人类表皮干细胞成功诱导成为具有功能的杯状细胞。而且通过移植这些诱导的杯状细胞，可以促进小鼠结肠上皮的修复。这一研究成果为深入探索杯状细胞功能，研究粘膜层与肠道菌群的相互作用提供了重要的研究材料。（@Zhonghua）
Chemical conversion of human epidermal stem cells into intestinal goblet cells for modeling mucus-microbe interaction and therapy
2021-04-14, doi:10.1126/sciadv.abb2213
延伸阅读： 【iNature Life】
干细胞分化 杯状细胞 RBCC 研究论文 基础研究 细胞系实验 人表皮干细胞 细胞 Andong Zhao Hua Qin Xiaobing Fu
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Nature子刊：YAP/TAZ调控泛癌增强子或促进肿瘤维持

Nature Communications [IF:17.694]
① 在不同患者来源的类器官库研究人结直肠癌（CRC）的染色质状态，发现一种肿瘤特异性去调控化的增强子，其是癌细胞所固有的，与患者间异质性无关；② 转录共激活因子YAP/TAZ是保守的CRC增强子的关键调控因子；③ 不同的人类肿瘤中都发现相同的YAP/TAZ结合增强子具有相似的活性染色质谱，即这是一种泛癌式表观遗传重编程，在单细胞水平将恶性和正常细胞区分；④ 在肿瘤类器官中抑制YAP/TAZ导致大量的细胞死亡，表明其在肿瘤维持具有重要作用。
【主编推荐语】肿瘤的特征之一就是增强子功能失调，诱发异常的癌症转录程序和转录依赖性，导致表观遗传改变。Nature Communications近期发表的文章，通过对结直肠癌类器官的染色质状态进行分析，揭示出泛癌式增强子，且YAP/TAZ是其关键调控因子。提示我们YAP/TAZ共同促进增强子重编程，这是决定癌细胞状态的关键，可用于开发更好的治疗途径。（@章台柳）
Epigenomic landscape of human colorectal cancer unveils an aberrant core of pan-cancer enhancers orchestrated by YAP/TAZ
2021-04-20, doi:10.1038/s41467-021-22544-y
结直肠癌 增强子 表观遗传组 YAP/TAZ Giulia Della Chiara Federica Gervasoni Michaela Fakiola Chiara Godano Stefano Piccolo Massimiliano Pagani
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