第2369期：肠道菌群可调节体温，2篇高分文章又添新证据！
本期话题：肠道菌群，体温，妊娠并发症，短链脂肪酸，衰老，粪菌移植，结直肠癌生物标记物，胆汁酸代谢，光周期调控，环境污染物
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2022年11月26日

肠道菌群调节败血症患者与健康人的体温

American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine [IF:30.528]
① 鉴定出败血症患者的4种体温变化模式（高温+缓慢缓解、高温+快速缓解、正常体温、低温），低温患者的死亡率最高；② 败血症患者住院时的肠道菌群可预测其体温变化模式；③ 在正常小鼠中，败血症期间的体温变化差异可被肠道菌群差异所解释；④ 无菌小鼠及抗生素处理小鼠的基础体温均低于正常小鼠，且相比于正常小鼠，无菌小鼠在败血症期间的体温降低；⑤ 毛螺菌科与败血症患者、败血症小鼠及抗生素处理小鼠的体温变化模式均相关。
【主编推荐语】American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine上发表的一项最新研究结果，在败血症患者中发现，肠道菌群与体温变化密切相关，而体温变化与临床结局相关。在小鼠中，也可观察到肠道菌群与体温相关，且肠道菌群的差异与败血症期间的体温变化相关。（@aluba）
The Gut Microbiome Modulates Body Temperature Both in Sepsis and Health
2022-11-15, doi:10.1164/rccm.202201-0161OC
延伸阅读： 【生物通】
体温 研究论文 基础研究 队列研究 啮齿动物（小鼠） 败血症 Kale S Bongers Robert P Dickson
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Science子刊：肠道菌群与细胞毒性癌症治疗后的发热相关！

Science Translational Medicine [IF:19.319]
① 造血细胞移植治疗的患者（n=119）会出现严重中性粒细胞减少症，其中63名患者随后出现发烧，其粪便菌群中Akk（一种粘蛋白降解细菌）的丰度增加；② 小鼠中，辐照、美法仑可诱导中性粒细胞减少症，粪便菌群中Akk扩张，结肠黏液层变薄；③ 未辐照小鼠进行热量限制提高结肠腔pH，降低乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐，导致Akk扩张，结肠黏液层变薄；④ 用靶向Akk的抗生素或丙酸治疗受辐照小鼠，可以保护粘液层，减少结肠的炎性细胞因子，改善体温调节。
【主编推荐语】并非所有癌症和严重中性粒细胞减少症患者都会发烧，粪便微生物组可能会在其中发挥作用。Science Translational Medicine近期发表的文章，发现发烧患者的粪便菌群中，Akkermansia muciniphila的相对丰度增加。使用靶向抗生素或丙酸盐（丙酸盐体外培养Akk，可降低Akk对粘蛋白和盐藻糖的利用率）治疗，可保护粘液层，减少结肠的炎性细胞因子，改善体温调节。研究显示，饮食、代谢产物和结肠粘液将微生物组与中性粒细胞减少联系起来，或可指导未来基于微生物组的预防策略。（@章台柳）
Diet-derived metabolites and mucus link the gut microbiome to fever after cytotoxic cancer treatment
2022-11-16, doi:10.1126/scitranslmed.abo3445
延伸阅读： 【Medical Xpress】
中性粒细胞减少性发热 肠道菌群 丙酸盐 结肠黏液层 Zaker I Schwabkey Diana H Wiesnoski Chia-Chi Chang Mohamed A Jamal Jennifer L Karmouch Robert R Jenq
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Nature子刊：如何更好地衡量健康衰老的菌群特征？

Nature Aging [IF:N/A]
① 评估五大洲19个国家18-107岁2.1万个菌群数据，发现独特性指标（3个距离指标和1个Kendall系数）显示出与多样性指标不同的相互作用；② 不同队列中，独特性和多样性指标随年龄增长呈现特定地理特征，与疾病/健康相关物种显示出不同关联；③ Kendall独特性正性分类群丰度与老人年龄呈显著正相关，其中多数先前报道和虚弱有关；④ 相比其他独特性指标，Kendall独特性增加与核心菌群结构丧失相关，也与机体不健康表型有关，是一般衰老菌群特征。
【主编推荐语】健康微生物组可传递环境信号、塑造机体免疫、代谢和神经功能，降低年龄相关疾病风险，一些指标，如多样性和独特性被认为是健康衰老的标志，但目前对这些标志和衰老间具体关联仍不够精确。近日，爱尔兰国立大学研究人员在Nature Aging发表最新研究，通过分析2.1万个粪便样本的菌群多样性和四种微生物组独特性（3个距离指标和1个Kendall系数）指标，以了解它们与衰老和健康的关系。不同的独特性衡量方法显示出与多样性及与健康/疾病标志物的不同关联，发现核心微生物组结构（特别是核心菌群的功能谱）的丧失和与疾病相关菌群特定功能类型增加一致，他们是一般衰老和不健康衰老相关的肠道菌群改变的共同特征。总之，该研究表明对肠道菌群多样性或独特性的单一时间点测量不会提供可操作的信息，相反，与疾病/健康相关的分类群比例可能是一个更好的治疗目标和临床状态衡量标准。（@九卿臣）
Toward an improved definition of a healthy microbiome for healthy aging
2022-11-17, doi:10.1038/s43587-022-00306-9
延伸阅读： 【MetaAI】
衰老 菌群指标 研究论文 基础研究 核心菌群 机体健康 衰老相关疾病 Tarini Shankar Ghosh Paul W O'Toole
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中科院动物所：肠道菌群或参与光周期调控鼠类的季节性繁殖

Microbiome [IF:16.837]
① 通过长、短昼光周期结合粪菌移植实验，研究雄性布氏田鼠肠道菌群与光周期诱导繁殖的关系；② 短光周期会显著降低田鼠体重生长、性腺重量、血清激素水平、下丘脑基因和睾丸基因表达量，增加血清中褪黑激素水平和攻击行为强度；③ 光周期处理会显著改变田鼠的肠道菌群组成和结构；④ 将暴露于长/短光周期田鼠粪便移植，发现受体褪黑激素、促卵泡激素和促黄体生成素水平和下丘脑Kiss-1、睾丸Dio3和Dio2/Dio3比值繁殖基因表达量变化与供体一致。
【主编推荐语】先前研究表明，光周期是调控动物季节性繁殖的关键因素，可通过影响下丘脑-垂体-性腺轴调节相关生殖基因和激素的表达，进而介导动物的繁殖启动和终止。此外，部分肠道菌群与动物生殖激素的分泌和精子发生等过程有关，然而，目前关于肠道菌群是否参与光周期调节动物的季节性繁殖尚不清楚。近日，中国科学院动物研究所张知彬及团队在Microbiome发表最新研究，以内蒙古自治区草原雄性布氏田鼠为研究对象，结合光周期操纵实验和粪菌移植实验，发现短光周期会显著影响雄性布氏田鼠的繁殖激素和基因，进而调节鼠类季节性繁殖和行为活动。总之，该研究揭示出在光周期调节下，宿主和肠道菌群互作会影响繁殖状态，也为未来有效防治有害动物提供了新思路。（@九卿臣）
Gut microbiota is associated with the effect of photoperiod on seasonal breeding in male Brandt’s voles (Lasiopodomys brandtii)
2022-11-15, doi:10.1186/s40168-022-01381-1
光周期调控 季节性繁殖 研究论文 基础研究 肠道菌群 有害动物防治 动物实验 布氏田鼠 Hanyi Zhu Guoliang Li Zhibin Zhang
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国内团队：丙酸或可重塑肠道菌群，缓解血管钙化症状

Microbiome [IF:16.837]
① 临床队列分析结果发现血液和粪便中丙酸、丁酸和钙化评分呈负相关，其中丙酸最能预测血管钙化水平，饮食影响短链脂肪酸水平；② 丙酸可改善给予尼古丁诱导血管钙化大鼠模型的血管钙化并降低炎症反应；③ 补充和FMT干预实验表明丙酸可提升血管钙化大鼠肠道菌群的物种多样性从而重塑菌群；④ 并进一步降低血液中LPS浓度，促进短链脂肪酸的生成，修复肠屏障损伤；⑤ 丙酸处理促进阿克曼菌定植并缓解血管钙化，修复肠粘膜损伤。
【主编推荐语】血管钙化是心血管疾病出现高发病率和高死亡率的主要原因，该现象与肠道菌群密切相关。然而，尚不清楚是否补充来源于肠道菌群的短链脂肪酸可以改善血管钙化。近期深圳市人民医院董少红和孙鑫团队在Microbiome上发表了一项研究，该研究表明补充丙酸可有效改善血管钙化和降低炎症反应，并提高血管钙化大鼠模型的肠道菌群物种多样性，通过重塑肠道菌群最终对血管钙化产生有益作用。该研究为丙酸介导的缓解血管钙化提供了新的见解，并为靶向改善肠道菌群从而治疗血管钙化提供了理论基础。（@邓敏）
Beneficial effect of the short-chain fatty acid propionate on vascular calcification through intestinal microbiota remodelling
2022-11-16, doi:10.1186/s40168-022-01390-0
短链脂肪酸 血管钙化 肠道菌群 丙酸 益生元 炎症反应 Jianlong Yan Xin Sun Shaohong Dong
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国内团队：肠道菌群与子痫前期/子痫的因果关联

BMC Medicine [IF:11.15]
① 纳入MiBiGen数据库中13266人的肠道菌群测序数据，选择119个属级类群进行分析；② 纳入FinnGen数据库中5731例子痫前期或子痫（PE）患者和160670例对照的GWAS数据，筛选出1232个与PE相关的单核苷酸多态性（SNP）作为工具变量，探索肠道菌群与PE的关系；③ 孟德尔随机化（MR）模型显示，双歧杆菌属可降低PE风险（OR=0.76），且二者存在因果关联；④ 柯林斯菌属等7个属与PE可能存在潜在因果关联；⑤ 反向MR分析中未发现PE与肠道菌群存在因果关联。
【主编推荐语】子痫前期和子痫（PE）是严重的妊娠并发症，全球的发生率为3%-8%，严重影响母婴健康，是造成孕产妇和新生儿死亡的主要原因之一。PE的病因尚不完全清除，缺乏有效治疗手段，病情随时间进行性恶化，只有分娩才能彻底治愈。肠道菌群在妊娠期间发生显著变化，有研究发现肠道菌群对PE有保护作用，也有的研究结果相反。佛山市妇幼保健院刘正平团队近日在BMC Medicine发表研究文章，在欧洲人群的GWAS和肠道菌群测序数据中，利用孟德尔随机化方法，确定了双歧杆菌降低PE风险的因果关联，为进一步研究益生菌对PE的保护作用提供了依据。（@芥末）
Association between gut microbiota and preeclampsia-eclampsia: a two-sample Mendelian randomization study
2022-11-15, doi:10.1186/s12916-022-02657-x
子痫前期或子痫 肠道菌群 孟德尔随机化 妊娠并发症 双歧杆菌 研究论文 Pengsheng Li Haiyan Wang Zhengping Liu
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国内团队：粪菌移植可增强干细胞移植对神经节细胞减少症的治疗效果

EMBO Journal [IF:14.012]
① 神经节细胞减少症（HYPG）大鼠结肠提取物抑制体外培养的肠神经嵴源性细胞（ENCC）的增殖和活力，抑制ENCC来源神经球的生长；② 粪菌测序和靶向质谱表明，HYPG大鼠肠菌结构失调，短链脂肪酸（SCFA）减少，促炎因子TNF-α增加；③ 粪菌移植（FMT）可使HYPG大鼠肠道中拟杆菌属和梭菌属丰度增加，SCFA含量增加，促炎因子IL-17减少，促进ENCC肠道移植后定植与生长；④ 单独SCFA处理即可支持ENCC增殖与肠道移植，该效果可被MEK1/2通路的抑制消除。
【主编推荐语】肠神经系统（ENS）发育不良可导致先天性巨结肠等疾病。先天性巨结肠病患者远端肠道因神经节细胞缺失无法正常蠕动，导致慢性功能性肠梗阻。该病传统的治疗方法需手术切除病变结肠，会导致各种术后并发症。肠神经嵴源性细胞（ENCC）可自我更新并分化，肠道移植后可重建ENS。ENCC移植被认为是先天性巨结肠的潜在治疗策略，然而迄今为止移植效果不佳。西安交通大学第二附属医院余辉、高亚及其团队近日在EMBO Journal发表最新研究文章，在神经节细胞减少症（HYPG，与先天性巨结肠症状和病理特征类似）大鼠模型中，粪菌移植通过菌群代谢物短链脂肪酸诱导的MEK1/2信号通路，改善了ENCC移植的治疗效果，提供了通过粪菌移植改善肠道环境，从而提高干细胞移植治疗先天性巨结肠病效果的新思路。（@芥末）
Fecal microbiota transplantation enhances cell therapy in a rat model of hypoganglionosis by SCFA-induced MEK1/2 signaling pathway
2022-11-16, doi:10.15252/embj.2022111139
延伸阅读： 【iMedicines】
先天性巨结肠病 神经节细胞减少症 肠神经嵴源性细胞 粪菌移植 短链脂肪酸（SCFA） 研究论文 Donghao Tian Wenyao Xu Ya Gao Hui Yu
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多组学鉴定出潜在生物标志物，用于筛查腺瘤和结直肠癌

Gut Microbes [IF:9.434]
① 收集1039名参与者的粪便样本，选择其中年龄、性别、体重指数和吸烟状况相近的12名大肠癌（CRC）患者、21名腺瘤患者和20名健康人样本检测其蛋白质组、菌群组成和氨基酸谱；② CRC患者与健康人可通过SIAE、HBB和CDHR5三种蛋白区分；③ 腺瘤患者与健康人可通过蛋白GUSB、硫代半胱氨酸和乙醇胺区分；④ CRC与腺瘤患者可通过蛋白HP与磺基-L-半胱氨酸区分；⑤ 此生物标志物用于筛查CRC/腺瘤与对照以及CRC与腺瘤的准确性优于血红蛋白。
【主编推荐语】结直肠癌 (CRC) 筛查可降低其死亡率，但其敏感性和特异性有限。近日，发表在Gut Microbes上的这篇文章，开发了基于粪便菌群、蛋白质组和氨基酸谱的平台诊断，用于寻找CRC和腺瘤的潜在生物标志物组，改善腺瘤和CRC的无创筛查，从而降低结肠癌的发病率和死亡率。（@圆圈儿）
Integration of stool microbiota, proteome and amino acid profiles to discriminate patients with adenomas and colorectal cancer
2022-11-11, doi:10.1080/19490976.2022.2139979
结直肠癌 腺瘤 多组学分析 生物标记物 Sofie Bosch Animesh Acharjee
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厚壁菌门中一种新型胆汁酸还原酶

Gut Microbes [IF:9.434]
① 在L. scindens中鉴定发现HDCHBGLK_03451基因编码一种新型的胆汁酸5-ɑ还原酶，该基因表达受胆汁酸诱导，命名为baiP；② 进化和功能研究发现baiP和与此前发现的baiJ进化相近，且均编码胆汁酸5-ɑ还原酶，参与扁平化A/B反式异构脱氧胆酸和异构石胆酸的合成；③ BaiP和BaiA1联合催化胆汁酸代谢为异构脱氧胆酸和异构石胆酸形成中最后的还原步骤；④ baiP和baiJ仅存在于厚壁菌门中，在结肠癌患者肠道中这两个基因丰度增加，与癌症发生关系密切。
【主编推荐语】肝脏中胆汁酸合成是机体排出多余胆固醇的主要途径，且胆汁酸在小肠脂质代谢中发挥着重要的作用。胆汁酸部分在肠道中在吸收，重新回到肝脏中，而有部分胆汁酸则进入大肠，最终被排出体外。在大肠中，各种不同的肠道菌群均可以把胆汁酸进行生物转化，从而产生不同的次生代谢物。这些次生代谢物可以作为多种信号分子，与人类健康有着密切的关系。结肠中胆汁酸代谢依赖于胆酸盐水解酶以及胆汁酸诱导（bai）操纵子的调控，此前对L. scindens中的bai基因研究较为深入。近年来有研究发现厚壁菌门也具有bai基因，可能参与形成脱氧胆酸（DCA）和石胆酸（LCA）异构体，但对其具体的机制尚不明确。近期一篇发表在Gut Microbes的研究成果发现baiP和baiJ两个基因均编码一种新型3-oxo-Δ -5ɑ胆汁酸还原酶，在厚壁菌门特异性分布，参与A/B反式扁平胆汁酸次生代谢物的合成。进一步研究发现baiP和baiJ与结肠癌发生相关。（@Zhonghua）
Formation of secondary allo-bile acids by novel enzymes from gut Firmicutes
2022-11-07, doi:10.1080/19490976.2022.2132903
胆汁酸代谢 baiP 胆汁酸次生异构代谢产物 胆汁酸5-ɑ还原酶 厚壁菌门 结肠癌 研究论文 医学研究 基础研究 厚壁菌门胆汁酸代谢基因 其它（不以人、动物或细胞为对象的研究） 厚壁菌门基因 人群肠道菌群数据 结肠癌（CRC） Jae Won Lee Jason M Ridlon
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终生暴露于环境污染物对成人肠道菌群的影响

Environmental Science & Technology [IF:11.357]
① 对1986至1987年在法罗群岛出生的124个人，从出生到28岁，大约每7年进行一次随访，并对其脐带血和血液中纵向测量有机氯化合物，包括多氯联苯（PCB）、杀虫剂、全氟烷基物质（PFAS）和汞（Hg）；② 历史污染物暴露对成人肠道菌群没有直接影响，而少数厌氧菌与28岁时PFAS/PFOS暴露弱相关；③ 早期暴露对成人肠菌群组分没有持久影响，但近距离暴露可能导致肠道菌群改变。
【主编推荐语】越来越多的证据表明毒物引起的肠道菌群组成和活性的改变影响宿主体内平衡，然而，目前在人类中的研究知之甚少。近日，发表在Environmental Science & Technology的这篇文章，量化了多个时间点的终生暴露于环境化学物质与成人肠道菌群组成之间的关联，本研究开发和使用方法可能有利于确定环境毒物暴露对肠道菌群微小但持久的影响。（@圆圈儿）
Effects of Lifetime Exposures to Environmental Contaminants on the Adult Gut Microbiome
2022-11-17, doi:10.1021/acs.est.2c03185
Kelsey N Thompson Curtis Huttenhower
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