第2644期：婴儿双歧杆菌+母乳低聚糖，精确调节受损的肠道菌群
本期话题：合生制剂，肺移植，关节炎，细菌基因编辑，RNA-seq，糖尿病，口腔致病菌，食欲，抗生素
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09月07日

Cell子刊：用合生制剂精确调节失调的肠道菌群

Cell Host and Microbe [IF:30.3]
① 在56名健康人中测试合生制剂（长双歧杆菌婴儿亚种（Bi）+母乳低聚糖（HMO））对抗生素引发的肠道菌群失调的调节作用；② Bi在76%的受试者中定植，相对丰度高达81%，定植依赖于HMO；③ Bi定植伴随菌群组成和肠道代谢物的变化，例如消耗乳酸的韦荣球菌增加、粪便乙酸水平恢复加快、有潜在抗炎作用的吲哚乳酸增加、促炎的硫酸对甲酚减少；④ Bi+HMO可促进韦荣球菌生长，后者可消耗Bi产生的乳酸并产生丙酸。
【主编推荐语】Cell Host and Microbe近期发表的文章，通过母乳低聚糖和长双歧杆菌婴儿亚种（婴儿双歧杆菌）制成的合生制剂，对抗生素诱导的成年人肠道菌群失调进行调节。结果表明，该合生制剂可引起肠道菌群发生可预测、可重复的变化，包括通过互养作用富集了产丙酸的韦荣球菌，并对一系列微生物代谢物具有积极影响，提示该合生制剂在恢复失调的肠道菌群方面具有治疗潜力。（@章台柳）
Precision modulation of dysbiotic adult microbiomes with a human-milk-derived synbiotic reshapes gut microbial composition and metabolites
2023-08-31, doi:10.1016/j.chom.2023.08.004
延伸阅读： 【生辉SynBio】 【Trends in Endocrinology and Metabolism】
肠道菌群调节 合生制剂 长双歧杆菌婴儿亚种 母乳低聚糖 肠道菌群失调 Julie E Button Gregory J McKenzie
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国内团队：肠道菌群与肺移植结局的关系

Signal Transduction and Targeted Therapy [IF:39.3]
① 纳入4个肺移植中心前瞻性多中心肺移植受者（LTRs）队列，分为同种异体移植排斥（AR=25）、肺部感染（PI=43）和无事件（EF=78）组以分析菌群改变的影响；② AR中487种物种和组成多样性减少，AR和PI血清代谢物减少、炎症因子增加；③ EF肠道菌群网络的驱动物种单形拟杆菌在急性呼吸道感染中下降，并与血清IL-1β和IL-12负相关；④ EF样本富含与甘露糖和阳离子抗菌肽代谢相关益生菌；⑤ 机器学习可从多组学数据中准确诊断出AR和PI。
【主编推荐语】肺移植受者（LTRs）肠道菌群变化是否会导致同种异体移植排斥（AR）和肺部感染（PI）的风险仍有待探索。近日，同济大学陈昶团队联合海军军医大学方文捷、潘炜华团队在Signal Transduction and Targeted Therapy上发表文章，发现破坏性肠道菌群与AR和PI及LTRs中全身细胞因子和代谢物显著相关。（@圆圈儿）
Intestinal microbiota links to allograft stability after lung transplantation: a prospective cohort study
2023-09-01, doi:10.1038/s41392-023-01515-3
延伸阅读： 【iNature】 【生命科学修道院】 【上海长征医院】
Weihua Pan Wenjie Fang Chang Chen Junqi Wu Chongwu Li Peigen Gao Chenhong Zhang
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异性菌群移植或可缓解骨关节炎

Arthritis and Rheumatology [IF:13.3]
① 对（不）接受异性菌群移植（OSMT）的雌雄B6小鼠进行内侧半月板失稳术并分析其诱导的骨关节炎（OA） 严重程度；② 相比雌鼠，雄鼠OA组织学、滑膜炎和骨赘评分更差；③ OSMT引起雌鼠所有结果恶化，而改善雄鼠除滑膜炎外的所有结果；④ 菌群分析显示在至少一组比较中44个分支存在差异，5个分支的相对丰度与OARSI评分显著相关；⑤ 细胞因子分析显示至少有一组比较中有10种细胞因子有差异，两组有3种细胞因子（IL-12、eotaxin和TNF-⍺）有差异。
【主编推荐语】雌性小鼠中手术诱导的骨关节炎（OA）疾病程度相对减少。近日，发表在Arthritis and Rheumatology上的这篇文章，评估了OA发病机制中与性别相关的肠道菌群，发现小鼠肠道菌群的性别相关差异与OA结果相关，可通过异性菌群移植逆转，并与血清细胞因子的变化相关。（@圆圈儿）
Sex-linked discrepancies in C57BL6/J mouse osteoarthritis are associated with the gut microbiome and are transferrable by microbiome transplantation
2023-08-31, doi:10.1002/art.42687
Matlock A Jeffries MD Leoni Schlupp BS
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国内团队Nature子刊：新型非模式假单胞菌的高效基因组编辑技术

Nature Protocols [IF:14.8]
① 通过使用标准化盒式元件，协同SacB反选择和Cre位点特异性重组酶进行无痕基因组修饰，构建出假单胞菌基于噬菌体编码同源重组系统（PEHR）和CRISPR-Cas3系统；② 将I-C型CRISPR-Cas3与PEHR结合，可提高基因编辑正确率，降低假阳性；③ 相比传统等位基因交换编辑法，PEHR-Cas3系统不需要构建携带长同源臂的自杀质粒，缩短编辑周期；④ 相比单独基于噬菌体重组酶的基因组编辑系统，PEHR-Cas3系统可利用Cas3蛋白切割能力有效提高突变体筛选效率。
【主编推荐语】基于噬菌体编码的同源重组系统是细菌基因组编辑的有效工具。近日，山东大学微生物技术国家重点实验室符军、李瑞娟、湖南师范大学尹佳及团队在Nature Protocols发表最新研究，利用噬菌体编码的同源重组系统和CRISPR-Cas3系统对假单胞菌进行精准基因组工程编辑，开发了非模式假单胞菌的高效基因组编辑技术，性能较好，值得关注。（@九卿臣）
Precise genome engineering in Pseudomonas using phage-encoded homologous recombination and the Cascade–Cas3 system
2023-08-25, doi:10.1038/s41596-023-00856-1
延伸阅读： 【微生物技术国家重点实验室】 【遇见生物合成】
基因组编辑技术 噬菌体编码 研究论文 基础研究 同源重组系统 假阳性 CRISPR-Cas3 等位基因 质粒 Wentao Zheng Yandong Xia Jun Fu Ruijuan Li Jia Yin
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浙大Nature子刊：基于液滴的高通量单微生物RNA-seq测序方法—smRandom-seq

Nature Communications [IF:16.6]
① 开发出一种基于液滴的高通量单微生物RNA-seq测定法（smRandom-seq），通过随机引物原位产生cDNA，利用液滴进行单微生物条形码编码，并使用基于CRISPR的rRNA去除法进行mRNA富集；② smRandom-seq具有条形码效率高、物种特异性高（99%）、交叉污染小（1.6%）和自动化能力强等特点；③ smRandom-seq可用于捕捉数千个大肠杆菌个体的转录组变化，并发现一些抗生素抗性亚群，这些亚群在抗生素胁迫下表现出不同SOS反应和代谢途径基因表达模式。
【主编推荐语】单细胞RNA-seq方法已广泛应用于生物领域。近日，浙江大学王永成及团队在Nature Communications发表最新研究，利用随机引物原位生成互补DNA，通过液滴微流控技术进行单微生物条形码编码，并基于CRISPR的rRNA去除法进行 mRNA 富集，在此基础上开发了一种高通量、高灵敏度的单微生物 RNA-seq方法（smRandom-seq），实测性能较好，值得关注。（@九卿臣）
Droplet-based high-throughput single microbe RNA sequencing by smRandom-seq
2023-08-23, doi:10.1038/s41467-023-40137-9
延伸阅读： 【单细胞测序网】 【解螺旋】 【微流控人】 【美吉生物】
高通量RNA测序 smRandom-seq 研究论文 基础研究 随机引物 CRISPR 特异性 大肠杆菌 抗生素抗性亚群 Ziye Xu Yuting Wang Kuanwei Sheng Peng Yin David A Weitz Yongcheng Wang
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Nature子刊：饮食干预影响糖尿病前期菌群、代谢和免疫反应

Nature Communications [IF:16.6]
① 个性化餐后血糖靶向饮食（PPT）和标准地中海饮食（MED）均会影响肠道和口腔菌群、代谢物和细胞因子，且PPT影响更大；② 127种代谢物中12.25%的差异与物种组成变化有关，且肠道菌群组成与血清代谢物之间存在显著关联；③ 肠道菌群在物种和途径水平上调节饮食对血糖、代谢和免疫的影响；④ 肠道菌群在组成水平上比口腔菌群更具活力，但在菌株遗传水平上则相反，微生物物种的高遗传动力学与环境丰富度呈负相关，与口腔物种流行呈正相关。
【主编推荐语】糖尿病前期是一种以血糖水平升高但低于糖尿病阈值为特征的疾病，是2型糖尿病和其他并发症发生发展的危险因素。近期发表于Nature Communications上的研究，评估了个性化餐后血糖靶向饮食和标准地中海饮食对糖尿病前期患者口腔和肠道菌群、代谢物和细胞因子的影响。研究表明，饮食干预可以影响宿主的菌群、心脏代谢谱和免疫反应，这些因素之间存在良好的相关性，可以用于开发新的治疗方式。（@RZN）
Impact of dietary interventions on pre-diabetic oral and gut microbiome, metabolites and cytokines
2023-09-04, doi:10.1038/s41467-023-41042-x
延伸阅读： 【News Medical】
饮食干预 肠道菌群 研究论文 基础研究 个体化餐后血糖靶向性饮食 地中海饮食 糖尿病前期 Saar Shoer Eran Segal
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张家超团队：加氏乳杆菌CKCC1913或可治疗糖尿病

Food and Function [IF:6.1]
① 加氏乳杆菌CKCC1913（LG）可增加葡萄糖耐量，降低糖尿病小鼠的空腹血糖水平并减少促炎细胞因子表达；② LG通过增加SOD活性、降低MDA水平、降低胰岛素抵抗、改善糖尿病引起的血脂异常并减轻氧化应激损伤；③ LG增加副拟杆菌丰度，促进其产生SCFA 调节免疫细胞并减少炎症，SCFA进入血液并促进肝脏抗氧化酶活性，防止氧化损伤；④ LG影响糖尿病小鼠局部细菌代谢途径，增加不饱和脂肪酸、高密度脂蛋白胆固醇水平，改善脂质代谢和血糖控制。
【主编推荐语】2型糖尿病是一种慢性代谢性疾病，其特征是脂质代谢失调、胰岛素抵抗和肠道菌群紊乱，近年来益生菌作为糖尿病等代谢性疾病治疗方法的潜力受到越来越多的关注。近日，海南大学张家超团队在Food and Function上发表文章，利用C57BL/6J小鼠动物模型评估格氏乳杆菌CKCC1913对高脂饮食诱导的胰岛素抵抗糖尿病的治疗效果，发现加氏乳杆菌CKCC1913介导的肠-肝轴调节可缓解2型糖尿病引起的胰岛素抵抗和肝损伤，凸显了益生菌作为糖尿病治疗方法的巨大潜力。（@圆圈儿）
Lactobacillus gasseri CKCC1913 mediated modulation of the gut–liver axis alleviated insulin resistance and liver damage induced by type 2 diabetes
2023-08-27, doi:10.1039/D3FO01701J
Shuaiming Jiang Aijie Liu Jiachao Zhang
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牙龈卟啉单胞菌口腔感染影响肠道菌群并促进动脉粥样硬化

Journal of Clinical Periodontology [IF:6.7]
① 研究牙龈卟啉单胞菌（PG）口腔感染对肠道菌群和动脉粥样硬化的影响；② 口服PG可导致动脉粥样硬化病变增加1.7倍；③ 口服PG诱导显著的代谢变化，包括血清HDL和甘油三酯降低、肝脏中B型清道夫受体1型表达降低、葡萄糖代谢中磷酸转移酶系统蛋白质和GntR家族转录调节因子表达增加；④ PG感染可引起肠道菌群的变化，包括香农多样性显著下降、辛普森指数增加、放线菌门、铁杆菌门、Mucispirillum schaedleri和格氏乳杆菌丰度增加。
【主编推荐语】导致动脉粥样硬化的牙周炎和肠道菌群失调这两个因素之间的联系尚未明确。近日，发表在Journal of Clinical Periodontology上的这篇文章，研究牙周炎的主要病原体牙龈卟啉单胞菌（PG）口腔感染对肠道微生物群和动脉粥样硬化的综合影响，并肠道菌群失调伴随着牙周炎可能在动脉粥样硬化中发挥作用。（@圆圈儿）
Oral Porphyromonas gingivalis infection affects intestinal microbiota and promotes atherosclerosis
2023-08-25, doi:10.1111/jcpe.13864
Sowon Park Kyoung Yul Seo Jong-Won Ha Young Mi Park
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Nature：食欲或与记忆有关？

Nature [IF:64.8]
① 结合纤维束成像、颅内电生理学和三维脑组织学等，识别下丘脑外侧并汇聚在海马亚区的食欲诱发回路；② 给予在癫痫监测单样中接受电监测患者甜食后，发现当其期待得到食物奖励时，背外侧海马体（dlHPC）和外侧下丘脑（LH）同时激活，并在海马体的特定区域表现出极强的连接；③ 在肥胖的个体中，下丘脑和海马环路的损伤与其BMI成正比；④ 通过分析脑组织，发现LH会产生一种黑素浓集素，且这种物质也存在于dlHPC，进一步证实这两区域间的联系。
【主编推荐语】最近研究表明记忆和调节食欲的大脑回路间的连接中断与BMI成正比，特别是在那些饮食失调或暴饮暴食的患者中。此外，肥胖者的背外侧海马体（dlHPC）和外侧下丘脑（LH）间的连接受损，可能也会影响其在面对食物时控制或调节情绪反应的能力。近日，宾夕法尼亚大学研究人员在Nature发表最新研究，通过对一个饮食行为失调的人群进行结构和功能分析，表明大脑回路的连接与BMI呈负相关。同时，还描述了人类一个与肥胖和饮食失调相关的海马体区域促食欲的子网络，值得关注。（@九卿臣）
An orexigenic subnetwork within the human hippocampus
2023-08-30, doi:10.1038/s41586-023-06459-w
延伸阅读： 【Medical Xpress】 【脑研社】
食欲调控 海马体 研究论文 基础研究 食物奖励 海马环路 BMI 黑素浓集素 子网络 肥胖 Casey H Halpern Daniel A N Barbosa Sandra Gattas
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Cell：发现新型抗生素Clovibactin

Cell [IF:64.5]
① 从未培养的土壤细菌中分离出可杀死耐药革兰氏阳性菌且不会检测到耐药性的新型抗生素Clovibactin；② Clovibactin通过靶向多种必需肽聚糖前体（C55PP、Lipid II和LipidWTA）的焦磷酸盐以阻断细胞壁合成；③ Clovibactin利用不寻常的疏水界面紧密包裹焦磷酸盐，但绕过前体的可变结构元件，从而导致缺乏耐药性；④ Clovibactin将前体不可逆地螯合到仅在含有脂锚定焦磷酸基团的细菌膜上形成的超分子原纤维中，以实现选择性和有效的靶标结合。
【主编推荐语】抗生素耐药性是全球主要的死亡因素，急需新的抗生素以对抗临床耐药菌。近日，发表在Cell上的这篇文章，从未培养的土壤细菌中分离出来新型抗生素Clovibactin，经研究这种强效抗生素有望设计出改进的疗法，在不产生耐药性的情况下杀死细菌病原体。（@圆圈儿）
An antibiotic from an uncultured bacterium binds to an immutable target
2023-08-22, doi:10.1016/j.cell.2023.07.038
延伸阅读： 【iNature】 【生物世界】 【BioArt】 【生物探索】
Rhythm Shukla Aaron J Peoples Tanja Schneider Markus Weingarth
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