第1927期：翟齐啸等最新Microbiome：潜在抗衰老的长双歧杆菌们
本期话题：长双歧杆菌，个体化医疗，神经退行性疾病，基因-菌群互作，生信，有氧运动，益生菌，肠癌肝转移，IBD
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2021年09月03日

翟齐啸+崔玉军：特定基因型的益生菌或能促进宿主长寿

Microbiome [IF:16.837]
① 分析418株人源长双歧杆菌（BL）基因组，鉴定出BL的3个地理种群；② 不同BL种群间的差异主要体现在胞壁生物合成和碳水化合物代谢基因上；③ BL在个体间、家庭间和地域间活跃传播，同一个体的不同菌株似乎源自单一的BL克隆；④ BL的相对丰度随宿主衰老而降低，但特定的BL基因型特征（如精氨酸生物合成通路的SNP）与年龄正相关；⑤ 小鼠中，不同精氨酸合成基因变异的BL菌株可能通过调节肠道菌群代谢，对D-半乳糖诱导的衰老施加不同的保护效应。
【主编推荐语】肠道细菌不同菌株在遗传和分子方面的差异，可能对宿主健康造成不同的影响。江南大学翟齐啸、军事医学科学院微生物流行病研究所崔玉军与研究团队在Microbiome发表最新研究成果，通过对4个大陆、17个国家的400多个长双歧杆菌菌株进行群体基因组学分析，结合小鼠模型的体内实验，探究了这种普遍存在于人类肠道中的益生菌的演化、传播和与宿主表型（如衰老）的关联，表明有特定遗传特征的益生菌株或能用于促进宿主长寿。该研究也为肠道细菌与宿主的共演化及其传播提供了新见解，也提示益生菌和活体生物药的“本地化”施用或有助于增强其有益作用。（@mildbreeze）
Human gut-derived B. longum subsp. longum strains protect against aging in a D-galactose-induced aging mouse model
2021-09-01, doi:10.1186/s40168-021-01108-8
延伸阅读： 【iNature】 【食品科学与人类健康】
益生菌 长双歧杆菌 肠道细菌演化 细菌传播 抗衰老 精氨酸代谢 Yujun Cui Qixiao Zhai Yue Xiao
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Nature Reviews：将肠道菌群纳入精准医疗（综述）

Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology [IF:73.082]
① 肠道菌群比宿主有更大的遗传多样性，是决定疾病发生发展、药物治疗效果的重要因素；② 同属微生物的不同种和株可能对同一疾病过程有不同影响，同一微生物也可能对不同疾病过程有不同影响；③ 为将菌群用于临床，需进行多维纵向大型队列研究，从系统生物学角度阐明其对疾病发生发展、治疗的影响；④ 肠道菌群是个体化医疗的重要组分，目前的主要进展集中在代谢和心血管疾病及癌症治疗上；⑤ 基于肠道菌群的机器学习模型或能预测疾病结局和治疗反应。
【主编推荐语】疾病发生、发展以及治疗的多样性是医药领域的核心挑战。随着研究的深入，肠道微生物对疾病的干预作用逐渐被大家意识到。发表在Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology上的综述，重点讨论了在6种疾病（感染、癌症、代谢性疾病、心血管疾病、自身免疫或炎症疾病、过敏）中，肠道菌群对疾病的发生发展、诊断及其可能的干预或治疗作用。（@Bingbing）
The promise of the gut microbiome as part of individualized treatment strategies
2021-08-27, doi:10.1038/s41575-021-00499-1
延伸阅读： 【生物医学科研之家】
个性化治疗 肠道微生物 荟萃分析 Purna C Kashyap Daniel A Schupack
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细菌淀粉样蛋白或促神经退行性疾病

PNAS [IF:12.779]
① 在过表达人α-突触核蛋白（α-syn）的线虫帕金森病模型中，筛选出大肠杆菌的38个促神经退行性变基因，涉及细菌淀粉样蛋白curli形成、LPS组装和腺苷钴胺素合成等通路；② 敲除或抑制大肠杆菌curli的亚基CsgA，可减少α-syn诱导的细胞死亡，恢复线粒体健康，改善神经元功能；③ 在线虫和人神经细胞中，CsgA能与α-syn共定位并通过交叉播种促进α-syn聚集；④ curli可能通过相似机制促进阿尔茨海默病、亨廷顿病和渐冻症等其他神经退行性疾病。
【主编推荐语】肠道菌群可影响神经退行性疾病，但相关的细菌-宿主互作机制还待阐明。PNAS近期发表的一项研究，以线虫为模式生物，探索了可能促进帕金森病等神经退行性疾病的细菌基因和分子机制。（@mildbreeze）
Genome-wide screen identifies curli amyloid fibril as a bacterial component promoting host neurodegeneration
2021-08-19, doi:10.1073/pnas.2106504118
延伸阅读： 【人体微生物组与健康】 【生物通】
菌群-肠-脑轴 神经退行性疾病 细菌淀粉样蛋白 Chaogu Zheng Chenyin Wang
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帕金森病中的宿主基因-菌群互作

npj Parkinsons Disease [IF:8.651]
① 纳入2个帕金森病（PD）的病例-对照队列（共511例患者、291例对照），分析编码α突触核蛋白的SNCA基因变异（SNP）与PD患者中富集的一组条件致病菌（2种棒状杆菌、4种卟啉单胞菌和4种普氏菌）之间的互作关系；② 结果表明，条件致病菌的富集及其与PD的关联，受到宿主SNCA基因型的调控，这些SNCA基因变异同时也调节α突触核蛋白的表达；③ 因此，影响PD易感性的基因（如SNCA）可能用过与菌群的互作，影响宿主的PD易感性。
【主编推荐语】很多疾病的发生是遗传和环境因素的共同作用的结果，npj Parkinson's Disease近期发表的一项探索性研究，分析了帕金森病相关的多个SNCA基因变异与特定肠道细菌的互作关系，为进一步研究宿主遗传与肠道菌群互作在帕金森病发病机理中的作用提供了新线索。（@mildbreeze）
Exploring human-genome gut-microbiome interaction in Parkinson's disease
2021-08-18, doi:10.1038/s41531-021-00218-2
延伸阅读： 【人体微生物组与健康】
宿主-菌群互作 帕金森病 Haydeh Payami Zachary D Wallen
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苏晓泉阐述菌群的β多样性：从全局比对到局部比对

mSystems [IF:7.324]
① 本文回顾了作者研发的菌群距离算法和搜索引擎，并总结以上方法在应对菌群细微差异时的局限性；② 提出了菌群“局部比对”的概念；③ Meta-Storms和Dynamic Meta-Storms算法采用了非递归转换和内存回收等优化，以提高计算效率和节约内存资源；④ 基于菌群搜索引擎(MSE)的疾病诊断，其准确性和效率优于传统的机器学习方法；⑤ 有两种类型的索引策略可用于加速菌群搜索，1、静态分区索引；2、基于特征降维的动态索引。
【主编推荐语】青岛大学苏晓泉近期在mSystems发表文章，总结了作者为整合大规模菌群数据集，在整体群落水平（即“全局”）来计算相似性而开发的算法和工具，并阐述了作者对“局部比对”匹配策略的看法。Beta多样性是菌群的基本特性，高效的菌群比较，不仅在“全局”层面，而且在“局部”层面，可以更精确和灵活地阐明菌群的beta多样性，从而有助于深入理解和有效利用菌群。（@刘永鑫-农科院-宏基因组）
Elucidating the Beta-Diversity of the Microbiome: from Global Alignment to Local Alignment
2021-08-17, doi:10.1128/mSystems.00363-21
延伸阅读： 【宏基因组】
菌群 Beta多样性 距离方法 搜索引擎 局部比对 Beta-diversity distance metrics local alignment Microbiome Search engine Xiaoquan Su
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10周有氧运动如何影响健康男性的肠道菌群

Nutrients [IF:6.706]
① 24名非肥胖久坐男性平均分为2组，干预组进行10周的有氧运动（每周150分钟），并与对照组摄入相同的营养谱；② 有氧运动可显著改善心肺适能，且不影响其它可能影响肠道细菌的变量（饮食习惯、身体组成及血浆代谢指标）；③ 有氧运动可显著增加链球菌属的相对丰度，并减少梭菌目的相对丰度；④ 肠道菌群的α-多样性与峰值摄氧量及BMI相关，萨特氏菌属、罗斯氏菌属及Odoribacter菌属与峰值摄氧量相关，脱硫弧菌属及粪杆菌属与身体组成相关。
【主编推荐语】营养摄入及BMI与肠道菌群密切相关，而锻炼对肠道菌群的影响可能与上述变量相关。来自Nutrients上发表的一项最新研究结果，发现在摄入均衡营养的非肥胖男性中，10周中等强度的有氧运动可改善心肺适能，并调节肠道细菌组成。（@aluba）
Changes in the Gut Bacteria Composition of Healthy Men with the Same Nutritional Profile Undergoing 10-Week Aerobic Exercise Training: A Randomized Controlled Trial
2021-08-18, doi:10.3390/nu13082839
有氧运动 研究论文 随机对照试验 Ayane S Resende
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混合益生菌NVP-1704或能改善心理健康和睡眠

Nutrients [IF:6.706]
① NVP-1704是罗伊氏乳杆菌NK33和青春双歧杆菌NK98的混合制剂；② 纳入156名具有低迷、焦虑以及失眠的亚临床表现的健康成年人，随机分为NVP-1704干预组和对照组；③ 干预4周和8周，NVP-1704组人群的抑郁症状显著减轻，干预4周也可以减轻焦虑症状；④ 同时，NVP-1704组人群的失眠症状得到改善，血浆IL-6水平降低；⑤ NVP-1704还可以增加双歧杆菌科和乳杆菌科的丰度，降低肠杆菌科丰度；⑥ NVP-1704可改善心理健康和睡眠。
【主编推荐语】文章以益生菌干预心理或睡眠亚临床表现的成年人。研究结果显示，复合益生菌NVP-1704有益于该人群的心理健康和睡眠。（@Bingbing）
Effects of Probiotic NVP-1704 on Mental Health and Sleep in Healthy Adults: An 8-Week Randomized, Double-Blind, Placebo-Controlled Trial
2021-07-30, doi:10.3390/nu13082660
益生菌 心理健康 In-Young Yoon Hyuk Joo Lee
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Nature子刊：肥胖如何影响结直肠癌的转移？

Nature Communications [IF:17.694]
① 肿瘤相邻的内脏脂肪细胞分泌IL-6和HGF，二者促进转移性结直肠癌细胞室（CD44V6+）扩增，CD44V6+反过来分泌神经营养蛋白(如NGF和NT-3)，募集肿瘤内的脂肪干细胞；② 内脏脂肪衍生的因子可激活STAT3，后者抑制miR-200a和上调ZEB2，从而重编程CRC为转移性表型，促进血管发生和癌细胞扩散；③ 肥胖相关的肿瘤微环境驱使细胞转录特征由上皮共胞分子亚型向间充质亚型转变；④ 抑制STAT3可降低ZEB2表达，防止脂肪释放的蛋白质导致的肿瘤转移。
【主编推荐语】肥胖是癌症恶化的一个重要风险因素，然而，在受肥胖影响的癌症患者中，癌细胞转移特性的分子机制尚不清楚。Nature Communications近期发表的文章发现，在肥胖的CRC患者中，肿瘤浸润性脂肪基质细胞（ASC）是癌症进展的关键因素。CRC细胞释放的NGF和VEGF诱导ASC募集和转分化。同时，IL-6和HGF增强了CRC细胞的致瘤和转移潜能。本研究结果提示，微环境细胞因子或是预测肥胖相关癌症患者肿瘤行为的重要预后分子。（@NL）
Adipose stem cell niche reprograms the colorectal cancer stem cell metastatic machinery
2021-08-18, doi:10.1038/s41467-021-25333-9
延伸阅读： 【生物医学科研之家】
结直肠癌 肥胖 Giorgio Stassi Simone Di Franco
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IBD治疗对血脂水平有什么影响？（综述）

Alimentary Pharmacology and Therapeutics [IF:9.524]
① 对随机对照试验和观察队列研究进行文献检索，评估IBD诱导治疗(≤10周)和维持治疗(>10周)前后的脂质水平, 用线性混合模型分析6项研究(1211例患者)中患者特征、疾病特征对总胆固醇水平的影响；② 使用皮质类固醇和托法替尼治疗后，总胆固醇升高，但抗TNF-α治疗后总胆固醇无升高，维持治疗中也观察到以上类似现象；③ 治疗效果与年龄显著相关，而与其他因素（如性别等）无关；④ 脂质变化与C反应蛋白（CRP）变化呈负相关，但不受CRP的影响。
【主编推荐语】脂质水平升高与炎症性肠病(IBD)治疗相关，但目前还不清楚这种效应是否在所有IBD药物治疗中都存在。Alimentary Pharmacology and Therapeutics发表的文章，目的是精确评估不同IBD药物治疗对脂质谱的影响。结果发现糖皮质激素和托法替尼治疗的患者，总胆固醇水平升高最强，抗TNF-α药物治疗的患者没有观察到该现象。本研究结果提示，与IBD治疗相关的总胆固醇改变是否对心血管风险有影响，需要进一步研究。（@NL）
Systematic review with meta-analysis: effect of inflammatory bowel disease therapy on lipid levels
2021-08-28, doi:10.1111/apt.16580
IBD治疗 血脂水平 糖皮质激素治疗 托法替尼 Annemarie C de Vries Jasmijn A M Sleutjes Jeanine E Roeters van Lennep C Janneke van der Woude
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