第2165期：今日Science：少吃、在对的时间吃，小鼠延寿35%
本期话题：长寿与衰老，热量限制，FMT，昼夜节律，合生制剂，双歧杆菌，膳食纤维，心血管，生信
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2022年05月06日

Science：少吃延长小鼠寿命，与昼夜节律匹配效果更好

Science [IF:63.714]
① 在C57BL/6J雄性小鼠中，研究5种进食和禁食模式的30%热量限制（CR）对寿命和健康的影响，以自由进食为对照；② 全天分散进食（无昼夜差异和长期禁食）的CR可延寿10%，进食时间与昼夜节律不匹配（在休息期进食，之后禁食）的CR可延寿20%，而每天仅在活动期（夜间）进食、之后长期禁食的CR可延寿35%；③ 这些作用与体重无关；④ 在自由进食的小鼠中，衰老使肝脏的炎症相关基因表达升高、代谢相关基因表达降低，而与昼夜节律匹配的CR能减少这些衰老相关变化。
【主编推荐语】热量限制（CR）可延长实验小鼠的寿命。但在CR研究中，小鼠会自发形成给食后2小时内吃完而后22小时禁食的进食时间模式，这使得研究者难以搞清CR延寿的作用究竟是因为减少热量，还是长期禁食，抑或是进食时间。Science最新发表的一项研究，为了回答这一问题，设计了5种CR模式，来研究CR下的每日进食时间（与昼夜节律一致或相反）和禁食期时长对健康的影响。结果表明，与昼夜节律匹配的CR能更好地延长小鼠寿命。这些发现强调了饮食遵循昼夜节律的重要性，也为进一步研究衰老机制提供了新视角。（@mildbreeze）
Circadian alignment of early onset caloric restriction promotes longevity in male C57BL/6J mice
2022-05-05, doi:10.1126/science.abk0297
延伸阅读： 【Science】 【奇点网】 【Medical Xpress】 【医诺维】 【生物世界】
热量限制 衰老与长寿 限时进食 昼夜节律 Joseph S Takahashi Carla B Green Victoria Acosta-Rodríguez
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年轻菌群可逆转老年小鼠的肠、眼、脑的衰老

Microbiome [IF:16.837]
① 用粪菌移植交换年轻（3月龄）、中老年（18月龄）和老年（24月龄）小鼠的肠道菌群；② 粪菌移植使受体获得了供体的肠道菌群特征，包括菌群结构、富集的关键菌种以及代谢途径（如维生素、脂质合成）；③ 将老年小鼠的菌群移植到年轻小鼠中，会导致肠上皮屏障完整性破坏，加速衰老相关的全身、中枢神经系统和视网膜的炎症，以及关键功能性视觉蛋白RPE65水平降低；④ 相反，移植年轻小鼠菌群的老年小鼠可逆转以上衰老相关特征。
【主编推荐语】衰老相关的肠道菌群组成改变，与炎症、组织功能下降和老年病风险升高相关。Microbiome近期发表的一项研究，通过在年轻和老年小鼠之间进行粪菌移植，发现衰老的肠道菌群驱动了炎症，引起了大脑和眼睛功能的有害变化。这些发现表明，调节肠道菌群或能用于治疗老年时的炎症相关组织功能衰退。（@mildbreeze）
Fecal microbiota transfer between young and aged mice reverses hallmarks of the aging gut, eye, and brain
2022-04-29, doi:10.1186/s40168-022-01243-w
延伸阅读： 【ScienceDaily】
衰老 肠道菌群 粪菌移植 肠-脑轴 视网膜 Aimee Parker Simon R Carding
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外部光暗周期或通过视网膜神经节细胞，调节肠道菌群

EMBO Reports [IF:9.071]
① 环境的光-暗周期是驱动肠道微生物每日振荡的主要因素之一；② 肠道微生物的日常振荡，由光-暗周期通过内在光敏性视网膜神经节细胞（ipRGCs）驱动；③ 通过激活黑色素和/或由ipRGCs传递的光信息，可以影响肠道微生物群整体的组成和多样性；④ ipRGC通过交感神经驱动光诱发的肠道微生物的日常振荡，夜间昏暗的光线，也可通过ipRGCs和非交感神经回路改变肠道微生物的组成和多样性。
【主编推荐语】最近的证据表明，时差、持续黑暗或昼夜节律核心基因的缺失可以改变肠道微生物群的组成，抑制肠道微生物的每日振荡，但相关的神经元回路仍然不清楚。EMBO Reports近期发表的研究，利用遗传小鼠模型和16s rRNA宏基因组分析，发现在时间限制的高脂肪饮食条件下，内在光敏性视网膜神经节细胞（ipRGCs）传递的光-暗周期信息对肠道微生物的每日振荡至关重要。同时，反常的光线照射，如夜间昏暗的光线，可以改变肠道微生物群的组成、相对丰度和每日振荡。本研究结果提示，外部光-暗周期信息可以通过感觉系统，通过肠-脑轴调节肠道微生物群。（@NL）
External light-dark cycle shapes gut microbiota through intrinsically photosensitive retinal ganglion cells
2022-04-27, doi:10.15252/embr.202052316
生物钟 肠道菌群 光敏视网膜神经节细胞 Shih-Kuo Chen (Alen) Chi-Chan Lee
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Cell子刊：巧用HMO+婴儿双歧杆菌组成的合生制剂，促进婴儿双歧杆菌在成人肠道定殖

Cell Host and Microbe [IF:31.316]
① HMO和婴儿双歧杆菌组成的合生制剂，可在不使用抗生素的情况下，将婴儿双歧杆菌（通常不存在于成人肠道中）以HMO依赖方式可控地移植到健康成人的肠道菌群中；② 移植后婴儿双歧杆菌在肠道菌群中丰度高达25%，且代谢物水平发生相应改变；③ 接受失调的人类肠道菌群的无菌小鼠，也能够以HMO依赖方式移入婴儿双歧杆菌，同时合生制剂可增加小鼠肠道中丁酸盐的水平；④ 体外，合生制剂可提高共生厚壁菌门产生的丁酸盐水平，并抑制肠杆菌科病原菌的生长。
【主编推荐语】将活的生物治疗产品可控制和可持续地移植到人类肠道微生物组中，能调节人类肠道微生物组。Cell Host and Microbe近期发表的文章，利用婴儿双歧杆菌和母乳寡糖（HMO）组成的合生制剂，在不使用抗生素的前提下，能成功地使婴儿双歧杆菌在成人肠道中定植。另外，利用同样的方法，在接受了失调人类微生物群小鼠中实现了更高的定植水平，促进了丁酸盐产生。本研究结果提示，益生菌+益生元组成的合生制剂，或可用于改善人肠道菌群失调。（@NL）
Dosing a synbiotic of human milk oligosaccharides and B. infantis leads to reversible engraftment in healthy adult microbiomes without antibiotics
2022-05-02, doi:10.1016/j.chom.2022.04.001
人乳寡糖（HMO） 婴儿双歧杆菌 成人肠道菌群 丁酸 肠杆菌科 益生菌 合生元 Gregory J McKenzie Julie Button
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Cell子刊：不同膳食纤维如何影响健康和菌群？

Cell Host and Microbe [IF:31.316]
① 18名受试者完成交叉试验，检测3种膳食纤维补充剂（阿拉伯木聚糖（AX）、长链菊粉（LCI）、5种纤维混合物）对健康的影响；② 多组学和临床数据表明，每种补充剂都可引起个体化和纤维特异性的生化和菌群反应，单纤维比混合纤维作用更强，且都降低菌群多样性；③ AX可增加胆汁酸、降低LDL和胆固醇，AX降胆固醇的效果与蛋白摄入量和菌群阿魏酸酯酶水平有关；④ LCI可增加双歧杆菌，但高剂量下（30克/天）部分人可发生炎症和肝损伤（ALT升高）。
【主编推荐语】膳食纤维可以通过调节肠道菌群的组成和功能，来改善人体健康，但不同种类的纤维补充剂可能有不同作用。Cell Host and Microbe近期发表一项交叉临床研究，让受试者以剂量递增的方式服用特定膳食纤维补充剂，通过分析粪便宏基因组学、血浆蛋白质组学、代谢组学、脂质组学、血清细胞因子和临床数据，揭示了不同膳食纤维补充剂在肠道菌群以及人体代谢和炎症等方面的独特和个体化作用。值得注意的是，该研究发现高剂量补充长链菊粉可能导致一些人发生不良反应，而阿拉伯木聚糖降胆固醇的作用也存在个体间差异，提示了膳食纤维个体化干预的重要性。（@mildbreeze）
Global, distinctive, and personal changes in molecular and microbial profiles by specific fibers in humans
2022-04-27, doi:10.1016/j.chom.2022.03.036
延伸阅读： 【Medical Xpress】 【生物探索】 【Cell Host and Microbe】
膳食纤维 肠道菌群 胆固醇 血脂 菊粉 阿拉伯木聚糖 Samuel M Lancaster Brittany Lee-McMullen Michael P Snyder
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Lancet：地中海饮食vs低脂饮食，用于心血管疾病二级预防哪个更有效？

Lancet [IF:202.731]
① 纳入1002名冠心病患者，随机分为两组，接受地中海饮食或低脂饮食干预；② 随访7年间，两组各有87和111名患者发生心血管事件（心肌梗塞、血管重建、缺血性中风、周围动脉疾病、心血管死亡）；③ 多变量校正后，相较于低脂饮食，地中海饮食的心血管事件风险降低约25~28%；④ 这种保护作用主要体现在男性患者中（HR 0·669），在女性患者中两种饮食干预的预防作用无显著差异；⑤ 地中海饮食对心血管事件的二级预防效果优于低脂饮食。
【主编推荐语】地中海饮食和低脂饮食对心血管疾病的一级预防（在未患病前进行预防）都是有效的。Lancet最新发表一项来自西班牙的单中心随机对照试验，在一千余名冠心病患者中，比较了这两种饮食对心血管疾病二级预防（在疾病早期采取防治措施以改善疾病）的效果，结果表明地中海饮食效果更佳。（@mildbreeze）
Long-term secondary prevention of cardiovascular disease with a Mediterranean diet and a low-fat diet (CORDIOPREV): a randomised controlled trial
2022-05-04, doi:10.1016/S0140-6736(22)00122-2
延伸阅读： 【Nature Reviews Cardiology】
饮食干预 心血管疾病 地中海饮食 低脂饮食 随机对照试验 Jose Lopez-Miranda Javier Delgado-Lista Juan F Alcala-Diaz
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BusyBee Web：迈向基于整合和差异组成的宏基因组分箱

Nucleic Acids Research [IF:19.16]
① BusyBee网站添加了多种可视化功能，并增加数据分析自定义选项的数量已供进一步个性化分析；② 现在网络服务器允许对样本进行支持的差异分析的可视化，但这在计算上的资源消耗是巨大的，且通常只在基于覆盖的分箱方法中执行；③ 用户可选择使用细菌质粒序列库（PLSDB） 作为参考数据库，检查他们上传的样本中的质粒序列；④ 应用带有支持 python 包的程序接口，允许高级用户全自动访问资源并集成到现有工作流程中。
【主编推荐语】BusyBee Web 作为一种基于无参的分箱工具，其效率足以充当网络服务器。本文作者对分箱资源进行了重大更新，大大扩展了 BusyBee Web 的功能，使其成为一种基于组成型方法的多功能分箱工具。一方面，通过新增的聚类方法、嵌入算法和应用程序编程接口（API），为专家用户增加了数据分析的更多可能；另一方面，作者希望通过提供新的可视化和注释来扩大他们的用户群。 该网络服务器免费使用：https://www.ccb.uni-saarland.de/busybee。（@刘永鑫-农科院-宏基因组）
BusyBee Web: towards comprehensive and differential composition-based metagenomic binning
2022-04-30, doi:10.1093/nar/gkac298
宏基因组分箱 网络服务器 聚类方法 嵌入算法 可视化 参考数据库 Georges P Schmartz Andreas Keller
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机体的微生物组或能塑造你的生活？

PNAS [IF:12.779]
① 个体间微生物组组成存在着巨大差异，遗传、饮食和环境等因素会促进机体微生物组之间的差异，但与微生物的定植并无直接关联；② 在受控环境中对无菌果蝇接种特定的细菌，发现微生物组的状态以及与现有微生物组物种间的相互作用，决定了新的细菌是否被装配到机体中；③ 通过开发一种生态模型，发现细菌定植取决于多种因素，一些物种群体能促进彼此的定植过程，使其更有可能共存；④ 这些发现对粪菌移植和益生菌干预等微生物疗法具有重要意义。
【主编推荐语】肠道菌群是一个由生活在人类机体中的数百至数千种微生物群落所组成的生态系统，它们会影响着人类健康、生育能力甚至寿命，那么它们首先会到达哪里呢？近日，西蒙弗雷泽大学团队在PNAS发表最新研究，发现微生物组的状态以及与现有微生物组成员间的相互作用或许会决定哪些菌会早早离开，哪些菌能持续存在。此外，细菌的定植取决于多种复杂因素，一些物种群体或能促进彼此的定植过程，从而使其更有可能共存。总之，该研究为未来开发微生物组疗法（比如粪群移植疗法和益生菌干预等）提供了新的思路和见解。（@九卿臣）
Stochastic microbiome assembly depends on context
2022-02-08, doi:10.1073/pnas.2115877119
延伸阅读： 【Medical Xpress】
肠道菌群 微生物互作 研究论文 基础研究 动物实验 果蝇 Eric W Jones
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国内团队：组织微生物特征+免疫细胞特征，更准确预测肿瘤发生

Frontiers in Immunology [IF:8.786]
① 肿瘤组织浸润的免疫细胞和组织微生物与癌细胞的生长发展有密切关联；② 肿瘤组织的免疫细胞比例可以通过基因表达水平反卷积计算得到；③ 使用粒子群优化后的反卷积算法可以更准确地估计浸润的免疫细胞的含量；④ 使用粒子群优化后的反卷积算法可以更准确地估计浸润的免疫细胞的含量；⑤ 分析表明，同时使用微生物和免疫细胞的特征模型对健康和疾病组织有更好的区分度。
【主编推荐语】肿瘤组织菌群与正常组织菌群往往有较大差异，并在一定程度上影响肿瘤的发生发展进程。但目前还缺乏数据实验来证明二者之间的明确关联。北京科技大学艾冬梅和华南理工大学夏立与团队近期在Frontiers in Immunology上发表文章，针对组织微生物对肿瘤的发生与免疫细胞的变化进行了初步探索，发现微生物与免疫细胞在肿瘤组织与健康组织中的含量确有显著差异，并发现使用微生物和免疫细胞丰度的双重预测模型相比单一特征预测模型有更高的准确率。（@热心肠小伙伴们）
Joint Analysis of Microbial and Immune Cell Abundance in Liver Cancer Tissue Using a Gene Expression Profile Deconvolution Algorithm Combined With Foreign Read Remapping
2022-04-14, doi:10.3389/fimmu.2022.853213
Dongmei Ai Li C Xia
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