小鼠实验

世界范围内，非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）及非酒精性脂肪性肝炎（NASH）的发病率逐渐攀升。据报道，NAFLD患者的甘氨酸水平较低，但甘氨酸减少的原因、其作为致病因素的作用及其治疗潜力仍不清楚。发表在Science Translational Medicine上的一项研究发现，低水平的氨基酸——甘氨酸或与NAFLD的发生直接相关，甘氨酸通过调节脂肪氧化作用、血液代谢物水平、肠道菌群组成及谷胱甘肽（GSH）合成等，从而显著缓解实验小鼠的非酒精性脂肪肝的病症。揭示机体甘氨酸的水平与NAFLD发生之间更进一步的分子关联，为开发治疗该病的潜在疗法提供新的思路和研究基础。

非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）甘氨酸小鼠实验 AGXT1 脂肪酸氧化

肠道菌群

肠道菌群或通过调控髓鞘影响大脑神经发育

周围和中枢神经系统的髓鞘形成在调节运动、感觉和认知功能方面至关重要。生命早期，由于压力因素或抗生素接触等导致肠道菌群的紊乱，可能影响神经系统的发育，对宿主行为产生长远的影响。尽管抗生素在儿童中普遍使用，但抗生素引起的肠道菌群失调对菌群-肠-脑轴（MGB）的发育，包括髓鞘形成和行为的影响尚不清楚。发表在Brain Behavior and Immunity上的一项研究，以小鼠为研究对象，确定了新生儿抗生素给药对MGB轴的长期影响，特别是对前额叶皮层区髓鞘的调节，可能导致认知功能受损，而肠道细菌代谢产物——丁酸可有效逆转这种改变的表型。未来，可通过使用髓鞘相关基因敲除小鼠模型来进一步研究肠道菌群在髓鞘形成中的具体作用。

肠道菌群髓鞘形成菌群-肠-脑婴儿神经系统发育小鼠实验

miRNA

南京大学：胃部如何吸收饮食中的miRNA？

MicroRNA（miRNA）是一类由内源基因编码的长度约为22 个核苷酸的非编码单链RNA分子，在细胞内具有多种重要的调节作用。研究表明，食物中完整的植物miRNA可以通过哺乳动物的消化系统吸收，调节宿主基因表达，但其吸收机制仍不清楚。来自于南京大学的张辰宇教授团队联合张骑鹏、汪芳裕等人在Cell Research杂志发表最新研究成果，发现哺乳动物胃中的SIDT1蛋白介导食物miRNA的吸收，进而使其在动物体内发挥生物学功能。该研究首次揭示了饮食中miRNA吸收的主要机制，增加了对胃新功能的认识，并阐明了通过口服给药开发miRNA疗法的可行性。

miRNA SIDT1 小鼠实验胃转运蛋白

低聚半乳糖

张家超等：益生元促进益生菌有益作用的机制

稳定的肠道菌群在维持宿主健康方面起着关键作用，而肠道菌群失调被认为是各种代谢疾病的危险因素。摄入的益生菌和原生肠道菌群之间不可避免的竞争会导致不稳定性的增加。在摄入益生菌时，外源性益生元是否以及如何改善肠道菌群的整体稳定性，目前仍不清楚。海南大学张家超团队与中科院青岛能源所孙政、内蒙古农业大学孙志宏等人合作的研究近期发表在《Gut Microbes》，该研究使用植物乳杆菌HNU082（Lp082）作为模型益生菌，评估了低聚半乳糖（GOS）对摄入益生菌后小鼠肠道菌群稳定性的影响，表明持续补充益生元对肠道菌群生态和遗传稳定性具有有益效果。

低聚半乳糖 probiotics Prebiotics Intestinal microbiome Lactobacillus plantarum HNU082

抗性淀粉

华南理工大学：淀粉功能化修饰可改善肥胖相关症状

肥胖是世界上最普遍的慢性代谢性疾病之一，它主要是由能量失衡导致身体脂肪过度积累引起的。在肥胖的发展过程中，高碳水化合物和脂肪含量的精细饮食结构起着重要作用。饮食中食物成分的合理优化一直是营养医学和食品科学领域广泛研究的热点之一。越来越多的证据表明，具有较高抗性淀粉含量的食品对饮食诱导的肥胖有保护作用。来自华南理工大学的陈玲团队在Carbohydrate Polymers上发表一项研究，对淀粉-油酸复合物在高脂饮食小鼠中的功效进行了评估，表明该复合物可以有效改善高脂饮食导致的多项肥胖相关指标。该研究结果为合理设计具有营养功能和生理功效的大米淀粉食品提供了科学依据。

抗性淀粉高脂饮食 Rice starch-oleic acid complex Nutritional functions Intestinal microflora

基因-表型相关性

Cell子刊：艰难梭菌感染的新机制

艰难梭菌感染（Clostridioides difficile infection，CDI）可导致严重炎症和胃肠道损伤，这种炎性组织损伤导致感染部位宿主来源的血红素浓度增高。因其高氧化还原活性，血红素对专性厌氧的C. difficile具有一定毒性。C. difficile可通过HatRT外排系统减少其毒性，但HatRT对C. difficile定殖和肠道内维持并不起作用，表明存在另外的血红素应对机制。发表在《Cell Host and Microbe》上的一项研究发现了一个血红素感应系统，其中HsmR通过结合血红素激活HsmA表达，后者可降低血红素毒性并利用血红素降低氧化应激压力，从而实现在肠道内定植并赋予艰难梭菌对常用CDI治疗药物万古霉素的抗性，表明靶向HsmR或HsmA的药物开发或可用于CDI治疗。

基因-表型相关性艰难梭菌 Clostridioides difficile heme utilization antibiotic sensitivity

肠道屏障损伤

陆军军医大学：硫酸吲哚酚诱导肠道屏障损伤的机制

慢性肾病（CKD）通常伴随肠道屏障损伤。然而，慢性肾脏病相关肠功能障碍的致病因素及其机制仍不清楚。来自陆军军医大学的赵景宏团队发表在《Theranostics》上的一项研究表明，CKD进程中血液中积累的硫酸吲哚酚（IS）通过上调干扰素调节因子1（IRF1）的表达来抑制线粒体动力相关蛋白1（DRP1）的表达，从而引起线粒体自噬缺陷，进而导致肠道屏障功能障碍，为慢性肾脏疾病相关肠功能障碍的治疗提供了理论依据。

肠道屏障损伤 chronic kidney disease indoxyl sulfate intestinal barrier injury Mitophagy

菌种保藏

冷冻干燥保藏法在粪菌移植中的应用潜力

粪菌移植（FMT）是将健康人粪便中的功能菌群，移植到患者胃肠道内，重建新的肠道菌群，实现肠道疾病的治疗。近些年随着艰难梭菌感染（CDI）发病率逐年增高，FMT 在临床的应用也越多越多，而使用冷冻或冻干粪便胶囊的核心问题是样品中微生物群的存活率、定殖能力和功效能否长时间保持。发表在《Gut Microbes》上的一项研究证实，粪便样品经冻干保存后其微生物群存活率、成分和抗艰难梭菌活性无显著下降，并在治疗小鼠模型CDI感染方面的表现优于甘油冷冻保存的粪便样品，且得益于其粉末状易制成适于口服的硬胶囊，从而达到简化治疗的目的。

菌种保藏 fecal microbiota transplant Clostridioides difficile freeze-dried microbiota frozen microbiota

人体皮肤菌群

国内团队：人体皮肤菌群中的益生菌用于抗感染药物开发

皮肤作为人体最大的器官，上面定居着各种各样的微生物，它们与宿主和彼此之间不断相互作用。共生皮肤细菌是维持皮肤屏障的基础，可防止病原菌和其他微生物感染。但利用细菌间抑制现象作为抗菌策略的来源用于新型抗感染药物的开发还处于起步阶段。来自上海交大李敏团队、武汉大学孙宇辉团队联合美国国立卫生研究院的Michael Otto教授在《Microbiome》上发表一项研究，他们从人体皮肤分离了众多的细菌培养物，发现人葡萄球菌（S.hominis）S34-1菌株表现出良好的抗菌活性。进一步研究显示，S34-1产生的微球菌素P1（MP1）导致了该抑制作用的产生，且S34-1菌株和装载MP1的纳米颗粒均表现出良好的抗感染活性。该研究表明通过分析人类微生物群落中的细菌相互作用来开发新的、有效的抗感染策略的可行性及潜力。

人体皮肤菌群体外培养生长抑制微球菌素P1 微生物相互作用

胆汁酸

胆汁酸-TGR5激活肠道干细胞和肠上皮再生

胆汁酸（BA）-TGA5在肠道稳态中发挥重要的作用，TGA5的缺失与肝硬化、动脉粥样硬化、肥胖、炎症等代谢性疾病密切相关。BA-TGA5调控机制在肠道内分泌细胞和免疫调节细胞的功能已经有深入的研究，然而其是否参与肠道干细胞的更新和分化尚不清楚。近期一篇发表在Gastroenterology的研究论文以类器官和小鼠模型，揭示BA-TGA5可以通过激活SRC/YAP调控肠道干细胞的更新和命运决定，对于肠道损伤修复发挥重要的作用。

胆汁酸 TGA5 肠道干细胞再生干细胞分化肠道损伤修复

菌群-肠道-大脑轴

罗伊氏乳酸杆菌代谢产物或可缓解抑郁

随着生活压力不断增大，越来越多的人群患上了心理疾病，其中重度抑郁症（Major depressive disorder，MDD）就是一类常见的情绪障碍疾病，是由患者个体的遗传系统异常或获得性环境的变化引起的情绪功能障碍。尽管有研究表明，肠道菌群变化可引发或改善抑郁症，但由于菌群代谢产物的数量稀少且易被代谢的特点，使得在代谢物水平的研究受到了极大限制。发表在《Translational Psychiatry》上的一项研究，分析了社会挫败应激（SDS）小鼠模型肠道菌群和代谢物变化，发现SDS显著增加肠道罗伊氏乳杆菌（L.reuteri）及其产生的麦角硫因（ergothioneine ）含量，且口服麦角硫因可显著改善SDS导致的社会回避行为及睡眠异常，表明了肠道细菌在治疗情绪障碍疾病中的巨大潜力。

菌群-肠道-大脑轴小鼠实验菌群-代谢物压力睡眠障碍

乳腺炎

吉林大学：短链脂肪酸或可治疗细菌性乳腺炎

乳腺炎是世界范围内奶牛养殖业最常见的疾病之一。肠道菌群在全身和局部炎症性疾病如乳腺炎等的调节中起着重要作用。然而，肠道菌群对乳腺炎的调节机制尚不清楚。吉林大学张乃生团队和付云贺团队在《The ISME Journal》上发表的一篇最新论文，对肠道菌群在宿主防御金黄色葡萄球菌（S.aureus）感染引起的乳腺炎中的功能及调节机制进行了研究。结果表明，肠道细菌通过产生短链脂肪酸降低血乳屏障通透性，进而缓解金黄色葡萄球菌引起的乳腺炎症，或可成为治疗细菌性乳腺炎的新方向。

乳腺炎小鼠实验血乳屏障金黄色葡萄球菌 Staphylococcus aureus

肠道菌群与疾病

湖北中医药大学：壳寡糖或可用于治疗下肢缺血性疾病

下肢缺血性疾病主要由动脉硬化性闭塞症，糖尿病及血栓闭塞性脉管炎等引起的一种严重危害健康、致残率较高的疾病，其发生率随年龄的增长而明显增加。壳聚糖（chitosan）是由自然界广泛存在的几丁质（chitin）经过脱乙酰作用得到的，具有血液相容性好、安全性高、微生物降解性强以及抗炎、免疫调节、抗肿瘤、抗氧化等优良性能。湖北中医药大学刘洪涛和胡海明团队发表在《Carbohydrate Polymers》上的一篇文章探究了壳寡糖在后肢缺血小鼠模型中的有益作用，指出了壳寡糖在治疗外周缺血性疾病中的潜在作用。

肠道菌群与疾病 Lower limb ischemia Chitosan oligosaccharides Gut microbiota metabolomics

艰难梭菌感染

Cell子刊：临床药物Ebselen或可用于治疗CDI

艰难梭菌感染（CDI）已成为医院和社区感染性腹泻的主要原因。目前，使用抗生素万古霉素、甲硝唑、非达霉素等治疗CDI面临着治愈率低和易复发等问题，亟需发掘用于治疗CDI的新型药物分子。发表在《Cell Reports Medicine》上的一项研究发现，一种安全性高的小分子抗病毒药物ebselen在仓鼠和小鼠CDI模型中表现出色，或可用于人体治疗。

艰难梭菌感染 ebselen ebselen microbiome diversity antibitoic treatment

生物医学材料

中科院团队：保护肠道干细胞、维持菌群平衡的纳米炭防辐射剂

肠道是人体内对辐射最敏感的器官之一，尤其是小肠。在腹部和盆腔恶性肿瘤的放射治疗过程中，不可避免地会引起肠道损伤。胃肠组织高的辐射敏感性和低的剂量耐受性，不仅使胃肠附近部位的肿瘤无法接受高剂量的辐照，还会导致各种副作用，如厌食、呕吐、恶心、腹痛、腹泻和便血等，严重降低治疗效果和患者的生活质量。因此，亟需开发新的放射性保护剂，以保护肠道免受辐射损伤，同时提高肿瘤部位的治疗剂量，从而更有效地杀伤肿瘤细胞。中科院高能物理研究所谷占军团队发表在《Small》上的一项研究发现，纳米炭混悬注射液（CNSI）具有胃酸条件下稳定性好、自由基清除能力强、胃肠道停留时间相对较长、口服生物安全性好等独特优势，在作为胃肠道放射防护剂方面展现出了巨大潜力。这一发现为临床批准的碳纳米粒子提供了新的应用，不仅促进了新型肠道辐射防护剂的开发，而且具有巨大的临床转化潜力。

生物医学材料 clinically approved carbon nanoparticles Free radical scavenging Intestinal flora intestinal radioprotection

生物医学材料

中科院团队：石墨炔纳米材料强力清除自由基，减轻辐射引起的胃肠损伤

在对临近胃肠道组织的腹部肿瘤的放射治疗中，X射线对胃肠道的辐射损伤成为亟待解决的重要临床问题。胃肠组织高的辐射敏感性和低的剂量耐受性，不仅使胃肠附近部位的肿瘤无法接受高剂量的辐照，还会引起一系列胃肠道疾病，如厌食症、腹痛、腹泻和便血，从而严重降低治疗效果和患者的生活质量。然而，在临床上，胃肠道放射防护药物仍然很少见。因此，胃肠道放射防护药物的开发十分必要且意义重大。发表在《Biomaterials》上的一篇文章指出，牛血清白蛋白修饰的石墨炔纳米颗粒（GDY-BSA NPs）具有自由基清除能力强、胃酸条件下化学稳定性好、胃肠道停留时间相对较长、口服生物安全性好等独特优势，在作为胃肠道放射防护剂方面展现出了很大的潜力。该研究不仅促进了新型胃肠道放射防护剂的探索开发，还为纳米药物用于胃肠道疾病的治疗提供了良好的指导。

生物医学材料 Graphdiyne Nanoradioprotector Free radical scavenging Oral activity

宿主-病原体互作

流感病毒提醒你该减肥了

肥胖已成为全球性“流行病”，全球50%的成年人超重或肥胖。肥胖会带来一系列健康风险，如导致II型糖尿病、代谢综合征、心血管疾病和各种癌症等，但肥胖的影响不止于此。《mBio》上的一项小鼠研究显示，当病毒在肥胖小鼠之间传播时，少量突变体在肥胖小鼠中迅速出现，并且表现出更强的复制能力，从而导致肥胖小鼠来源的病毒在感染野生小鼠时表现出更强的毒力。该研究表明肥胖微环境是导致流感病毒致病性增加的因素之一，为人们理解病毒进化和预防流感病毒感染提供了理论指导。

宿主-病原体互作 NHBE influenza interferons Obesity

肠道菌群失衡

江西农业大学：汞对肠道功能的损害机制

汞及汞化合物在自然界分布极为广泛，如土壤、水、生物体甚至食品中都可以检测出微量的汞。汞污染食品主要通过含汞的工业废水污染水体，使得水体中的鱼、虾和贝类以及灌溉农田作物等受到污染。食用后，可能对最先接触的肠道产生影响。江西农业大学刘平团队发表在《Science of the Total Environment》的一项研究指出，长时间的汞摄入可引起小鼠肠道损伤和肠道菌群失衡，促进肠道细胞凋亡。该结果为今后汞暴露下肠道损伤与肠道菌群关系的研究提供了重要依据。

肠道菌群失衡环境污染物 Mercury MICE Gut microbiota

肠道菌群与疾病

白藜芦醇通过调节肠道菌群缓解颞下颌关节炎症

白藜芦醇是一种天然多酚类物质，被认为有抗氧化、改善胰岛素敏感性、增加脂肪氧化和心血管保护等多种健康益处。肠道菌群失调已被证明在包括慢性疼痛在内的各种神经系统疾病的发病机制中发挥重要作用。有研究指出白藜芦醇可能主要通过与肠道菌群互作来发挥药理活性。发表在《Brain Behavior and Immunity》上的一项研究证实，白藜芦醇通过改变肠道菌群来降低弗氏完全佐剂（CFA）诱导的颞下颌关节（TMJ）炎症小鼠模型症状，表明肠道菌群在TMJ炎症形成中的重要作用，而将肠道菌群恢复到正常水平可能是治疗此类疼痛的一种新的治疗方法。

肠道菌群与疾病 Inflammatory joint pain Gut microbiota Temporomandibular disorders short-chain fatty acids

抗生素残留

兰州大学团队：用工程菌减少抗生素污染

抗生素被广泛应用于畜禽养殖业，大量的抗生素无法被动物代谢或吸收，其中有大约50-90%的抗生素以原始形式或作为母体化合物排出，导致动物粪便中有大量抗生素残留，影响后续处理。抗生素经常出现在不同的环境中，不但通过促进耐药菌株的形成而威胁人类健康，而且对生态系统具有严重的破坏性。因此亟需开发一种有效的控制污染源抗生素释放的方法。兰州大学李祥锴团队在《Journal of Hazardous Materials》上发表的一项研究，应用细胞表面展示技术将红霉素酯酶（ereA）表达于肠道细菌大肠杆菌表面，获得的工程菌E. coli ereA具有非常稳定的酯酶活性，可有效降解溶液中及小鼠肠道中的红霉素。该研究表明，应用细胞表面展示技术使肠道细菌表达抗生素降解酶系或可作为减少抗生素污染的有效方法之一。

抗生素残留细胞表面展示技术 Cell surface display antibiotics Erythromycin esterase

生物材料

Science子刊：微量营养素封装新策略可缓解微量营养素缺乏

微量营养素缺乏（micronutrient deficiency）影响多达20亿人，是发展中国家出现认知疾病和身体疾病的主要原因，也是引起公众健康关注的主要问题。尽管食物营养强化（food fortification）可以有效地治疗微量营养素缺乏，但在储存和烹饪过程中的热量会降解微量营养素，从而导致人体无法充分吸收。发表在《Science Translational Medicine》上的一项研究指出，poly(butylmethacrylate-co-(2-dimethylaminoethyl)methacrylate-co-methylmethacrylate) (1:2:1)（简称BMC）作为一种安全、稳定且可在胃酸中快速溶解的材料，能够对11种微量营养素进行单独封装和同时封装其中的4种。其封装的维生素A在小鼠体内显示出较好的生物利用度，且对铁离子的封装进行优化后，人肠道模型对铁离子的生物利用度可增加至游离铁的生物利用度水平。该递送平台可以帮助改善微量营养素的口服递送，在改善发展中国家的微量营养素缺乏中具有巨大潜力。

生物材料口服递送微量营养素缺乏体外肠道模型小鼠实验

唾液酸代谢

Nature子刊：肠道活泼瘤胃球菌如何利用唾液酸？

唾液酸（N-acetylneuraminic acid，Neu5Ac）是结肠黏蛋白聚糖最常见的末端结构，可作为多种肠道微生物包括瘤胃球菌（Ruminococcus gnavus）的营养源。此前研究表明，R.gnavus利用反式唾液酸酶降解粘蛋白以释放2,7-脱水唾液酸，而不是唾液酸。《Nature Microbiology》上的一项研究揭示了R.gnavus体内2,7-脱水唾液酸的代谢途径，包括特异性转运蛋白对2,7-脱水唾液酸的转运、氧化还原酶催化其生成唾液酸以及特异性醛缩酶催化唾液酸生成N-乙酰甘露糖胺等过程。进一步体外研究发现，当nan基因簇突变时，R. gnavus无法在唾液酸基质中生成，也无法有效定植到无菌小鼠的肠道黏液层。本研究揭示了细菌中一种独特的唾液酸代谢途径，对阐明健康和疾病宿主肠道内以黏液为生的共生菌群对肠道的空间适应具有重要意义。

唾液酸代谢活泼瘤胃球菌基因簇小鼠实验转运