豬年第一期：春節期間不容錯過的腸道菌群研究

Science：腸道菌群對藥物代謝的貢獻有多大？

Science[IF:41.058]

① 宿主和腸道細菌共同參與藥物代謝，藥物反應的個體差異性與腸道菌群的基因差異有關；② 利用無菌小鼠、藥物代謝酶缺失細菌構建限菌小鼠模型，發現核苷類抗病毒藥物溴夫定轉化為肝毒性代謝物的過程，71%由腸道菌群完成；③ 該模型可用於定量測定宿主和腸道菌群對藥物代謝的貢獻，並成功檢測了抗病毒藥索利夫定的代謝情況；④ 利用無菌小鼠構建類似模型，證明腸道細菌參與了氯硝安定及相關藥物的還原過程，該代謝過程也與藥物毒性相關。

Separating host and microbiome contributions to drug pharmacokinetics and toxicity02-08,doi:10.1126/science.aat9931

【主編評語】腸道菌群參與藥物代謝過程。Science近期發表了一篇方法學研究，闡述了一種可定量測定腸道菌群對藥物代謝貢獻的方法，測定了腸道細菌對若干核苷類抗病毒藥物、抗焦慮藥物的代謝影響。該模型對評估腸道菌群在藥物、營養成分等物質代謝過程中的作用具有重要參考價值。（@小腸）

華大基因團隊：1520個人腸道單細菌參考基因組，助力菌群研究

Nature Biotechnology[IF:35.724]

① 用培養組學分離>6000個人糞便菌株，得到1520個高質量單菌基因組草圖（338個種），構成可培養基因組參考（CGR）數據集；② 包括人腸道的主要細菌門和屬，含至少264個新參考基因組，有不少低豐度菌，豐富了現有參考基因組，提高了宏基因組學分析的分辨率（讀段比對率和SNP分析等）；③ 對CGR的功能註釋加深了對腸道菌功能的認知；④ 對38種重要菌的泛基因組分析，揭示不同菌門的泛基因組開合趨勢和在各自核心和非核心基因組上功能富集的差異。

1,520 reference genomes from cultivated human gut bacteria enable functional microbiome analyses02-04,doi:10.1038/s41587-018-0008-8

【主編評語】華大基因的肖亮、賈慧玨和李俊樺與團隊的重要研究，近期在Nature Biotechnology發表。該研究通過培養組學方法，從健康人糞便樣本中獲得1520個單菌基因組草圖，對現有的人腸道細菌參考基因組有很大補充；並通過功能註釋和泛基因組分析，加深了對腸道細菌功能和特點的了解。這些成果將助力人腸道宏基因組學分析和相關應用轉化研究，值得專業人士仔細閱讀。（@李丹宜）

Nature子刊：包含近800個腸道菌株全基因組數據的新數據集

Nature Biotechnology[IF:35.724]

① 發布人體胃腸道細菌培養集（HBC）數據，HBC包含了來自4個門、31個科、273個種的737個菌株的全基因組數據；② HBC使已有的人體胃腸道細菌基因組數量增加了37%；③ 相比於人類微生物組（HMP）計劃，包含HBC在內共計1354個基因組的人體胃腸道細菌基因集（HGG）將系統分類效率提高了61%，近50%的序列可被分類到亞種級；④ 新的HGG提高了對宏基因組樣本分類的分辨率，並能鑒定出人腸道菌群中的新菌種，同時增加了41個新描述的功能。

A human gut bacterial genome and culture collection for improved metagenomic analyses02-04,doi:10.1038/s41587-018-0009-7

【主編評語】Nature Biotechnology上發表的一項最新研究，發布了一個新的人體腸道細菌基因組數據集，包含了來自4個門、31個科、273個種的737個菌株的全基因組數據，這些菌株是從20個成年人的糞便樣本中培養並分離的。該數據集使人體胃腸道細菌基因組的數量增加了37%。（@沈志勛）

謝鵬+魏泓等：菌群-腸-腦軸如何影響精神分裂症

Science advances[IF:11.511]

① 與健康對照（HC）相比，精神分裂症（SCZ）患者腸道菌群的α-多樣性降低，且菌群組成改變：韋榮球菌科等的23個OTU增多，毛螺菌科等的54個OTU減少；② 鑒定出與SCZ嚴重程度相關的7個OTU，用氣球菌科、雙歧桿菌科、布魯氏菌科、巴斯德氏菌科和理研菌科作為標誌物，可較準確的區分SCZ與HC（AUC=0.769）；③ 與HC相比，移植SCZ菌群的小鼠表現出SCZ相關行為，海馬區中谷氨酸水平較低、谷氨酰胺和GABA水平較高，腸腦軸氨基酸和脂代謝通路改變。

The gut microbiome from patients with schizophrenia modulates the glutamate-glutamine-GABA cycle and schizophrenia-relevant behaviors in mice02-06,doi:10.1126/sciadv.aau8317

【主編評語】精神分裂症（SCZ）是一類病因未明的精神疾病，與遺傳和環境因素有關。Science Advances發表來自謝鵬團隊和魏泓團隊等合作的最新研究，鑒定出與SCZ相關的腸道菌群特徵，或能用於疾病診斷；並用糞菌移植和代謝組學等方法在小鼠中表明，SCZ菌群可能通過菌群-腸-腦軸機制影響神經化學和神經功能，參與SCZ發病。這些發現提示，靶向腸道菌群的療法或能用於改善SCZ。（@李丹宜）

Nature子刊：腸道菌群如何影響心理健康？

Nature Microbiology[IF:14.174]

① 納入1054名參與者，分析腸道菌群與抑鬱以及生活質量的關係，得到的結果在另外1070名參與者中進行驗證，證明腸道菌群與心理健康具有重要聯繫；② 產丁酸的糞桿菌屬和糞球菌屬，始終與較高的生活質量相關；③ 在排除抗抑鬱藥物的影響後，小桿菌屬和糞球菌屬在抑鬱人群中呈現減少的趨勢；④ 腸道細菌合成多巴胺代謝物——3,4-二羥苯酰乙酸的能力，與良好的心理健康狀態呈正相關；⑤ 腸道細菌產生的γ-氨基丁酸，可能與抑鬱狀態有關。

The neuroactive potential of the human gut microbiota in quality of life and depression02-04,doi:10.1038/s41564-018-0337-x

【主編評語】腸道菌群在腸腦軸中具有重要作用。近期發表在Nature Microbiology的一項人群隊列研究顯示，糞桿菌屬、糞球菌屬和小桿菌屬等腸道細菌以及腸道菌群的丁酸代謝、多巴胺代謝等過程可能與心理健康相關，從人群層面一定程度上揭示了腸道菌群與心理健康的關聯性，值得參考。（@小腸）

Science子刊：對共生菌的抗體應答與兒童1型糖尿病相關，且受HLA影響

Science Immunology[IF:N/A]

① 納入32名克羅恩病（CD）患兒、90名健康兒童、49名1型糖尿病（T1D）患兒；② 3組兒童的血清抗共生菌群抗體（ACAb）應答之間存在顯著差異；③ 分析診斷出T1D之前的ACAb是否與隨後的T1D疾病發展相關；④ 針對Roseburia faecis及一系列特定細菌的血清IgG2b抗體與隨後的T1D診斷相關，而這種相關性依賴於HLA DR3/DR4單體型；⑤ 針對特定共生細菌的ACAb應答與胰島自身免疫反應相關，這種相關性同樣受到HLA-DR單體型的影響。

Association of HLA-dependent islet autoimmunity with systemic antibody responses to intestinal commensal bacteria in children02-01,doi:10.1126/sciimmunol.aau8125

【主編評語】Science Immunology上發表的一項最新研究，發現克羅恩病患兒、1型糖尿病患兒與健康兒童之間，存在著針對腸道共生細菌的抗體應答（ACAb）的差異，而ACAb與胰島自身免疫反應及1型糖尿病風險相關，這種相關性受到HLA分型的影響。（@沈志勛）

Nature子刊：基於性狀的嬰兒腸道菌群演替模式

Nature Communications[IF:12.353]

① 開發一種基於系統發生的微生物性狀推斷方法，涉及12個性狀，用該方法分析56名嬰兒出生頭三年腸道微生物組演替模式；② 嬰兒出生第一年內，腸道菌群有明顯的性狀變化趨勢，如：耐氧和有鞭毛的微生物逐漸減少，生長較慢和形成孢子的微生物逐漸增多，且受分娩方式和抗生素用藥影響；③ 隨著嬰兒發育，基於分類學和基於性狀的腸道菌群組成，在不同個體間均趨於相似，但後者穩定得更早，表明後續的分類學演替在特定性狀方面存在功能冗餘。

Trait-based community assembly and succession of the infant gut microbiome02-01,doi:10.1038/s41467-019-08377-w

【主編評語】生命早期的腸道菌群組成變化規律和機制是近年的研究熱點。Nature Communications近期發表的一項研究，將生態學中的基於性狀（trait-based）的分析方法引入到菌群研究中，並用之分析了嬰兒腸道菌群的演替模式，發現嬰兒的腸道菌群起始於可變的、擅於快速增殖的早期定植者，但在出生第一年內功能性狀逐漸趨同和穩定，能適應腸道內的缺氧環境、通過孢子在個體間傳播，而此時菌群的分類學組成還在持續改變。該研究說明，基於性狀的分析方法是基於分類學的菌群研究方法的有力補充，有助於深入研究微生物群落構建和演替的機制。（@李丹宜）

Nature子刊：化友為敵——TGFβ/BMP免疫信號異常導致共生菌群失調

Nature Communications[IF:12.353]

① 宿主基因和腸道菌群的互作是腸道菌群穩態的基礎，這一互作通路的異常會改變共生菌群的致病性；② TGFβ/骨形成蛋白（BMP）發生突變的免疫缺陷型秀麗隱桿線蟲中，腸桿菌屬的細菌顯著增殖；③ TGFβ/BMP免疫信號通路對菌群的調控主要發生在前腸部位，該作用依賴於多種組織共同參與；④ 腸桿菌屬是線蟲腸道中的常見共生細菌，正常情況下提供定殖抗性、抵禦腸道感染；⑤ TGFβ/BMP 信號通路的異常，會將有益的腸桿菌轉化為致病菌。

TGFβ/BMP immune signaling affects abundance and function of C. elegans gut commensals02-05,doi:10.1038/s41467-019-08379-8

【主編評語】免疫系統與腸道菌群的互作對維持腸道穩態至關重要。Nature Communications近期發表的研究利用線蟲作為動物模型，發現 TGFβ/骨形成蛋白免疫信號通路會影響線蟲腸道共生菌的豐度和功能，甚至改變共生細菌致病性，值得參考。（@小腸）

來源：熱心腸研究院

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