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今日Science：感染赋予肠道更强免疫力？新机制揭晓｜热心肠日报

花匠小妙招
2024-11-07 18:13

Science：致病菌的磨炼赋予肠道ILC3更强的抗感染能力

Science——[47.728]

小鼠短暂感染肠道致病菌（鼠柠檬酸杆菌）后，可在肠道中产生一个“受训”的3型天然淋巴细胞（ILC3）亚群（Tr-ILC3）；当再次遭遇相同或不同的致病菌时，Tr-ILC3能快速增殖、增强IL-22生成，比“未受训”的ILC3有更强的控制感染能力； Tr-ILC3能在小鼠肠道中长期存在（至少数月），且其生成和功能不依赖于T细胞； RNA测序表明，初次遭遇致病菌使ILC3发生持久的代谢重塑，从而形成有更强的增殖和IL-22生成能力的Tr-ILC3。

【主编评语】

3型天然淋巴细胞（ILC3）是肠道中数量众多的一群先天免疫细胞，在肠道的免疫防御中起重要作用。近年研究表明，一些先天免疫细胞经过感染的“免疫训练”，也可以产生类似适应性免疫中的免疫记忆，从而更加有效地应对后续感染。ILC3中是否也存在这一现象尚不清楚。Science发表的最新研究对这一问题进行了探索，表明致病菌感染可诱导肠道ILC3发生持久的代谢变化，产生了增殖能力和免疫功能增强的ILC3亚群，促进肠道对致病菌的长期防御。（@用户970937765）

【原文信息】

Trained ILC3 responses promote intestinal defense

2022-02-24, doi: 10.1126/science.aaz8777

苏小运+姚斌院士：酶作为调节肠道菌群的工具亟待开发（Forum）

Trends in Microbiology——[17.079]

溶菌酶、溶菌酶样糖苷水解酶和细菌噬菌体溶菌素直接降解细胞壁肽聚糖杀死肠道细菌；葡萄糖氧化酶、氨基酸氧化酶等通过生成过氧化氢，杀死细菌；木聚糖酶将食物中的木聚糖降解为木寡糖，碱性磷酸酶降低三磷酸核苷酸浓度等促进特定细菌的生长； N-乙酰高丝氨酸内酯酶和N-乙酰氨基葡萄糖苷酶分别通过调节群体感应和生物膜形成来调节肠道特定细菌丰度；多组学分析和数据库可以帮助选择合适的酶，以适应肠道酸性pH和防止蛋白酶降解等。

【主编评语】

口服用酶可以对肠道菌群的组成产生深远的影响，并可能作为一种有潜力的替代调节剂。来自中国农业科学院畜牧兽医研究所的苏小运研究员和姚斌院士发表在Trends in Microbiology上的一项Forum总结了酶影响肠道菌群的三种方式，并讨论了选择合适的酶来调节肠道菌群的挑战。（@用户941615924）

【原文信息】

Exploiting enzymes as a powerful tool to modulate the gut microbiota

2022-02-01, doi: 10.1016/j.tim.2022.01.003

Cell子刊：开发基于噬菌体的工具来操纵人类菌群的新技术

Trends in Microbiology——[17.079]

噬菌体通过调节细菌丰度、多样性和代谢，在维持肠道稳态方面发挥重要作用，同时也是基因水平转移和进化的关键驱动因素；本研究提出多种基于噬菌体的调控肠道细菌的策略，及它们与恢复可持续的菌群的相关性；从分离和描述噬菌体的经典方法转向独立培养技术和合成生物学的方法十分有必要；在识别与人类健康和疾病相关的细菌分类群和功能特征方面，多组学比单组学更准确。

【主编评语】

肠道菌群通过调节多种功能、产生必需代谢物、防止病原体入侵等在人体中发挥重要作用。在本研究中，作者主要讨论独立于培养的技术的最新进展，并讨论它们与不同关键步骤的相关性，即确定调节目标和开发基于噬菌体的工具来精确调节肠道细菌并恢复人类可持续的菌群。作者最终为不同的生态失调相关疾病提出了多种调节策略。（@用户954652200）

【原文信息】

New technologies for developing phage-based tools to manipulate the human microbiome

2021-05-18, doi: 10.1016/j.tim.2021.04.007

翟齐啸团队：普通拟杆菌FTJS7K1或能保护肠道

Journal of Advanced Research——[10.479]

LPS处理后小鼠结肠出现严重组织学损伤，细胞因子表达发生显著变化；不同普通拟杆菌抑炎作用不同，其中，普通拟杆菌FTJS7K1可有效缓解小鼠炎症反应； FTJS7K1可抑制LPS诱导的结肠组织细胞因子mRNA表达和肠系膜淋巴结中调节性T细胞的增多；并调节肠道菌群组成（增加乳杆菌属、Akk菌属和双歧杆菌属丰度，降低粪杆菌属丰度），并提高粪便SCFAs浓度；基因组分析显示，FTJS7K1编码较多的糖苷水解酶和糖基转移酶，且有7个独特的基因簇。

【主编评语】

益生菌在肠道疾病治疗中有着重要的作用。然而，益生菌的开发任重而道远。很多肠道疾病都导致肠道菌群中拟杆菌丰度的降低，而且已有较多研究显示拟杆菌具有缓解肠道炎症，抑制肿瘤进展等作用，因此拟杆菌作为潜在益生菌株方面有着较好的前景。然而，拟杆菌菌株有很多，不同菌株在疾病和健康中的作用也不尽相同。普通拟杆菌（B.vulgatus）是肠道菌群中的常见菌群，但是目前对于该菌是否为有益菌仍然存在争议。近期江南大学翟齐啸团队在Journal of Advanced Research上发表研究论文，探究了4株普通拟杆菌对LPS诱导急性肠道炎症的影响，发现FTJS7K1菌株对LPS诱导的急性肠损伤具有保护作用，基因组分析显示FTJS7K1可能通过调控防御和代谢相关的特定基因（如分泌SCFAs）发挥其保护作用。这一研究结果为下一代拟杆菌属益生菌的筛选提供了科学依据。（@用户947123204）

【原文信息】

Protective effects of different strains against lipopolysaccharide-induced acute intestinal injury, and their underlying functional genes

2021-06-15, doi: 10.1016/j.jare.2021.06.012

江南大学：人体肠道微生物群的衰老时钟

Gut Microbes——[10.245]

纳入13个地区31项研究的4478份粪便宏基因组数据，因地理因素，使用其中2604份构建年龄预测模型；开发了具有多种异质性算法的集成模型，结合物种和代谢通路进行多视图学习，该模型预测准确性较高（R2=0.599，MAE=8.33年）；通过该集成模型，确定了一组与衰老过程显著相关的生物标志物，如大芬戈尔德菌、齿双歧杆菌和梭状梭菌在老年人中丰度增加，而P.copri和伯克霍尔德氏杆菌1_1_47下降；肠道菌群对氨基酸的利用随年龄增加而改变。

【主编评语】

江南大学王鸿超和陆文伟等研究成果。肠道菌群与人体健康密切相关，随着机体的衰老，肠道菌群也发生变化。本文基于分类和功能特征，通过多视图学习，构建了人体肠道微生物群衰老时钟，从而就衰老过程中肠道菌群的变化进行了预测分析，为人体-肠道菌群互作又增添了新的论证和依据。（@Bingbing）

【原文信息】

Human gut microbiome aging clocks based on taxonomic and functional signatures through multi-view learning

2022-01-18, doi: 10.1080/19490976.2021.2025016

湖北文理学院：湖北相邻两市老年人长双歧杆菌的基因型谱与进化

Microbiology spectrum——[7.171]

纳入42位健康老年人（64-90岁，襄阳20人，恩施22人），发现两市老人肠道菌群多样性及组成存在显著差异；共分离出62株双歧杆菌，30株为长双歧杆菌，其中恩施老人肠道中长双歧杆菌较少；发现437株长双歧杆菌分离株（407株已鉴定），可聚成10个克隆复合体和127个单态序列类型，具有高度遗传多样性；襄阳老人肠道中长双歧杆菌可能存在地区特异性的克隆复合体及重组片段，且不仅有长双歧杆菌，还存在B. longum subsp. suis。

【主编评语】

湖北文理学院Zhuang Guo及团队在Microbiology Spectrum发表文章，通过多位点序列分型（MLST）分析，揭示中国湖北两个相邻城市健康老年人肠道菌群组成、长双歧杆菌丰度及其遗传多样性间的差异。（@用户975688480）

【原文信息】

Evaluation of Bacterial Diversity and Evolutionary Dynamics of Gut Bifidobacterium longum Isolates Obtained from Older Individuals in Hubei Province, China

2022-01-19, doi: 10.1128/spectrum.01442-21

杀虫剂引起蜜蜂肠菌紊乱（综述）

FEMS Microbiology Reviews——[16.408]

杀虫剂暴露后，蜜蜂的核心肠道微生物类群发生了变化，但很少被消除，其中双歧杆菌和乳酸杆菌丰度的下降是最常见的变化；蜜蜂食用可能含有杀虫剂残留的花粉和花蜜，杀虫剂进入蜜蜂后可通过两个主要途径干扰宿主肠道微生态：直接影响宿主微生物的生长，另外，杀虫剂被宿主肠吸收后影响宿主健康，如降低免疫防御或扰乱肠道内稳态，这些变化反过来导致宿主调节其肠道微生物群能力的下降；杀虫剂对蜜蜂肠道微生态影响还存在很多未知。

【主编评语】

对于农作物和自然生态系统来说，蜜蜂是至关重要的传粉者，其数量下降的部分原因被认为与接触杀虫剂有关。杀虫剂不仅会影响蜜蜂本身，还会影响它们肠道内的微生物群落，它们与这些微生物群落之间存在着重要的共生关系。近期发表于FEMS Microbiology Reviews的一篇综述介绍了杀虫剂暴露对蜜蜂肠道微生物群落的影响，并强调了这一研究领域还存在很大空白，并为未来的研究提供了建议。（@临床营养陈彬林）

【原文信息】

Pesticide-induced disturbances of bee gut microbiotas

2022-02-02, doi: 10.1093/femsre/fuab056

湖北大学：肠道细菌协同RNA干扰杀虫新机制

Microbiome——[14.65]

比较摄入不同持家基因双链RNA（dsRNA）对叶甲的杀伤效果，发现它们对有菌叶甲的杀伤率均高于无菌叶甲，且dsActin杀伤率最高；摄入dsRNA后，叶甲肠道菌群发生变化，总菌数增加且假单胞菌和肠杆菌丰度增加； dsRNA的摄入会激活宿主dsRNase1的表达，使其降解，而降解产物作为营养物质可促进肠道细菌恶臭假单胞菌、产气肠杆菌和粪肠球菌生长；对无菌叶甲进行dsRNA单独饲喂及与上述三种细菌分别混合饲喂，发现混合饲喂的杀伤效果更强。

【主编评语】

RNA干扰（RNAi）是真核生物中一种保守的由双链RNA（dsRNA）诱发的基因沉默现象，以RNAi为基础的抗病虫技术，通过干扰控制病虫发育或重要行为的关键基因，阻碍有害生物正常的生长、繁殖，甚至死亡，从而达到病虫害防控的目的。dsRNA在生物体内普遍存在，在环境中易降解，因此无毒、无残留，是一种新型绿色环保的病虫害防控方法。当dsRNA被害虫取食，需经过肠道吸收，靶向并下调害虫的必需基因，从而导致害虫的迅速死亡。在此过程中，dsRNA不可避免的与宿主肠道细菌接触，但肠道细菌是否以及如何与RNAi发生互作尚不清楚。发表在Microbiome上的一项研究中，来自湖北大学的张江教授团队利用柳蓝叶甲-肠道菌群作为研究对象，探究了RNAi的抗虫机制，发现肠道细菌在RNAi介导的抗病虫害中发挥了关键作用，丰富了人们对肠道细菌功能的认识。（@用户941615924）

【原文信息】

Synergistic action of the gut microbiota in environmental RNA interference in a leaf beetle

2021-05-04, doi: 10.1186/s40168-021-01066-1

江西省科学院：全氟或多氟烷基物质引发成年斑马鱼肠道菌群失调和免疫毒性

Journal of Hazardous Materials——[10.588]

使用全氟辛烷磺酸（PFOS）及其替代品F-53B和OBS对成年斑马鱼暴露处理21天，观察免疫毒性；这些暴露均导致肝脏抗氧化和免疫反应生物标志物发生变化，且PFOS影响最大；三组处理均降低肠绒毛高度，增加肾间质细胞数量和细胞间隙，抑制肝脏免疫相关基因的表达；三组处理都可诱导肠道菌群失调，代表免疫相关功能的菌丰度降低；并且，三组处理改变肠道表达谱，铁调素基因表达均上调，先天免疫基因选择上调，紧密连接基因下调。

【主编评语】

江西省科学院涂文清、刘帅与团队的研究成果。文章探究了全氟辛烷磺酸（PFOS）及其替代品F-53B和OBS对成年斑马鱼肠道菌群及免疫毒性的影响。研究结果显示，这三种化合物均能造成斑马鱼肠道菌群失调、导致肝脏毒性。（@Bingbing）

【原文信息】

Comparative chronic toxicities of PFOS and its novel alternatives on the immune system associated with intestinal microbiota dysbiosis in adult zebrafish

2021-12-02, doi: 10.1016/j.jhazmat.2021.127950

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