肠道研究前沿:真核微生物或迎来盛宴
热心肠先生 2024-07-09
时长:02:54
科学家们对真核微生物的关注快速升温。

过去十五六年,在全世界掀起的肠道研究热潮,其实是不够完美的。尽管发表了无数文章,取得了无数突破,但人类对自己肠道里的微生物,了解得也并不通透——尤其是除了属于原核生物的细菌之外,对其他微生物的了解还很少。

不过科学家正在直面问题,对真核微生物的关注快速升温,似乎要迎来新一轮的研究盛宴。

今天,2024年7月9日,Cell期刊发表了意大利特伦特大学团队的研究论文,他们通过来自全球32个国家的近57000人的数据分析,揭示了肠道真核生物——芽囊原虫属(这是一类原生生物)在人群中的分布情况。


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Cell:"寄生"肠道的芽囊原虫,或是饮食与心血管健康的标志?

Cell

[IF:45.5]

① 肠道真核生物在饮食与宿主健康中的作用少有探索,这项研究通过对全球32个国家56,989人的大规模宏基因组学分析,揭示了肠道真核生物芽囊原虫属(Blastocystis)的分布及其与膳食习惯和心血管代谢健康的关联;

② 芽囊原虫在全球范围内健康成人中普遍存在,其流行率因地理位置、生活方式和饮食习惯而异;

③ 芽囊原虫的定植在个体中具有持久性,与宿主遗传无显著关联,主要由环境因素决定;

④ 健康的植物性饮食者通常有较高的芽囊原虫携带率;

⑤ 芽囊原虫与肠道微生物组的组成存在关联,其存在与更健康的心血管代谢指标相关,而与肥胖及菌群失调相关疾病呈负相关;

⑥ 在一项涉及1,124人的饮食干预研究中,饮食质量的提高伴随着体重减轻、芽囊原虫的流行率和丰度的增加;

⑦ 因此,芽囊原虫可能具有有益作用,这些发现为其在个性化饮食反应和疾病预防中的潜在益处提供了初步证据。

Intestinal Blastocystis is linked to healthier diets and more favorable cardiometabolic outcomes in 56,989 individuals from 32 countries

2024-07-08 , doi: 10.1016/j.cell.2024.06.018


原来这家伙在人的肠道中普遍存在,但与以往它“主要在使坏”的认知不同,它可能与健康状态有着更紧密的联系。在一项健康饮食干预研究中,它在参与者肠道里的丰度是增加的,初步表明它可能潜在有益。

多说一句,我在上一个视频中提到的Nicola Segata教授是这篇论文的共同通讯作者之一,他所在的研究团队值得大家更多关注。

图片来源:http://segatalab.cibio.unitn.it/people.html

我在5月22日还介绍过由大连医科大学马骁驰教授领衔的Cell文章,他们大规模培养了12000多个真菌单菌落,建立了迄今为止最大规模的肠道真菌参考基因组目录。真菌是最具代表性且你可能熟悉的真核微生物。


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马骁驰+果德安+王超Cell:迄今最大的人类肠道真菌参考基因组目录

Cell

[IF:45.5]

① 大连医科大学马骁驰、法国国家农业研究院Francis Martin、中国科学院上海药物研究所果德安、大连医科大学王超作为共同通讯作者在Cell发表重要研究,通过大规模人类肠道真菌培养测序,建立了培养肠道真菌(CGF)参考基因组目录,揭示了人类肠道真菌多样性及其在常见疾病中的潜在作用,显著扩展了现有肠道真菌基因组资源,为肠道真菌组研究提供了重要参考数据;

② 从135名健康中国人粪便样本中培养出12453株真菌,并进行全基因组测序,获得760个肠道真菌基因组,涵盖48个科、206个种,其中69个种为首次鉴定,CGF目录使肠道真菌的物种和蛋白质家族的基因组资源分别增加了4倍和2倍多;

③ 对CGF基因组进行功能分析以及靶向代谢组学分析,描述了肠道真菌在基因功能、代谢产物方面的情况;

④ 将CGF目录与公开的人类相关真菌(PHF)基因组资源结合起来,分析1.1万个人类粪便宏基因组数据,揭示了中国和非中国人群的肠道真菌组结构特征;

⑤ 分析28个疾病的肠道真菌组特征,鉴定出疾病共享和疾病特异性的肠道真菌特征,或可作为疾病标志物,并在小鼠结肠炎模型中验证了部分特征性真菌信号的生物学效应,以及潜在的保护机制与物质基础。

A genomic compendium of cultivated human gut fungi characterizes the gut mycobiome and its relevance to common diseases

2024-05-21 , doi: 10.1016/j.cell.2024.04.043


而在2023年12月13日,Cell期刊还发表了美国斯坦福大学团队的研究论文,介绍了他们通过分析1800个人的数据,发现其中“副基体纲”的原生生物可能是肠道里的隐藏角色,也是参与健康的关键角色。

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Cell:揭秘肠道中的隐藏角色——原生生物

Cell

[IF:45.5]

① 从工业化和非工业化人群中鉴定出副基体纲原生生物,揭示其多样性;

② 在小鼠中发现副基体纲三毛滴虫属新物种(Tc),与此前研究的同属物种Tmu有不同的代谢特征;

③ 代谢差异影响了Tc和Tmu的免疫调控作用:二者都能诱导小肠Th1/Th17,但由于只有Tmu能排出琥珀酸因而能诱导Th2免疫;

④ 代谢差异还决定了二者在菌群中的生态位(Tc利用宿主黏液聚糖、Tmu偏好膳食纤维),影响与特定共生菌的跨界竞争;

⑤ 调节膳食纤维组成可控制Tmu诱导的2型免疫。

Metabolic diversity in commensal protists regulates intestinal immunity and trans-kingdom competition

2023-12-13, doi: 10.1016/j.cell.2023.11.018


地球上的生命可以分为“三域”:细菌域、古菌域和真核生物域,真核生物又分为原生生物、植物、真菌和动物。

图片来源:https://rsscience.com/bacteria/

细菌、古菌、真菌、原生生物都是微生物,几乎无处不在,尤其在温暖舒适的肠道里,无疑更应该具有显著的存在感。

此前,几乎只有细菌成为研究的宠儿,今天看到最新的研究论文,我还挺感慨的——随着真菌、原生生物的角色被挖掘,肠道真核微生物研究(也会包括转化)的盛宴或许正式开启了。在真核微生物与健康的关系、功能挖掘、针对性干预以及跨物种相互作用等方面,或许都会有新的淘金机会。

而在肠道古菌领域,据我所知,近期也会有中国团队的一篇重要论文发表,或许古菌研究的盛宴也将就此掀起。

面对盛宴,你做好准备了吗?

专家简介
蓝灿辉
热心肠研究院院长/iMeta创办人
武汉轻工大学“常青学者计划”讲座教授
笔名热心肠先生,热心肠生物技术研究院董事长兼院长,武汉轻工大学“常青学者计划”讲座教授,学术期刊iMeta联合创办人与执行主编,中国生物物理学会肠道菌群分会副会长,中国微生物学会微生物组专委会委员,《热心肠日报》创始主编,CHINAGUT(中国肠道大会)创始发起人。
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