过去的一年里,全球肠道领域的研究成果颇丰,取得了许多令人瞩目的进展。2024年热心肠大会之际,我们基于《热心肠日报》中收录的2023年5月以来的一年期间(2023年5月1日至2024年4月30日)发表的肠道相关领域论文,进行了多维度评选,形成了《热心肠日报》2023-2024年度榜单。
Nature Reviews Immunology[IF:67.7]
① 短链脂肪酸(SCFAs)如丁酸、丙酸和乙酸在调节肠道及全身免疫中发挥着关键作用,同时它们也与饮食、微生物群和抗生素使用密切相关;② SCFAs通过G蛋白偶联受体信号传导或组蛋白去乙酰化酶活性影响上皮屏障功能及粘膜和系统性免疫;③ 丁酸通过直接作用于肠上皮细胞、吞噬细胞、B细胞、浆细胞以及调节性和效应性T细胞的分化发挥抗炎作用;④ SCFAs还能直接或间接影响肠外部位如肝脏、肺部、生殖道和大脑的免疫反应,并与多种疾病相关;⑤ 本文强调了通过生态学理解微生物群及其代谢状态以及工程化丁酸生成菌的重要性,为预防和治疗免疫介导疾病提供了以SCFA为焦点的干预策略。
Short-chain fatty acids: linking diet, the microbiome and immunity
04-02 , doi: 10.1038/s41577-024-01014-8
Nature Reviews Microbiology[IF:69.2]
① 肠道菌群可调节营养吸收,宿主免疫,激素、药物和毒素代谢,并受肝脏分泌的胆汁酸、IgA、抗菌肽等调节;② 二者通过门静脉、胆汁分泌及体循环等方式互作,维持健康;③ 非酒精性脂肪肝、酒精肝、肝硬化、肝癌等均存在肠菌失调,肠屏障功能障碍及菌群易位;④ 乙醇、胆汁酸、SCFAs、LPS、TMAO及微生物源肝毒素等代谢物调节免疫和代谢,介导肝病发生发展;⑤ 使用粪菌移植、噬菌体、益生菌/元、工程化细菌等恢复肠-肝平衡或是治疗肝病的新策略。
The gut–liver axis and gut microbiota in health and liver disease
2023-06-14 , doi: 10.1038/s41579-023-00904-3
Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology[IF:45.9]
① 脂肪组织分为白色、棕色和米色,在体内的能量储存、产热和新陈代谢中有不同的作用;② 环境因素对能量代谢有重大影响,其中饮食、运动和睡眠是主要因素;③ 肠道细菌参与肠道和脂肪组织之间的双向通讯,影响能量代谢、营养吸收、食欲和脂肪组织功能;④ 脂肪组织拥有自己独特的微生物群,这些微生物群因代谢健康和其他因素而异,对此深入研究可以提供新的见解;⑤ 将肠道微生物群研究从动物模型转化为人类应用面临着方法学和生物学方面的挑战。
Gut microbiota in overweight and obesity: crosstalk with adipose tissue
2023-12-08 , doi: 10.1038/s41575-023-00867-z
Nature[IF:50.5]
① 本研究发现,肝门静脉周区域(PV)存在一类巨噬细胞,可抑制由共生菌驱动的肝脏过度炎症,这种自限系统的失效可加剧肝脏炎症性疾病;② 活体成像显示PV区炎症反应受到抑制,单细胞转录组学发现该区域富集了一类免疫抑制性巨噬细胞亚群(MP2),它们高表达抗炎细胞因子IL-10和清道夫受体Marco(可隔离促炎病原体相关分子模式和损伤相关分子模式);③ MP2的诱导依赖于肠道菌群,尤其是臭杆菌科(Odoribacteraceae)通过产生胆汁酸代谢物isoallo-LCA可诱导MP2;④ 小鼠中,肠屏障渗漏导致PV区炎症,Marco缺失可加剧这种炎症,并促进慢性肝脏炎症性疾病,例如结肠炎相关原发性硬化性胆管炎(PSC)和非酒精性脂肪肝炎(NASH);⑤ PSC和NASH患者中,MP2数量减少。
Periportal macrophages protect against commensal-driven liver inflammation
04-24 , doi: 10.1038/s41586-024-07372-6
Cell[IF:45.5]
① 清华大学王一国、南方医科大学南方医院张惠杰与团队研究发现了一种新肠道激素Cholesin(肠抑脂素),其具有抑制肝脏胆固醇合成、降低血液胆固醇水平的作用;② Cholesin由此前功能未知的基因编码(人类C7orf50,小鼠3110082I17Rik);③ 肠道的胆固醇吸收可诱导Cholesin生成,肠细胞中,NPC1L1介导的胆固醇摄取促进Cholesin分泌;④ SNP变异rs1007765(位于Cholesin基因3'端附近)能上调Cholesin表达,并与人类血浆胆固醇水平呈负相关;⑤ 机制上,Cholesin进入肝脏后,通过结合孤儿G蛋白偶联受体GPR146,抑制cAMP/PKA-ERK1/2信号通路,从而抑制肝脏中SREBP2控制的胆固醇合成,减少极低密度脂蛋白分泌,降低血浆胆固醇水平;⑥ Cholesin治疗可改善模型小鼠血脂和动脉粥样硬化,与他汀类药物联用效果更佳;⑦ 因此,肠道胆固醇吸收通过Cholesin-GPR146轴抑制肝脏胆固醇合成,为治疗相关疾病提供了新思路。
A gut-derived hormone regulates cholesterol metabolism
03-07 , doi: 10.1016/j.cell.2024.02.024
Cell[IF:45.5]
① CRB1基因突变与可致盲的视网膜退化疾病有关,中山大学中山眼科中心魏来、张峰和中山大学附属第一医院魏泓与团队发表研究,发现Crb1突变相关视网膜退化与肠菌移位有关;② 小鼠中,Crb1在视网膜色素上皮和结肠上皮细胞的顶侧连接复合物中均有丰富表达;③ Crb1 Rd8突变小鼠中,视网膜和肠道的上皮屏障受损,伴随着病变视网膜中多种病灶内细菌的存在;④ Rd8小鼠眼部和结肠屏障功能缺陷导致肠菌移位到视网膜,导致继发性视网膜病变,无菌条件、广谱抗生素处理或在肠道中重新引入功能性Crb1表达,都能在不逆转视网膜屏障缺陷的情况下挽救Rd8突变相关的视网膜退化;⑤ 这些发现为Crb1相关视网膜退化提供了新的病理机制,表明抗微生物药物或是潜在治疗手段。
CRB1-associated retinal degeneration is dependent on bacterial translocation from the gut
02-16 , doi: 10.1016/j.cell.2024.01.040
Cell[IF:45.5]
① 北京大学姜长涛、乔杰院士和庞艳莉、温州医科大学郑明华和北京大学贾彦兴与团队发表重要研究,发现了肠道菌群对胆汁酸的全新修饰类型,揭示了其中的关键肠菌及生物合成途径,解析了这类菌源胆汁酸的生理与病理生理学作用和生物学机制;② 基于点击化学富集策略结合非靶向代谢组学方法,构建了次级胆汁酸挖掘体系,发现了3-琥珀酰胆酸(3-susCA)等多种含有酰基化的、广泛存在的新型菌源胆汁酸;③ 对肠菌进行分离培养和大规模筛选,发现3-susCA的主要产生者是单形拟杆菌,并通过基于活性的蛋白追踪纯化策略发掘出3-susCA合成酶BAS-sus;④ 临床队列分析表明3-susCA与代谢相关脂肪性肝炎(MASH)进程负相关,结合小鼠和体外实验发现,3-susCA可增强有益的嗜黏蛋白阿克曼氏菌(Akk菌)对葡萄糖的胺化与利用,以促进Akk菌生长,改善肠屏障损伤,降低慢性低度炎症,从而改善MASH;⑤ 该研究为挖掘与宿主健康相关的菌源胆汁酸和菌源酶提供了新范式。
Gut symbionts alleviate MASH through a secondary bile acid biosynthetic pathway
04-22 , doi: 10.1016/j.cell.2024.03.034
Nature Biotechnology[IF:33.1]
① 开发出一种直径300微米、功能高度集成的智能电子纤维,集成了微型发光器件、热传感器、微电极、微流体通道和无线控制模块等,可应用到大脑和肠道中解析脑肠互动机制;② 通过无线方式操作,在毫秒内将信号传递到大脑,进而感知和操纵不受束缚、行为正常的老鼠中大脑和肠道的神经回路;③ 使用光遗传学刺激来自肠道的迷走神经,调节小鼠脑内的中脑边缘奖赏通路,可在未受限制的小鼠中引发奖励行为,无线控制指导摄食行为的感觉上皮细胞。
Multifunctional microelectronic fibers enable wireless modulation of gut and brain neural circuits
2023-06-22 , doi: 10.1038/s41587-023-01833-5
Signal Transduction and Targeted Therapy[IF:40.8]
① 肠肝脑轴是胃肠道、肝脏和神经系统之间相互作用的复杂系统,在理解肠肝脑轴的形成机制和制定治疗策略方面取得了突破性进展;② 针对肠肝脑轴的各种疗法,包括抗生素、益生菌、益生元、合生素、粪菌移植和多酚饮食干预措施等,已显示出调节该轴心的前景;③ 已经探索了针对肠肝轴的特定治疗方法,例如FXR激动剂和TGR5激动剂;④ 靶向肠脑轴涉及认知行为疗法、抗抑郁药和色氨酸代谢相关疗法;⑤ 靶向肝脑轴包括表观遗传学调控和Aβ代谢相关疗法。
Gut liver brain axis in diseases: the implications for therapeutic interventions
2023-12-06 , doi: 10.1038/s41392-023-01673-4
Circulation[IF:35.5]
① 非糖尿病小鼠的肾脏对SGLT2i反应最强烈,早期近端肾小管葡萄糖毒性较小和钠、葡萄糖、尿酸盐、嘌呤碱和氨基酸顶端摄取转运机制下调,主要结果在患者中得到证实;② SGLT2i影响心脏和肝脏信号,反应更强烈的器官包括白色脂肪组织(更多的脂解作用)和肠道菌群(将苯丙氨酸和色氨酸代谢为心血管尿毒症毒素的细菌类群相对丰度较低,导致对甲酚硫酸盐等的血浆水平较低);③ SGLT2i直接抑制芳香族氨基酸和色氨酸代谢,减少对甲酚硫酸盐循环。
Metabolic Communication by SGLT2 Inhibition
2023-12-28 , doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.123.065517
Lancet Gastroenterology & Hepatology[IF:30.9]
① 纳入46项研究,共75682名肠脑互作障碍(DGBI)患者,进行系统评价与荟萃分析,探究DGBI症状交叠(患者同时存在多种DGBI症状)的情况;② 约1/3(24424名)患者存在DGBI交叠,研究之间异质性较大;③ DGBI的交叠与患者更加严重的症状和疾病负担有关,主要体现在:DGBI交叠在三级医疗机构中比在普通人群中更加普遍,伴随患者的生活质量下降和心理并发症(如焦虑、抑郁)增加。
Overlap of disorders of gut–brain interaction: a systematic review and meta-analysis
2023-05-19 , doi: 10.1016/S2468-1253(23)00102-4
Immunity[IF:25.5]
① 多发性硬化患者(MS)粪便苯乙胺含量显著高于健康对照且存在性别差异,基因敲除发现小鼠肠上皮细胞只有多巴胺受体D2时,可显著缓解MS疾病进展;② 在DRD2敲除的MS小鼠模型中,伴随着抗菌肽表达量显著减少和肠菌改变,且DRD2作用依赖于肠菌;③ 鉴定出47种只在雌鼠脊髓中有差异的代谢物,其中N-乙酰赖氨酸可显著抑制炎症反应,缓解自身免疫性脑脊髓炎发病;④ N-乙酰赖氨酸可显著降低MS相关小胶质细胞比例,提高增殖性和稳态小胶质细胞比例。
Intestinal epithelial dopamine receptor signaling drives sex-specific disease exacerbation in a mouse model of multiple sclerosis
2023-11-21 , doi: 10.1016/j.immuni.2023.10.016
Cell Host and Microbe[IF:20.6]
① 小鼠中,心理应激使肠上皮的Gpr35表达减少,肠上皮敲除Gpr35可引发菌群依赖性抑郁样行为,与神经可塑性变化有关;② Gpr35-/-小鼠肠道菌群组成和色氨酸代谢物改变,单菌定植表明该小鼠中富集的狄氏副拟杆菌(Pd)可诱导抑郁;③ Pd使色氨酸代谢物吲哚-3-甲醛(IAld)减少、吲哚-3-乳酸增多,二者对抑郁相关脑区伏隔核的神经可塑性呈相反调节作用,补充IAld对应激或肠上皮敲除Gpr35的小鼠具有抗抑郁效果;④ 抑郁症患者中Pd增多、IAld减少。
A Gpr35-tuned gut microbe-brain metabolic axis regulates depressive-like behavior
01-09 , doi: 10.1016/j.chom.2023.12.009
Cell Host and Microbe[IF:20.6]
① 本研究发现婴儿复合认知和肠道微生物群组成的关联最早在6月龄时就建立起来了;② 复合认知高于中位数(Inf-aboveCC)相比低于中位数(Inf-belowCC)的婴儿的肠道微生物群落具有更高的多样性和均匀度;③ 此外,Inf-aboveCC小鼠肠道富含已知与认知有关的Phocaeicola、拟杆菌和双歧杆菌;④ 认知能力较好婴儿的肠道微生物群的移植促进了受体小鼠的记忆,并调节了小鼠鼻周皮质(perirhinal cortex,PRC)的组氨酸代谢组。
Infant gut microbiota contributes to cognitive performance in mice
2023-12-04 , doi: 10.1016/j.chom.2023.11.004
Cell Host and Microbe[IF:20.6]
① 菌群移植表明,口服镁可通过作用于肠道菌群,在小鼠和猪中预防对乙酰氨基酚(APAP)引起的急性肝衰竭(ALF);② 口服镁可改变人和小鼠的肠道菌群组成,富集双歧杆菌,并改变双歧杆菌代谢,促进生成吲哚-3-羧酸(I3C),从而对ALF起保护作用;③ 细菌基因敲除和工程菌实验表明,甲酸C-乙酰转移酶(pflB)是双歧杆菌中生成I3C的关键酶;④ 机制上,I3C通过结合并抑制CYP2E1酶活,减少APAP代谢产生的有害中间体,降低肝细胞氧化损伤。
Oral magnesium prevents acetaminophen-induced acute liver injury by modulating microbial metabolism
2023-12-05 , doi: 10.1016/j.chom.2023.11.006
Cell Host and Microbe[IF:20.6]
① 开展一项随机、双盲、安慰剂对照试验,共纳入43名自病症(ASD)儿童随机分为益生菌组(2株罗伊氏乳杆菌组合)和安慰机组,干预持续6个月;② 益生菌干预不会改变自闭症的整体严重程度、刻板重复行为、微生物组组成或免疫谱,但可显著改善患儿社会功能;③ 构建ASD小鼠模型,补充罗伊氏乳杆菌ATCC-PTA-6475(而不是DSM-17938),可逆转小鼠社交缺陷,提示罗伊氏乳杆菌的有益作用可能是菌株特异性的。
Precision microbial intervention improves social behavior but not autism severity: A pilot double-blind randomized placebo-controlled trial
2023-12-18 , doi: 10.1016/j.chom.2023.11.021
Cell Host and Microbe[IF:20.6]
① 研究肠道菌群组成对呼吸道病毒感染的影响,并发现分节丝状菌(SFB)保护小鼠免受呼吸道病毒感染;② SFB保护小鼠免受流感病毒、呼吸道合胞病毒和新冠病毒感染,这种保护与干扰素和适应性免疫无关,但需要基底驻留的肺泡巨噬细胞(AMs);③ SFB定植小鼠的AMs基因发生改变,可抵抗病毒诱导的AMs耗尽和炎症信号;④ SFB定植小鼠的AMs通过增强补体产生和吞噬作用直接抵抗病毒入侵;⑤ 将SFB转化的AMs转移至无SFB宿主中,可重现SFB介导的抗病毒保护作用;⑥ 本研究揭示肠道菌群与AMs功能和呼吸病毒感染严重程度之间的复杂相互作用,为未来开发相关干预手段提供了新的思路。
Intestinal microbiota programming of alveolar macrophages influences severity of respiratory viral infection
01-30 , doi: 10.1016/j.chom.2024.01.002
Cell Host and Microbe[IF:20.6]
① 肝细胞癌(HCC)患者的术后肝功能恢复延迟(DR)与长期生存率降低相关,伴随粪便长双歧杆菌(Bl)减少;② 给小鼠移植患者菌群表明肠道菌群可影响术后肝功能恢复时间,口服Bl可改善小鼠肝功能恢复;③ 针对HCC患者的非盲随机空白对照试验表明,口服含Bl的复合益生菌可促进术后肝功能恢复,缩短住院时间,提高1年生存率;④ Bl可能通过改变菌群代谢(如增加5-羟色胺、次级胆汁酸、短链脂肪酸)来减轻肝脏炎症和纤维化并促进肝细胞增殖。
Bifidobacterium longum promotes postoperative liver function recovery in patients with hepatocellular carcinoma
2023-12-12 , doi: 10.1016/j.chom.2023.11.011
Gastroenterology[IF:25.7]
① 本研究是迄今为止最大规模的关于炎症性肠病(IBD)患者肠外表现(EIM)的多队列综合性分析,揭示了与EIM并发症相关的临床、血清学和遗传因素;② 大多数EIM在女性、患有结肠病变的CD患者以及需要手术的患者中更为常见,吸烟增加EIM的风险,除了原发性硬化性胆管炎PSC;③ 观察到多个血清学关联,包括PSC(ANCA, ASCA, anti-CBir1)和任何EIM(ANCA, ASCA, anti-I2);④ 在MHC和CPEB4中发现了全基因组显著关联,遗传关联提示TNF、JAK-STAT和IL6可能是EIM的潜在治疗靶点;⑤ 与先前报道相反,这项研究的受试者中只有2%有多个EIMs,且大多数共存现象是负相关的;⑥ 研究确定了与EIMs相关的人口统计学、临床和遗传学关联,揭示了潜在的机制,并涉及新颖和现有的药物靶点,为IBD管理提供了更个性化的方法。
Comprehensive association analyses of extraintestinal manifestations in inflammatory bowel disease
02-27 , doi: 10.1053/j.gastro.2024.02.026
Cell Metabolism[IF:27.7]
① 糖尿病DSPN患者的肠菌失调,产SCFA的ASVs水平下降,产LPS的ASVs水平升高;② 移植DSPN患者的肠菌可诱导模型小鼠出现更严重的周围神经病变;③ 纳入32名难治性DSPN患者进行随机双盲安慰剂对照试验,来自健康供体的粪菌移植(FMT)可调节患者肠道菌群,显著改善其神经病变、肠屏障和全身炎症;④ 鉴定出与疾病严重程度评分呈负和正相关的2个相互竞争的肠道生态功能群(有更强的产丁酸能力的guild 1和富含产内毒素基因的guild 2),分别被FMT富集和降低;⑤ 匹配供受体肠型与更好的FMT效果有关。
Gut microbiota modulate distal symmetric polyneuropathy in patients with diabetes
2023-07-13 , doi: 10.1016/j.cmet.2023.06.010
Cell Metabolism[IF:27.7]
① 分析临床队列和小鼠模型发现,猪去氧胆酸(HDCA)类胆汁酸(BA)在NAFLD中耗竭,且与疾病程度负相关;② 多种NAFLD小鼠模型中,口服HDCA或猪胆粉可有效改善NAFLD表型;③ 肝脏BA生物合成从经典途径转变为替代途径(CYP7B1上调、CYP7A1下调)是HDCA抗NAFLD的重要机制;④ HDCA同时通过2个机制调节BA合成:一方面HDCA通过抑制肠FXR激活BA合成的经典和替代两条途径,另一方面HDCA改变肠道菌群,富集有益菌狄氏副拟杆菌及其脂肪酸代谢物γ-亚麻酸,后者通过肝PPARα信号抑制CYP7A1,并激活肝FXR。
Hyodeoxycholic acid alleviates non-alcoholic fatty liver disease through modulating the gut-liver axis
2023-08-16 , doi: 10.1016/j.cmet.2023.07.011
Cell Metabolism[IF:27.7]
① 心理压力如何扰乱肠道稳态尚待阐明,中国药科大学郝海平、郑啸、王广基团队与东南大学附属中大医院袁勇贵团队发表研究,揭示了该现象背后的肠菌介导的脑-肠途径机制;② 小鼠中,慢性压力会扰乱肠干细胞(ISC)谱系分化,减少肠上皮分泌细胞(如杯状细胞)数量;③ 压力通过交感神经输出,引起肠道菌群改变,使鼠乳杆菌增多,该菌通过生成代谢物吲哚-3-乙酸(IAA),干扰ISC线粒体生物能学,导致分泌细胞谱系分化受阻;④ 小鼠口服补充α-酮戊二酸可改善ISC分化,增强对压力引起的肠上皮损伤的抵抗力;⑤ 心理压力患者肠道中IAA生成增多;⑥ 总之,该研究表明心理压力下富集的特定肠菌及其代谢物(如IAA)可作为中继信号,通过干扰ISC线粒体呼吸,损害ISC分化,为相关疾病的治疗提供了新思路。
Psychological stress-induced microbial metabolite indole-3-acetate disrupts intestinal cell lineage commitment
01-17 , doi: 10.1016/j.cmet.2023.12.026
Cell Metabolism[IF:27.7]
① 上海交通大学贾伟、郑晓皎和复旦大学刘铁民与团队发表最新研究,揭示了肠菌产生的神经活性物质高香草酸(HVA)通过调节突触完整性来缓解抑郁症的机制,为抑郁症治疗提供了新思路;② 抑郁症患者和抑郁模型小鼠中,肠道菌群改变,长双歧杆菌(Bl)和肠罗斯氏菌(Ri)减少,伴随血液HVA水平降低;③ Ri能在肠道中促进Bl丰度,而Bl可利用酪氨酸等底物生成HVA;④ 在2种抑郁模型小鼠中,补充HVA、Bl或Ri均能显著改善抑郁症状;⑤ 肠源性HVA能跨越血脑屏障进入大脑,通过抑制微管相关蛋白1轻链3(LC3)和SQSTM1/p62蛋白的过度降解来防止突触自噬性死亡,保护海马体神经元突触前膜。
Gut bacteria-driven homovanillic acid alleviates depression by modulating synaptic integrity
04-05 , doi: 10.1016/j.cmet.2024.03.010
Cell Metabolism[IF:27.7]
① 许多病理状态(如新冠和代谢紊乱)都可增加血栓风险,中山大学孙逸仙纪念医院陈思凡、任萌和广州医科大学附属市八医院李凌华与团队发表最新研究,发现一种宿主和肠菌的共代谢产物会加剧血栓形成,并揭示了其分子机制;② 急性冠脉综合征、缺血性脑中风以及新冠感染患者血浆中2-甲基丁酰基肉碱(2MBC)水平升高;③ 2MBC通过激活p38/cPLA2通路促进血栓素2(TXA2)产生,增强血小板反应性和血栓形成倾向;④ 2MBC直接结合并激活整合素α2β1来传递细胞内信号,以调控细胞功能,基因敲除或药物靶向抑制整合素α2β1可改善2MBC诱导的血小板高反应性和高血栓风险;⑤ 2MBC可由2-甲基丁酸经肠菌转化生成,用抗生素清除肠道菌群可抑制2MBC的转化并阻断其诱导的高血栓风险;⑥ 总之,2MBC是将菌群失调与血栓风险联系起来的潜在代谢物,这些发现为血栓的形成机制和治疗带来新启示。
Gut microbial co-metabolite 2-methylbutyrylcarnitine exacerbates thrombosis via binding to and activating integrin α2β1
02-20 , doi: 10.1016/j.cmet.2024.01.014
Nature Microbiology[IF:20.5]
① 小鼠模型中,菊粉比纤维素能更有效地抑制非酒精性脂肪肝炎(NASH)进展;② 用稳定同位素探测法(13C标记的菊粉)结合宏基因组测序和代谢组分析,发现菊粉可改变肠道菌群(富集潜在有益菌、抑制潜在致病菌)并可被特定肠菌吸收,其中被菊粉富集的狄氏副拟杆菌(Pd)可活跃地利用菊粉生成脂肪酸十五烷酸;③ 菊粉、Pd或十五烷酸可恢复NASH小鼠模型的肠道屏障功能,从而减少血清脂多糖和肝脏促炎细胞因子表达,对NASH发挥保护作用。
Parabacteroides distasonis uses dietary inulin to suppress NASH via its metabolite pentadecanoic acid
2023-06-29 , doi: 10.1038/s41564-023-01418-7
Journal of Hepatology[IF:26.8]
① 通过转录组分析等方法探讨肠道生物钟在控制肝脏节律性和代谢中的作用;② 肠道特异性敲除Bmal1会引起小鼠肝脏节律性转录组大规模重编辑,对其生物钟的影响有限,但在肠道Bmal1缺失情况下,肝脏生物钟对倒饲和高脂饮食的夹带具有抵抗力;③ Rev-erbα-iKO在光期引起糖异生向脂肪生成转变,增强脂肪合成从而改善酒精性肝损伤的易感性;④ 这些时间转向归因于肝脏SREBP-1c节律性紊乱,在局部时钟控制下由肠道FADS1/2产生的多不饱和脂肪酸维持。
Reprogramming of rhythmic liver metabolism by intestinal clock
2023-05-22 , doi: 10.1016/j.jhep.2023.04.040
Journal of Hepatology[IF:26.8]
① 克罗恩病与代谢功能障碍相关的脂肪变性肝病(MASLD)之间存在联系,南京大学姜润秋、邹晓平及徐桂芳团队探索了这种关联的潜在分子机制;② 回肠炎与MASLD之间存在正相关;③ MASLD引起的肠道菌群变化导致回肠中次级胆汁酸(SBA)水平升高;④ SBA通过TGR5/mTOR/OXPHOS信号通路促进CD8+ T细胞介导的回肠炎;⑤ 回肠炎抑制肝脏FXR受体激活并促进MASLD;⑥ 本研究揭示肠炎与肝脏代谢之间的新机制,为预防和治疗MASLD提供重要参考。
Ileitis promotes MASLD progression via bile acid modulation and enhanced TGR5 signaling in ileal CD8+ T cells
01-03 , doi: 10.1016/j.jhep.2023.12.024
Gut[IF:23]
① 一项随机对照交叉试验,59名超重成人进行14天益生元(菊粉30g/天)和安慰剂干预,探究益生元对食物决策相关大脑活动的影响;② 益生元降低了受试者面对高热量食物刺激时大脑腹侧被盖区和右侧眶额皮层(奖赏相关决策区域)的活动;③ 益生元改变了肠道菌群,产短链脂肪酸(SCFA)的双歧杆菌增多,69个菌群功能通路改变;④ 鉴定出与脑活动变化相关的菌群变化特征,如放线菌丰度和产SCFA相关功能通路(如ABC转运体代谢)的上调等。
Prebiotic diet changes neural correlates of food decision-making in overweight adults: a randomised controlled within-subject cross-over trial
2023-10-04 , doi: 10.1136/gutjnl-2023-330365
Gut[IF:23]
① 本研究通过香烟烟雾诱导的慢性阻塞性肺病(COPD)和粪菌移植(FMT)实验,揭示了肠道菌群通过肠-肺轴在COPD机制中的关键作用,发现FMT或补充复合碳水化合物可以缓解COPD症状;② FMT减轻了COPD的主要症状(炎症、肺泡破坏和肺功能受损),以及结肠组织病理和全身免疫改变;③ Muribaculaceae、脱硫弧菌科和Lachnospiraceae相对丰度增加促进了COPD的发病机制,且COPD中微生物葡萄糖和淀粉代谢能力下调;④ 抗性淀粉可减轻COPD小鼠的炎症和肺气肿,菊粉可减缓人类COPD的症状和恶化程度。
Faecal microbial transfer and complex carbohydrates mediate protection against COPD
02-08 , doi: 10.1136/gutjnl-2023-330521
Gut[IF:23]
① 本研究探讨了一种不可吸收的、肠道限制的工程碳珠吸附剂Yaq-001在肝硬化和急性加重慢性肝衰竭(ACLF)模型中的治疗潜力,并评估了它在临床试验中的安全性和耐受性;② Yaq-001能快速吸附内毒素,并显著降低ACLF中的肝损伤、纤维化进展、门脉高压、肾功能障碍和死亡率;③ Yaq-001对内毒素血症、高氨血症、肝细胞死亡、全身性炎症和器官转录组学的严重程度有显著影响,并能调节肝脏、肾脏、脑和结肠的炎症、细胞死亡和衰老;④ Yaq-001降低了类器官的肠道通透性,并对微生物组成和代谢产生积极影响;⑤ Yaq-001作为一种设备在临床试验中达到了其安全性和耐受性的主要终点。
Clinical, experimental and pathophysiological effects of Yaq-001: a non-absorbab le, gut-restricted adsorbent in models and patients with cirrhosis
04-15 , doi: 10.1136/gutjnl-2023-330699
Cell[IF:45.5]
① 清华大学王一国、南方医科大学南方医院张惠杰与团队研究发现了一种新肠道激素Cholesin(肠抑脂素),其具有抑制肝脏胆固醇合成、降低血液胆固醇水平的作用;② Cholesin由此前功能未知的基因编码(人类C7orf50,小鼠3110082I17Rik);③ 肠道的胆固醇吸收可诱导Cholesin生成,肠细胞中,NPC1L1介导的胆固醇摄取促进Cholesin分泌;④ SNP变异rs1007765(位于Cholesin基因3'端附近)能上调Cholesin表达,并与人类血浆胆固醇水平呈负相关;⑤ 机制上,Cholesin进入肝脏后,通过结合孤儿G蛋白偶联受体GPR146,抑制cAMP/PKA-ERK1/2信号通路,从而抑制肝脏中SREBP2控制的胆固醇合成,减少极低密度脂蛋白分泌,降低血浆胆固醇水平;⑥ Cholesin治疗可改善模型小鼠血脂和动脉粥样硬化,与他汀类药物联用效果更佳;⑦ 因此,肠道胆固醇吸收通过Cholesin-GPR146轴抑制肝脏胆固醇合成,为治疗相关疾病提供了新思路。
A gut-derived hormone regulates cholesterol metabolism
03-07 , doi: 10.1016/j.cell.2024.02.024
Cell[IF:45.5]
① CRB1基因突变与可致盲的视网膜退化疾病有关,中山大学中山眼科中心魏来、张峰和中山大学附属第一医院魏泓与团队发表研究,发现Crb1突变相关视网膜退化与肠菌移位有关;② 小鼠中,Crb1在视网膜色素上皮和结肠上皮细胞的顶侧连接复合物中均有丰富表达;③ Crb1 Rd8突变小鼠中,视网膜和肠道的上皮屏障受损,伴随着病变视网膜中多种病灶内细菌的存在;④ Rd8小鼠眼部和结肠屏障功能缺陷导致肠菌移位到视网膜,导致继发性视网膜病变,无菌条件、广谱抗生素处理或在肠道中重新引入功能性Crb1表达,都能在不逆转视网膜屏障缺陷的情况下挽救Rd8突变相关的视网膜退化;⑤ 这些发现为Crb1相关视网膜退化提供了新的病理机制,表明抗微生物药物或是潜在治疗手段。
CRB1-associated retinal degeneration is dependent on bacterial translocation from the gut
02-16 , doi: 10.1016/j.cell.2024.01.040
Cell[IF:45.5]
① 北京大学姜长涛、乔杰院士和庞艳莉、温州医科大学郑明华和北京大学贾彦兴与团队发表重要研究,发现了肠道菌群对胆汁酸的全新修饰类型,揭示了其中的关键肠菌及生物合成途径,解析了这类菌源胆汁酸的生理与病理生理学作用和生物学机制;② 基于点击化学富集策略结合非靶向代谢组学方法,构建了次级胆汁酸挖掘体系,发现了3-琥珀酰胆酸(3-susCA)等多种含有酰基化的、广泛存在的新型菌源胆汁酸;③ 对肠菌进行分离培养和大规模筛选,发现3-susCA的主要产生者是单形拟杆菌,并通过基于活性的蛋白追踪纯化策略发掘出3-susCA合成酶BAS-sus;④ 临床队列分析表明3-susCA与代谢相关脂肪性肝炎(MASH)进程负相关,结合小鼠和体外实验发现,3-susCA可增强有益的嗜黏蛋白阿克曼氏菌(Akk菌)对葡萄糖的胺化与利用,以促进Akk菌生长,改善肠屏障损伤,降低慢性低度炎症,从而改善MASH;⑤ 该研究为挖掘与宿主健康相关的菌源胆汁酸和菌源酶提供了新范式。
Gut symbionts alleviate MASH through a secondary bile acid biosynthetic pathway
04-22 , doi: 10.1016/j.cell.2024.03.034
Immunity[IF:25.5]
① 多发性硬化患者(MS)粪便苯乙胺含量显著高于健康对照且存在性别差异,基因敲除发现小鼠肠上皮细胞只有多巴胺受体D2时,可显著缓解MS疾病进展;② 在DRD2敲除的MS小鼠模型中,伴随着抗菌肽表达量显著减少和肠菌改变,且DRD2作用依赖于肠菌;③ 鉴定出47种只在雌鼠脊髓中有差异的代谢物,其中N-乙酰赖氨酸可显著抑制炎症反应,缓解自身免疫性脑脊髓炎发病;④ N-乙酰赖氨酸可显著降低MS相关小胶质细胞比例,提高增殖性和稳态小胶质细胞比例。
Intestinal epithelial dopamine receptor signaling drives sex-specific disease exacerbation in a mouse model of multiple sclerosis
2023-11-21 , doi: 10.1016/j.immuni.2023.10.016
Cell Host and Microbe[IF:20.6]
① 小鼠中,心理应激使肠上皮的Gpr35表达减少,肠上皮敲除Gpr35可引发菌群依赖性抑郁样行为,与神经可塑性变化有关;② Gpr35-/-小鼠肠道菌群组成和色氨酸代谢物改变,单菌定植表明该小鼠中富集的狄氏副拟杆菌(Pd)可诱导抑郁;③ Pd使色氨酸代谢物吲哚-3-甲醛(IAld)减少、吲哚-3-乳酸增多,二者对抑郁相关脑区伏隔核的神经可塑性呈相反调节作用,补充IAld对应激或肠上皮敲除Gpr35的小鼠具有抗抑郁效果;④ 抑郁症患者中Pd增多、IAld减少。
A Gpr35-tuned gut microbe-brain metabolic axis regulates depressive-like behavior
01-09 , doi: 10.1016/j.chom.2023.12.009
Cell Host and Microbe[IF:20.6]
① 菌群移植表明,口服镁可通过作用于肠道菌群,在小鼠和猪中预防对乙酰氨基酚(APAP)引起的急性肝衰竭(ALF);② 口服镁可改变人和小鼠的肠道菌群组成,富集双歧杆菌,并改变双歧杆菌代谢,促进生成吲哚-3-羧酸(I3C),从而对ALF起保护作用;③ 细菌基因敲除和工程菌实验表明,甲酸C-乙酰转移酶(pflB)是双歧杆菌中生成I3C的关键酶;④ 机制上,I3C通过结合并抑制CYP2E1酶活,减少APAP代谢产生的有害中间体,降低肝细胞氧化损伤。
Oral magnesium prevents acetaminophen-induced acute liver injury by modulating microbial metabolism
2023-12-05 , doi: 10.1016/j.chom.2023.11.006
Cell Host and Microbe[IF:20.6]
① 肝细胞癌(HCC)患者的术后肝功能恢复延迟(DR)与长期生存率降低相关,伴随粪便长双歧杆菌(Bl)减少;② 给小鼠移植患者菌群表明肠道菌群可影响术后肝功能恢复时间,口服Bl可改善小鼠肝功能恢复;③ 针对HCC患者的非盲随机空白对照试验表明,口服含Bl的复合益生菌可促进术后肝功能恢复,缩短住院时间,提高1年生存率;④ Bl可能通过改变菌群代谢(如增加5-羟色胺、次级胆汁酸、短链脂肪酸)来减轻肝脏炎症和纤维化并促进肝细胞增殖。
Bifidobacterium longum promotes postoperative liver function recovery in patients with hepatocellular carcinoma
2023-12-12 , doi: 10.1016/j.chom.2023.11.011
Cell Metabolism[IF:27.7]
① 分析临床队列和小鼠模型发现,猪去氧胆酸(HDCA)类胆汁酸(BA)在NAFLD中耗竭,且与疾病程度负相关;② 多种NAFLD小鼠模型中,口服HDCA或猪胆粉可有效改善NAFLD表型;③ 肝脏BA生物合成从经典途径转变为替代途径(CYP7B1上调、CYP7A1下调)是HDCA抗NAFLD的重要机制;④ HDCA同时通过2个机制调节BA合成:一方面HDCA通过抑制肠FXR激活BA合成的经典和替代两条途径,另一方面HDCA改变肠道菌群,富集有益菌狄氏副拟杆菌及其脂肪酸代谢物γ-亚麻酸,后者通过肝PPARα信号抑制CYP7A1,并激活肝FXR。
Hyodeoxycholic acid alleviates non-alcoholic fatty liver disease through modulating the gut-liver axis
2023-08-16 , doi: 10.1016/j.cmet.2023.07.011
Cell Metabolism[IF:27.7]
① 上海交通大学贾伟、郑晓皎和复旦大学刘铁民与团队发表最新研究,揭示了肠菌产生的神经活性物质高香草酸(HVA)通过调节突触完整性来缓解抑郁症的机制,为抑郁症治疗提供了新思路;② 抑郁症患者和抑郁模型小鼠中,肠道菌群改变,长双歧杆菌(Bl)和肠罗斯氏菌(Ri)减少,伴随血液HVA水平降低;③ Ri能在肠道中促进Bl丰度,而Bl可利用酪氨酸等底物生成HVA;④ 在2种抑郁模型小鼠中,补充HVA、Bl或Ri均能显著改善抑郁症状;⑤ 肠源性HVA能跨越血脑屏障进入大脑,通过抑制微管相关蛋白1轻链3(LC3)和SQSTM1/p62蛋白的过度降解来防止突触自噬性死亡,保护海马体神经元突触前膜。
Gut bacteria-driven homovanillic acid alleviates depression by modulating synaptic integrity
04-05 , doi: 10.1016/j.cmet.2024.03.010
Cell Metabolism[IF:27.7]
① 许多病理状态(如新冠和代谢紊乱)都可增加血栓风险,中山大学孙逸仙纪念医院陈思凡、任萌和广州医科大学附属市八医院李凌华与团队发表最新研究,发现一种宿主和肠菌的共代谢产物会加剧血栓形成,并揭示了其分子机制;② 急性冠脉综合征、缺血性脑中风以及新冠感染患者血浆中2-甲基丁酰基肉碱(2MBC)水平升高;③ 2MBC通过激活p38/cPLA2通路促进血栓素2(TXA2)产生,增强血小板反应性和血栓形成倾向;④ 2MBC直接结合并激活整合素α2β1来传递细胞内信号,以调控细胞功能,基因敲除或药物靶向抑制整合素α2β1可改善2MBC诱导的血小板高反应性和高血栓风险;⑤ 2MBC可由2-甲基丁酸经肠菌转化生成,用抗生素清除肠道菌群可抑制2MBC的转化并阻断其诱导的高血栓风险;⑥ 总之,2MBC是将菌群失调与血栓风险联系起来的潜在代谢物,这些发现为血栓的形成机制和治疗带来新启示。
Gut microbial co-metabolite 2-methylbutyrylcarnitine exacerbates thrombosis via binding to and activating integrin α2β1
02-20 , doi: 10.1016/j.cmet.2024.01.014