宿主-菌群互作

宿主与其肠道菌群的共生关系在漫长的演化过程中不断磨合，宿主遗传学因素对肠道菌群多样性和特定类群丰度的影响已得到公认，但对于人类基因组与肠道微生物组间的遗传学互作，目前仍所知甚少。荷兰格罗宁根大学傅静远教授团队与合作者在Nature发表的一项最新研究，对荷兰9000多人的人类遗传变异SNP与肠道微生物基因组结构变异（SV）之间的关联进行了荟萃分析，发现了特定肠菌SV与人类ABO血型和分泌型状态间的密切关系，揭示了该关联背后的肠菌代谢途径（利用宿主分泌的特定糖分子作为碳源），探索了肠菌的这一代谢功能在宿主ABO基因型与特定肠菌丰度关联中的介导作用，以及对宿主健康的潜在影响。总之，该研究揭示了人体“第一基因组”与共生菌群“第二基因组”之间交互作用的冰山一角，表明人类基因组和肠道微生物组中的基因关联可以为宿主与菌群间的相互关系提供功能性见解，把研究深度从分析微生物种类进一步推向菌群的功能通路和基因水平。

宿主-菌群互作人肠道菌群微生物结构变异遗传学遗传-菌群互作

肠道菌群

Cell子刊：宿主基因对肠道微生物群微妙而持久的塑造（观点）

虽然环境对宿主微生物组的影响已经得到了很好的研究，但宿主遗传是否以及如何影响微生物组还不太确定。近期发表于Cell Host and Microbe的一篇评论性文章讨论了目前支持宿主遗传对常驻微生物和病原微生物影响的文献。未来有必要进行机制性实验研究，以了解宿主基因与微生物组的相互作用。

肠道菌群宿主遗传宿主-菌群互作

半乳凝素4

半乳凝素4帮助抵抗肠道致病菌

半乳凝素4（Galectin-4）在胃肠道上皮细胞中特异性表达，并可结合菌群。PNAS上发表的一项最新研究结果，在感染了肠道沙门氏菌的肠道上皮细胞中，Galectin-4可结合细菌的脂多糖O抗原，抑制细菌在胞内的运动，并激活caspase-1，促进成熟IL-18的产生。

半乳凝素4 肠道致病菌感染研究论文基础研究啮齿动物（小鼠）

肠上皮

肠上皮HDAC3如何协调菌群特异性免疫？

对常驻微生物的异常免疫反应会促进炎症性肠病和其他慢性炎症，然而在粘膜组织中菌群特异性免疫调控机制知之甚少。今日，发表在Journal of Clinical Investigation上的这篇文章，发现上皮细胞组蛋白去乙酰化酶调控CD4+ T细胞亚群的动态平衡，从而使其识别共生菌并控制炎症。

肠上皮宿主-菌群互作肠道免疫 T细胞表观遗传

微生物代谢

Cell子刊：NAD前体在宿主和肠道菌群间循环

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）是哺乳动物和微生物体内重要的氧化还原辅因子，在生物机体代谢、能量合成、细胞DNA修复等多种生理活动中发挥重要作用。近日，美国宾夕法尼亚大学研究人员在Cell Metabolism发表最新研究，发现了小肠和大肠菌群用于NAD合成的主要前体，从而确定了在宿主和微生物间有效共享NAD前体的维生素B3（烟酸）循环。总之，该研究表明宿主或微生物中NAD+代谢的扰动有可能会破坏NAD+体内平衡并影响其他体内生理机能，系统地阐明了NAD前体在宿主组织和肠道菌群间的循环，值得关注。

微生物代谢宿主-菌群互作研究论文基础研究同位素示踪法

鱼类菌群

Nature子刊：101种海洋鱼类的菌群分析

Nature Communications上发表的一项最新研究结果，对101种海洋鱼类的各部位菌群进行分析，鉴定了影响鱼类菌群生物量及多样性的因素，并探索了不同部位的种系共生（phylosymbiosis），同时对比了鱼类与其它脊椎动物（两栖动物、爬行动物、鸟类及哺乳动物）的菌群。

鱼类菌群研究论文基础研究其它动物动物菌群

肿瘤菌群

Nature：瘤内菌群的空间分布，如何影响肿瘤异质性

肿瘤菌群空间分布空间转录组学单细胞RNA测序宿主-菌群互作

宿主-菌群互作

祁斌团队Cell子刊：大肠杆菌激活宿主食物消化系统新机制

肠道菌群在调控食物消化方面可能具有关键作用，然而肠道微生物如何激活食物消化，其机制尚不清楚。近日，云南大学祁斌团队在Cell Host and Microbe发表文章，通过建立线虫食物消化研究体系，揭示大肠杆菌膜蛋白OmpA/F通过多巴胺和NLP-12-CCKR-1抑制先天免疫p38/MK-1通路，从而激活动物食物消化系统。这项研究揭示细菌OMP在调节动物营养吸收以及先天免疫中的关键作用。

宿主-菌群互作 food digestion neural-immune communication E. coli outer membrane proteins PMK-1/p38

宿主-菌群互作

Nature Reviews：铁在宿主-菌群交互中的作用，及其对糖代谢的影响（综述）

微生物和宿主间通过铁发生多重相互作用，近日发表在Nature Reviews Endocrinology上的这篇综述，简要总结了人体对铁的感知和获取，并回顾了调节铁稳态的体液和细胞机制以及这些机制如何影响全身葡萄糖代谢；探讨了外源性铁如何影响肠道菌群的组成，以及肠道菌群如何调节铁稳态；讨论了宿主-微生物-铁代谢交互作用如何影响肠道和全身葡萄糖代谢、脂肪组织功能和肝脂肪变性的进展。总之，宿主-菌群交互获取葡萄糖和铁，有助于选择对人类生存至关重要的最有效途径和基因，具有一定的进化意义。

宿主-菌群互作铁稳态糖代谢肠道菌群肥胖

宿主-菌群互作

Cell子刊：肠菌如何调控小肠上皮稳态？新机制被揭示

肠上皮在感知、整合饮食和微生物信号方面发挥着关键作用，然而肠道菌群和肠上皮细胞（IECs）间的相互作用如何调节近端小肠（尤其是十二指肠）的宿主生理机能，目前的研究尚不清楚。近日发表在Cell Host & Microbe的这篇文章，通过对无菌 (GF) 和不同常规菌群组成的小鼠十二指肠IECs进行单细胞 RNA 测序和菌群分析，发现Faecalibaculum rodentium通过重塑视黄酸-嗜酸性粒细胞-INFγ依赖性回路，从而调节十二指的肠上皮稳态。

宿主-菌群互作小肠肠道菌群肠上皮视黄酸

宿主-菌群互作

单细胞测序研究菌群对小肠上皮细胞的影响

由于肠道菌群和肠上皮细胞结构的复杂性，了解菌群和肠上皮细胞之间的动态关系一直是一项挑战。近日发表在Gut Microbes上的文章，通过对无菌和无特定病原体小鼠的肠上皮细胞进行单细胞RNA测序，描绘了单细胞分辨率下肠道菌群对小肠上皮细胞的细胞和转录的影响，为未来研究菌群在肠道健康和疾病中的作用机制提供了指导。

宿主-菌群互作肠上皮单细胞测序肠道菌群

IBD

东北农业大学：宿主-菌群互作如何影响IBD猪模型的疾病抗性

东北农业大学的孟庆伟团队与石宝明团队在Microbiome上发表的一项最新研究结果，构建了两种IBD猪模型，发现相比于约克夏猪，民猪对急性结肠炎有明显抗性。机制上，民猪肠道中的有益菌及肠道屏障功能相关的菌群代谢产物富集，且Th2型免疫应答更强，而约克夏猪肠道中的有害菌富集，且Th1及Th17型免疫应答更强。

IBD 研究论文基础研究其它哺乳动物（猪羊牛等）猪

肠道菌群调节

Science：调控菌群稳态，肠道生理状态很重要（综述）

肠道菌群调节宿主-菌群互作

宿主-菌群互作

杨仕明+唐波+赵晓晏：TLR4与Akk菌互作，调节肠道免疫以抑制结肠炎

Toll样受体4（TLR4）在肠道菌群与宿主免疫的互作中发挥重要的介导作用。陆军军医大学第二附属医院杨仕明、唐波、赵晓晏与团队，近期在Microbiome发表研究，发现TLR4通过促进Akk菌在肠道中的定植，进而上调RORγt+ Treg细胞介导的免疫反应，在小鼠中对结肠炎起保护性作用。

宿主-菌群互作 RORγ+ Treg AKK菌菌群-免疫互作 TLR4

宿主-菌群互作

宿主遗传、菌群与疾病间的关联

既往研究鉴定出一系列人类肠道微生物组关联变异（MAVs），将人类的遗传变异与肠道微生物组的组成或其中特定微生物的相对丰度联系起来。但这些关联对疾病等临床特征的影响，尚待揭示。PNAS近期发表的这项研究，基于已发表的数据，收集整理了近千个MAVs，建立一套基因组、微生物组和人类疾病之间的关系。

宿主-菌群互作微生物组全基因组关联分析菌群相关疾病肠道菌群宿主遗传

宿主-菌群互作

ERN2介导宿主-菌群互作，促进结肠杯状细胞发育

胃肠道和呼吸道黏膜表面的上皮细胞独特地表达ERN2/IRE1β，这是进化上最保守的内质网应激传感器ERN1/IRE1α的一个类似物。ERN2如何在宿主-环境界面发挥作用，以及为什么会演化出第二个类似物，还不完全清楚。Journal of Clinical Investigation发表的这项研究对上述问题进行了探索，表明ERN2介导肠道微生物和结肠上皮之间的相互作用，从而维持肠道稳态和宿主防御。

宿主-菌群互作肠屏障杯状细胞肠道菌群内质网应激

肠道菌群代谢产物

王军团队：肠道菌群-宿主互作中的代谢物

肠道菌群代谢产物在健康与疾病中的作用正在得到越来越多的关注。EBioMedicine近期发表了中科院微生物所王军团队的综述，总结了复杂疾病中肠道菌群代谢物的变化，探讨了其中的相关性、因果性和机制，阐述了肠道菌群和药物之间的相互作用对药物疗效的影响，并讨论了从菌群代谢物中开发药物的研究方向和策略。

肠道菌群代谢产物药物-菌群互作宿主-菌群互作

宿主-菌群互作

Nature子刊：宿主转录组+肠道菌群，鉴别不同肠道疾病的特性和共性

肠道菌群和宿主基因调控都可参与胃肠道疾病的发生发展，但尚不清楚这二者如何互作以影响宿主疾病。Nature Microbiology近期发表的一项研究，建立了一个用于整合多组学高维数据集的机器学习框架，并用该方法在三种肠道疾病中，鉴定了疾病间特有和共有的宿主基因-微生物组关联，为进一步研究菌群影响疾病的机理提供了新线索。

宿主-菌群互作多组学转录组肠道菌群

新方法

Science：新方法！记录细菌基因表达，揭示肠道中发生了啥

肠道内的细菌通过不断调整其基因表达，来适应与饮食和疾病有关的肠内环境。Science发表的一项最新研究，报道了一种新工具Record-seq系统。基于这种方法构建的工程菌，其瞬时表达的mRNA在逆转录酶Cas1-Cas2复合物的作用下，会被整合到质粒编码的CRISPR阵列中，从而"记录"细菌在小鼠肠道内的基因表达历史，并能阐明细菌对肠道环境扰动（如饮食、炎症和其他肠菌）的反应。该方法可用于对肠道进行无创测量，在菌群基础研究和诊断应用方面具有潜力。

新方法工程菌细菌基因表达宿主-菌群互作细菌间互作

宿主-菌群互作

Nature子刊：IBS中的菌群-宿主互作新机制

肠道蛋白酶介导消化和免疫信号，其活性异常升高会破坏肠道屏障并产生内脏超敏反应，从而可能引起肠易激综合征（IBS）等肠道疾病。Nature Microbiology近期发表的一项研究，通过分析感染后IBS患者的样本，结合小鼠实验，表明肠道菌群通过表达β-葡萄糖醛酸酶，促进生成非结合型胆红素，从而抑制肠腔内的蛋白酶活性；而IBS中的菌群变化使得这一机制出现问题，导致肠腔蛋白酶活性升高。这些发现揭示了调控肠腔蛋白酶稳态的一种宿主-菌群互作新机制，提示靶向肠腔蛋白酶平衡的菌群干预方法，或能用于改善IBS等肠道疾病。

宿主-菌群互作肠易激综合征肠道菌群蛋白酶胆红素

肝癌

肠-肝轴：宿主-菌群互作影响肝癌发生（综述）

肿瘤微环境具有表现型和功能性的异质性，而这种异质性受宿主菌群效应影响。这些宿主菌群可以适应环境动荡，进而影响宿主-菌群互作。在肠-肝轴中，菌群及其代谢物可以直接或间接调控肝脏基因表达，或可破坏肠肝轴平衡，促进肝癌发生。

肝癌肠-肝轴宿主-菌群互作

肠道屏障

Cell：黏蛋白唾液酸化增强肠道黏液屏障，促进与菌群和谐共生

肠道黏液层构成了防止细菌入侵的第一道防线，也为菌群提供营养和栖息地，促进宿主-菌群共生。然而，宿主如何控制黏液屏障的完整性以及与菌群的共生关系，这其中仍有很多未知。Cell最新发表了美国NIH吴船团队与合作者的研究，发现由唾液酸转移酶ST6GALNAC1（ST6）介导的黏蛋白唾液酸化（一种糖基化修饰），可保护肠道黏液屏障（防止其被细菌降解），并调控肠道菌群稳态，从而影响宿主对肠道炎症的易感性。这些发现强调了黏液屏障在宿主-菌群共生关系以及肠道炎症性疾病发生发展中的重要性，为炎症性肠病（IBD）等相关疾病的治疗提供了新思路。

肠道屏障唾液酸化黏蛋白糖基化宿主-菌群互作肠道菌群

胃癌

贾伟等：胆汁酸与菌群的互作促进胃癌发生

胆汁反流性胃炎（BRG）与胃癌的发生有关，但具体机制尚不清楚。上海交通大学附属第六人民医院贾伟、赵爱华与团队在Advanced Science发表最新研究，通过患者样本分析以及细胞和小鼠实验，发现结合型胆汁酸和细菌脂多糖在胃部的增多可能在BRG相关胃癌中起关键作用，并揭示了其促进胃部炎症和癌病的信号通路，而用隐丹参酮（丹参中的一种天然产物）进行靶向性治疗能有效防止胆汁反流诱导的胃癌前病变。这些结果揭示了胆汁反流促进胃癌发生的新机制，并为预防BRG相关胃癌提供了一种新策略。

胃癌胆汁酸微生物组胆汁反流宿主-菌群互作

遗传-菌群互作

遗传-菌群互作宿主-菌群互作研究论文基础研究 IBD

宿主-菌群互作

Cell子刊：菌群定植如何影响斑马鱼肠道细胞的基因表达？

肠道菌群的代谢物可直接影响动物宿主的生长、分化和发育，但目前对菌群诱导的细胞特异性反应缺乏系统性的了解。Cell Reports近期发表的文章，通过对常规和无菌条件下饲养的斑马鱼幼虫肠道和相关组织的细胞转录组进行分析，提供了发育中鱼肠道中肠道细胞组成的高分辨率图谱，并详细说明微生物组对每种细胞类型的影响。

宿主-菌群互作斑马鱼肠道菌群发育

多发性硬化

多发性硬化中的宿主-肠道菌群互作变化

来自EBioMedicine上发表的一项最新研究，对比了24名未经治疗的复发缓解型多发性硬化（MS）患者及25名年龄、性别、种族相匹配的健康对照的肠道菌群、血液代谢组及血液免疫细胞亚群，分析了MS患者的血液代谢组、菌群-免疫互作及菌群-血液代谢组互作的失调，并鉴定出了与患者的残疾程度相关的特定分类群。

多发性硬化研究论文基础研究宿主-菌群互作纵向队列研究

肠道菌群代谢

Science：动物冬眠时不吃不喝如何保住肌肉量？肠道菌群在帮忙

冬眠时，动物通过降低新陈代谢来减少能量需求和实现长期禁食，从而度过食物匮乏的冬季。然而，禁食期间动物无法从食物中获取氮，这是动物在冬眠时维持自身蛋白质稳态（如维持肌肉量和功能）所面临的一个重要挑战。Science发表的这项最新研究，以冬眠动物某种地松鼠（Ictidomys tridecemlineatus）为研究对象，分析了其肠道菌群介导的尿素氮循环再利用的情况。结果表明，肠道共生菌能回收利用宿主代谢产生的尿素，将尿素中的氮转化为可被宿主吸收的含氮代谢物（如氨和氨基酸），使得氮能够被宿主回收利用，从而帮助维持蛋白质稳态。这些发现揭示了肠道菌群在动物冬眠期间的功能作用，其背后的生物学机制或有助于研究改善肌肉萎缩的干预方法。

肠道菌群代谢冬眠氮代谢宿主-菌群互作蛋白质稳态

IIA型分泌磷脂酶A2（sPLA2-IIA）

IIA型分泌磷脂酶A2通过调节肠道菌群及脂质组以促进炎症

IIA型分泌磷脂酶A2（sPLA2-IIA）可水解磷脂。sPLA2-IIA对真核细胞膜的活性较差，但可有效地水解细菌膜。JCI insight上发表的一项最新研究结果，发现sPLA2-IIA可通过改变肠道菌群组成，并调节脂质组（尤其是细菌产生的脂质），以促进小鼠的炎症性关节炎。

IIA型分泌磷脂酶A2（sPLA2-IIA）脂质组研究论文基础研究啮齿动物（小鼠）

TP53突变

TP53突变或影响唾液酸代谢，促肠道菌群失调和炎症

TP53突变研究论文基础研究其它动物唾液酸代谢

药物研发

中国药科大学Cell子刊：基于肠道菌群代谢物-靶点组互作的药物研发新思路（综述）

肠道菌群产生大量的代谢物，与宿主的靶点组（targetome）形相互作用网络，传递信号，在不同的生理层面上调控宿主功能和健康。研究菌群代谢物的靶点和机制，有助于阐释疾病机理，为药物研发提供靶点和思路。中国药科大学郝海平团队近期在Cell Metabolism发表长综述，详细介绍了菌群的生物活性代谢物的靶点组和信号组的研究进展，总结了菌群的信号代谢物在协调宿主-菌群互作中的独特特征，提出了基于“代谢-仿生学”的药物发现的概念和药物设计思路。文章干货很多，推荐专业人士参考。

药物研发肠道菌群代谢产物宿主-菌群互作