无菌小鼠

认知发育肠道代谢物无菌小鼠

肠道菌群是运动训练对代谢健康益处的重要介质和调节因子，然而，目前对肠道菌群介导运动效果和增加宿主运动能力的机制的了解仍然有限。Experimental and Molecular Medicine上近期发表的研究，验证了无菌（GF）小鼠中葡萄糖代谢降低是否与运动能力受损有关，确定SPF和GF小鼠骨骼肌中葡萄糖和糖原代谢和储存能力的变化。结果表明，肠道菌群消耗会损害骨骼肌中葡萄糖吸收和储存能力，脂肪作为替代能量来源的使用增加和脂肪褐变能力增强，使得GF小鼠使用了更多的能量，这可能会阻碍ATP合成，导致运动能力下降。

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大肠杆菌

产colibactin大肠杆菌如何促结肠炎？

colibactin是一种由携带pks基因组岛的大肠杆菌菌株产生的细菌基因毒素，可诱导细胞病变效应。colibactin是否以及如何影响结肠黏膜完整性，以及pks+大肠杆菌是否参与结肠炎的发病机制尚不清楚。近日，柏林医学系统生物学研究所研究人员在Gut Microbes发表最新研究，通过动物实验发现pks+大肠杆菌是促进严重损伤的致病共生菌，在与结肠上皮接触时会启动促炎轨迹，引发组织完整性造成慢性损伤，值得关注。

大肠杆菌黏膜屏障研究论文基础研究无菌小鼠

器官移植

肠道菌群介导肥胖引起的高血糖和器官移植排斥

肥胖是一种慢性低水平炎症状态，会缩短器官移植后病人的生存期，并增加术后并发症的风险。此外，移植后使用免疫抑制剂还会增加糖尿病风险。近期发表于American Journal of Transplantation上的研究，讨论了肠道菌群对饮食性肥胖相关移植排斥反应和高血糖的影响。结果表明，高脂饮食通过菌群依赖和非依赖两种机制诱导全身炎症和加剧移植排斥反应，而其促进高血糖的作用更多地依赖于饮食与肠道菌群的相互作用。

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肺炎克雷伯菌

Nature子刊：靶向肺炎克雷伯菌治疗原发性硬化性胆管炎

原发性硬化性胆管炎（PSC）是一种特发性、异质性胆汁淤积性肝病，其特征是持续性进行性胆道炎症和纤维化，导致肝硬化和终末期肝病，除肝移植外，尚未开发出治疗PSC的有效药物。肺炎克雷伯菌（Kp）广泛存在于PSC患者粪便中，口服靶向Kp的噬菌体疗法治疗肠道炎症已被证明其安全性和潜力。然而，噬菌体治疗肝胆疾病在人群中的持续性和可行性仍然未知。发表于Nature Communications上的文章，在PSC患者和SPF/GF小鼠中验证了Kp与PSC的联系，证明靶向PSC中Kp的裂解噬菌体混合物能够缓解肝脏炎症和PSC的严重程度。

肺炎克雷伯菌噬菌体疗法研究论文基础研究原发性硬化性胆管炎患者

Roux-en-Y胃旁路手术（RYGB）

Cell子刊：RYGB减肥手术粪菌移植改善无菌小鼠胰岛素敏感性新机制

目前，针对严重肥胖病例，减肥手术特别是Roux-en-Y胃旁路手术（RYGB），仍然是常见的治疗手段。减肥手术后，肠道菌群的改变与患者代谢的改善密切相关。虽然肥胖患者的粪菌移植实验表明，肠道菌群在减肥手术后的代谢改善中起着重要作用，但因果关系仍有待证实。Cell Reports Medicine近期发表的文章，研究了肥胖患者RYGB手术前后粪菌移植对无菌小鼠的影响。结果表明，与手术前的粪便相比，接受RYGB手术后的粪便改善了西方饮食喂养的无菌小鼠体内代谢，并伴随有菌群组成的变化和代谢组学的差异。

Roux-en-Y胃旁路手术（RYGB）肥胖 2型糖尿病研究论文基础研究

菌群移植

魏泓等：全肠菌群移植比粪菌移植更有效改善小鼠结肠炎

粪菌移植（FMT）是治疗炎症性肠病（IBD）的一种新兴而有效的治疗方法。此前研究表明，与FMT相比，全肠菌群移植（WIMT）可以更精确地复制群落结构，降低宿主的炎症反应。同济大学上海第十人民医院、华中农业大学魏泓团队近期在Frontiers in Immunology发表研究显示，WIMT可比FMT更有效地降低DSS诱导的无菌小鼠结肠炎易感性。

菌群移植全肠菌群移植粪菌移植炎症性肠病无菌小鼠

动物菌群

倪学勤等：在小鼠中再现大熊猫的肠道菌群特征

四川农业大学的倪学勤和Jinge Xin团队在Microbiology spectrum发表文章，探究如何构建动物模型用于研究大熊猫的肠道菌群与消化疾病之间的关系。研究发现，相比于抗生素处理的假无菌小鼠，将大熊猫的粪菌移植到无菌小鼠能更好地再现大熊猫的肠道菌群特征。

动物菌群大熊猫无菌小鼠粪菌移植

高血压

高血压器官损伤程度与肠道菌群有关

高血压可导致心脏和肾脏损伤，且肠道菌群与高血压密切相关，但背后的贡献难以量化。Cardiovascular Research上发表的一项最新研究，通过对比无菌小鼠和有菌群定植的小鼠，分析了菌群对高血压中的器官损伤的影响，表明高血压靶器官损伤的发展一定程度上取决于菌群定植状态。其中，无菌小鼠的高血压靶器官损伤加剧，该现象在肾脏中比在心脏中更明显。健康菌群可通过调节代谢物（如产生有抗炎作用的短链脂肪酸），减少小鼠在高血压下的炎症水平，减轻靶器官损伤。

高血压菌群炎症肾脏心脏

溃疡性结肠炎(UC)

Nature子刊：多组学分析揭示促结肠炎的肠菌酶

本研究中，作者有效地收集了溃疡性结肠炎（UC）患者的广泛宏组学特征并将其转化为具有生物学和治疗价值的假设。除了体外和体内验证外，通过整合粪便宏蛋白质组学、代谢组学、16S基因扩增子测序、鸟枪宏基因组测序、宏蛋白组学和血清蛋白质组学，作者证明了某些菌群成员，如普通拟杆菌（Bacteroides vulgatus）可能通过蛋白酶活性加剧UC疾病的活性。此外，鉴于作者的体外和体内实验的前景，本研究为进一步研究拟杆菌属蛋白酶抑制作为UC的治疗方法奠定了基础。总的来说，该研究突出了关于蛋白水解在拟杆菌中的作用的有前景的研究领域，并证明了源自普通拟杆菌的蛋白水解可能与UC病理学和治疗有关。

溃疡性结肠炎(UC) 肠道菌群多组学分析蛋白酶无菌小鼠

肠-脑轴

Cell子刊：乙酸是调控小胶质细胞的关键菌群代谢物

小胶质细胞是中枢神经系统中的组织巨噬细胞，是大脑的关键固有免疫细胞，其特征和功能受肠道菌群的影响。此前研究显示，菌群产生的短链脂肪酸（SCFA）可调节小胶质细胞的成熟和功能，但其具体机制尚未完全解析。Cell Metabolism发表的一项最新研究表明，乙酸是调控小胶质细胞的关键SCFA，可影响小胶质细胞在健康和神经疾病状态下的代谢和功能。

肠-脑轴肠道菌群代谢产物乙酸小胶质细胞短链脂肪酸

胃癌

Gut：移植胃癌患者的胃部菌群，使无菌小鼠出现胃癌病变

胃癌无菌小鼠胃部菌群

卡拉胶

王欣+于广利+魏泓：卡拉胶寡糖及其降解细菌诱导小鼠肠炎

肠道是饮食和药物成分发生二次反应的大熔炉，2021年8月13日，Journal of Genetics and Genomics在线发表了浙江省农科院省部共建农产品质量安全危害因子与风险防控国家重点实验室王欣研究员团队、中国海洋大学于广利教授团队和中国人民解放军陆军军医大学魏泓教授团队合作完成的“Carrageenan oligosaccharides and associatedcarrageenan-degrading bacteria induce intestinal inflammation in germ-free mice”的研究论文。该论文报道了肠道分离获得的卡拉胶降解菌可以加重诱发直肠炎症。该研究为进一步认识卡拉胶的安全性，规范卡拉胶在食品和药品生产中的应用提供参考。

卡拉胶肠道细菌木糖拟杆菌 RNA-seq 免疫

饮食-菌群-宿主互作

菌群结构显著影响膳食纤维的代谢调节功效

尽管膳食可发酵纤维的促健康作用得到广泛认可，但是人群研究的数据却难以对膳食可发酵纤维的作用得到一致的结论。Microbiome近期发表一项基于无菌小鼠的研究，阐释了肠道菌群的个体间差异决定了膳食纤维对宿主代谢表型的不同影响，表明了一刀切的膳食纤维补充方法难以在个体间产生一致的效果。该研究对于进一步探索肠道菌群-饮食相互作用对宿主代谢的影响具有重要参考价值，有助于制定个性化的膳食干预措施。

饮食-菌群-宿主互作膳食可发酵纤维研究论文代谢功能基因调控

食源性肥胖

肠道菌群并非食源性肥胖的不可或缺因素

先前研究发现，无菌小鼠比正常小鼠更瘦，且表现出食源性肥胖的抗性，提示肠道菌群与肥胖及代谢疾病的因果关联。Acta Physiologica上发表的一项最新研究，发现在喂食西式饮食的情况下，无菌小鼠与正常小鼠同样可发展出肥胖、糖耐受受损、肝脏脂肪变性及脂肪组织炎症，提示肠道菌群可能并非食源性肥胖发生的必需因素。

食源性肥胖 Diabetes Diet germ‐free mice Metabolic syndrome

妇科肿瘤

肠道菌群可预测化疗后体重增加？

辅助化疗导致大约三分之一的女性患者体重增加、葡萄糖不耐受和高血压，而这些事件背后的机制还不清楚。发表在BMC Medicine的研究评估接受辅助化疗的乳腺癌和妇科癌症患者的微生物组和体重增加之间的关系。该研究发现，患者粪便微生物组与辅助化疗后体重增加相关，且影响无菌小鼠代谢，目前仍需大规模队列研究验证该结论。

妇科肿瘤 Microbiome Weight gain Adjuvant chemotherapy Cancer

限菌动物模型

定植人类粪菌的小鼠，其肠道菌群与人的相似度有多高？

将人体菌群移植给无菌小鼠，是研究菌群与疾病关系的重要试验手段。《ISME Journal》发表的一项最新研究，通过分析序列变异（sequence variant）数据，来确定哪些供体细菌成功植入到受体小鼠中。结果表明，受体小鼠的菌群仅能在一定程度上反映供体菌群的组成。这些发现再次提示人们，动物模型中得到的结论能否直接外推到人体，需要打个问号。

限菌动物模型 microbial ecology Microbiome 微生物生态学肠道菌群

骨关节炎

程磊+周学东+魏泓等：肠道菌群与骨关节炎的直接关联

骨关节炎 Inflammation knee osteoarthritis Osteoarthritis 肠道菌群

代谢组学

Nature：全面分析菌群对宿主代谢组的影响，发现新型结合型胆汁酸

在宿主与微生物的共生系统中，菌群产生的大量生物活性分子，对宿主生理具有不可忽视的影响。Nature最新发表的一项研究，用质谱信息学和数据可视化方法，系统性分析了菌群对小鼠代谢组的影响，意外地发现了一类新型的氨基酸结合型胆汁酸，代表了菌群的第5种胆汁酸代谢机制。研究者通过使用Mass Spectrometry Search Tool分析了上千个公开的数据集，确认了这些胆汁酸也存在于人类中，并且在炎症性肠病和囊性纤维化患者中更常见。细胞和小鼠试验表明，这些胆汁酸可能通过作用于FXR通路影响宿主生理。该研究为用代谢组学方法研究菌群-宿主互作带来新启示。

代谢组学胆汁酸代谢 metabolomics Microbiome 微生物组

结直肠癌

Cell子刊：大肠癌微生物组，如何从宏组学走向机制研究？（综述）

来自宏基因组分析的大量证据表明，在结直肠癌（CRC）患者的肠道中普遍存在一种病理性微生物失衡或失调状态。已经鉴定出几种微生物类群与CRC显著相关，但其潜在促癌机制仍未阐明。最新发表在Trends in Microbiology的综述提供了一份关于CRC肠道菌群当前知识的调查。除了观察性研究，该综述还概述了新的实验方法，以获得生态系统级的机制以理解肠道微生物在癌症发病机制中的作用。

结直肠癌肠道菌群代谢促癌机制肠道芯片

菌群产物

Science：研究肠道菌产物对宿主影响的新利器

肠道菌群可产生大量多样化的生物活性分子，对宿主的生理活动和健康产生影响。然而由于缺乏相应的遗传操纵工具，人们一直难以深入分析特定细菌产物对宿主的影响和作用机制。比如哺乳动物肠道中常见的共生梭菌，就是一类难以进行遗传操纵的细菌。Science最新上线的一项研究报道了一种可对梭菌进行多基因敲除的方法，并通过小鼠定植实验，发现生孢梭菌产生的支链短链脂肪酸对宿主的免疫调控功能。这种方法不仅可研究梭菌等细菌产生的分子对宿主的影响，也可通过编辑特定细菌的基因组，实现对特定菌群产物的调控。

菌群产物梭菌 CRISPR-Cas9 基因编辑短链脂肪酸

衰老

Science子刊：健康老年肠道菌群对年轻小鼠更有益？

肠道菌群随年龄增长而变化，但是这些变化对宿主生理的影响尚不清晰。Science Translational Medicine近期发表一项研究发现，相较于移植年轻小鼠的肠道菌群，给无菌小鼠移植健康老年小鼠肠道菌群，反而在神经元生成和激活长寿信号通路方面更有益处。进一步分析表明这些益处是由菌群产生的丁酸所介导的，而且与受体小鼠的年龄有关——在老年受体小鼠中没有观察到产丁酸菌富集和相关健康益处。

衰老肠道菌群无菌小鼠粪菌移植神经发生

重症肌无力

谢鹏+余刚+魏泓：重症肌无力患者的肠道菌群和代谢组特征

重症肌无力是一种获得性自身免疫疾病，Advanced Science近期发表了由重庆医科大学第一附属医院谢鹏、余刚和中山大学第一附属医院魏泓共同主导的研究，揭示了重症肌无力患者的肠道菌群和粪便代谢组特征，鉴定出可用于区分患者和健康人的菌群和代谢物标志物，并在无菌小鼠中通过粪菌移植实验阐释了菌群失调对疾病发生的促进作用。

重症肌无力肠道菌群粪便代谢组生物标志物无菌小鼠

骨骼肌

Science子刊：肠道菌群可影响肌肉质量和功能

骨骼肌在运动和代谢调控方面都有重要作用。《Science Translational Medicine》本周发表的一项研究，通过对比无菌和有菌小鼠，揭示出肠道菌群对骨骼肌的质量和功能的影响。

骨骼肌肠道菌群无菌小鼠肌肉萎缩 Jian Han

饮食-菌群互作

富含麦麸的食物对肠道菌群及其代谢产物的影响

很多证据显示，全谷饮食可降低多种慢性疾病的风险，肠道菌群可能有一定介导作用。《Microbiome》发表的一项最新研究显示，富含麦麸的饮食可改变小鼠肠道菌群，促进菌群将饮食中富含的甘氨酸甜菜碱代谢为其它甜菜碱类化合物，可能是全谷饮食改善健康中的一环。

饮食-菌群互作 betaine bran colon model Diet-microbiota interaction

生物标志物

粪便miRNA可反映肠道菌群的健康程度

来自Theranostics上发表的一项最新研究，利用无菌小鼠和粪菌移植，发现粪便miRNA谱与某些炎症及IBD相关的特定菌种密切相关，且与菌群组成相比，可更好地反应肠道菌群的“健康程度”。

生物标志物生物标志物 MiRNA 动物实验无菌小鼠

肠-肝-脑轴

肠道菌群影响肝硬化小鼠的神经炎症

来自《Hepatology》上发表的一项最新研究，发现在肝硬化小鼠模型中，肠道菌群影响了神经炎症及脑中的多项指标，提示肠-肝-脑轴在肝性脑病中发挥重要调节作用，以及粪菌移植可能是治疗肝性脑病的有效方法。

肠-肝-脑轴 fecal microbial transplant Germ-free Hepatic Encephalopathy neuroinflammation

生热作用

中科院遗传发育所：肠道菌群或帮助宿主对抗寒冷

来自中国科学院遗传与发育生物学研究所的Speakman团队，在《Cell Reports》上发表一项最新研究，发现肠道菌群在调控宿主的脂肪生热、维持体温过程中有重要作用，丁酸盐可能介导了该调控作用。该结果对进一步阐释肠道菌群-宿主互作、宿主体温维持机制具有重要参考价值。

生热作用脂肪生热 IL-4 UCP1 antibiotics

噬菌体

Cell子刊：噬菌体可能加重肠道炎症

噬菌体是广泛分布于肠道菌群中。Cell Host and Microbe近期发表研究，发现噬菌体可改变哺乳动物粘膜免疫，进而影响健康。本研究有助于阐释人类结肠炎病症程度和治疗有效性，也有助于拓展肠道病毒组研究，值得参考。

噬菌体肠道炎症动物实验人体研究肠道免疫

食物过敏

高脂饮食或可通过改变菌群促进食物过敏

食物过敏高脂饮食 food allergy IgE Basophils