群体感应

细菌群体感应（QS）作为细菌交换信息和相互作用的重要机制，具有普遍性、特异性和调控能力，但细菌QS如何调控人类微生物群落的组装过程尚不清楚。近日，中山医学院丁涛及团队在Microbiome发表最新研究，利用在体外搭建的优化的口腔生物被膜（OBM）的组装平台，结合体外模型培养、宏基因组测序、高通量数据分析以及信号干扰实验，发现OBM的组装过程中，依次处于优势地位的核心菌会通过时序性的QS网络进行信息交流实现菌种间互作，推动菌群结构的序贯演替，值得关注。

群体感应菌群组装研究论文基础研究口腔生物被膜

菌群定植

王四宝团队Cell子刊：群体感应如何帮“好菌”在蚊子肠中安家，抵抗疟原虫？

尽管肠道微生物与宿主的共生关系在防止病原体感染方面至关重要，但目前对于共生菌如何在肠道内稳定定植的机制还所知有限。解脲沙雷氏菌Su_YN1是蚊子的一种肠道共生菌，可以抵抗疟原虫对蚊子肠道的定植，在阻断蚊子传播疟疾方面具有应用潜力。中国科学院分子植物科学卓越创新中心王四宝团队在Cell Host & Microbe发表的一项最新研究，探索了Su_YN1在蚊子肠道内适应并定植的调控机制。他们发现，蚊子吸血后，Su_YN1的群体感应系统激活，释放的群体感应分子C6-HSL通过激活苯丙氨酸代谢，驱动外膜囊泡的生成，从而促进Su_YN1对蚊子肠道的适应和定植，增强对疟原虫的定植抗性。该研究揭示了群体感应调控共生菌肠道定植的新机制，为提高共生菌对病原体的抵抗、防控疟疾等蚊媒传播疾病提供了新思路。

菌群定植肠道菌群按蚊群体感应蚊媒疾病

单核苷酸变异

朱立新/刘占举/朱瑞新/焦娜等：肠菌单核苷酸变异助力大肠癌早期无创筛查

结直肠癌是全球第三大恶性肿瘤，影像学检查、内镜检查、粪便隐血检测以及液体活检等是常见的筛查策略。然而，目前这些方法仍存在假阳性高、敏感性低等问题，亟需开发准确度和敏感性更高的早筛标志物。近日，中山大学朱立新、同济大学附属第十人民医院刘占举和朱瑞新、浙江大学焦娜及团队在Gut Microbes发表最新研究，整合了多队列全宏基因组测序数据，并系统评估了多模态微生物标志物对于结直肠腺瘤的诊断效能，最终揭示了微生物单核苷酸变异作为疾病诊断标志物的潜力巨大，值得关注。

单核苷酸变异早期诊断研究论文基础研究肠道菌群

环境方差

环境变化的选择会改变驱动兔恢复力的肠菌组成

了解宿主微生物组如何塑造表型并参与宿主对选择的反应对于进化论者和动植物育种者来说至关重要。目前，恢复力的选择被认为是提高畜牧系统可持续性的关键一步。环境方差（V E），即性状的个体内部方差，已被成功地用作动物复原力的代表。近日，西班牙瓦伦西亚理工大学研究人员在Microbiome发表最新研究表明，在相同环境条件下，对产仔数的环境方差进行选择可以改变动物的肠道微生物组，值得关注。

环境方差肠道菌群研究论文基础研究宏基因组学

瘤胃菌群

沈锡辉团队：探索瘤胃菌群中AI-2介导的种间通讯

瘤胃中具有复杂菌群，微生物可附着在植物表面进行植物降解以启动生物膜形成，并将饲料转化为营养物质和能量；群体感应 (QS) 是一种由自诱导物 (AI) 介导的细胞间通讯机制，微生物利用自合成的特异性QS信号分子，调节菌群中基因的表达，从而触发趋化性和生物膜形成等社会行为。目前QS已在纯培养条件下的模式微生物中得到了广泛的研究，然而其在复杂的细菌群落（例如瘤胃菌群）中的机制尚不清楚。近日，西北农林科技大学张磊团队联合沈锡辉团队在Microbiome发表文章，系统地分析了瘤胃微生物基因组和元转录组中参与细胞间通讯的基因/蛋白质，揭示了QS在瘤胃中的重要性，并表明自身诱导因子-2（AI-2）介导不同瘤胃微生物间的种间交流。

瘤胃菌群群体感应

群体感应

乔建军等：系统解析基于群体感应的药物-微生物-疾病互作关系

药物分子可能与肠道微生物的群体感应（QS）受体结合，影响微生物的QS调控，从而影响菌群的组成和功能。天津大学乔建军、李艳妮和中南大学郭菲与团队近期在Science China Life Sciences发表文章，建立了基于QS的药物-微生物-疾病（QS-DMD）数据库（http://www.qsdmd.lbci.net），系统性分析了微生物与药物间的相互作用，并构建了药物-QS受体-微生物-疾病的系统框架和互作网络。该研究为揭示药物-菌群互作以及研发靶向肠道微生物QS系统的药物提供了新资源。

群体感应药物-菌群-宿主互作肠道菌群微生物-疾病关联

群体感应

乔建军+郭菲+杨爱东：构建人类肠道菌群群体感应网络

群体感应（QS）是微生物之间交流的一种主要方式。Nature Communications近期发表了来自天津大学乔建军团队、中南大学郭菲团队、牛津大学杨爱东团队的合作研究，建立了人类肠道菌群的QS数据库（http://www.qshgm.lbci.net/）和QS通讯网络，为进一步解析肠道菌群互作、构建合成菌群和开发微生态疗法具有重要参考意义。

群体感应肠道菌群数据库

变形链球菌

Nature子刊：黏蛋白O-聚糖“驯化”潜在致病菌

黏液屏障内含有数万亿的微生物，同时可防止病原菌定植。在口腔中，含有黏蛋白MUC5B和MUC7的唾液形成一层薄膜，覆盖在软组织和牙齿上，以防止口腔病原体（如变形链球菌）的感染。唾液黏蛋白可以通过选择性的凝集素活性和细菌结合而直接与微生物相互作用，但唾液保护功能的范围和基础尚不清楚。Nature Microbiology近期发表的文章，黏蛋白中的MUC58通过O-聚糖抑制群体感应相关基因的表达，从而减少遗传转化，即黏蛋白O-聚糖是宿主用于“驯化”潜在致病微生物而不杀死它们的一种策略。同时，识别黏蛋白中结构与效应的关系，将使未来的研究更深入到机理，有助于筛选哪些变形链球菌成分是黏液聚糖发挥其作用所必需的。

变形链球菌黏蛋白群体感应遗传转化

菌群-肠-脑轴

压力通过肠道菌群影响抑郁发生的新机制

肠道菌群失调与重度抑郁症存在关联，The American Journal of Psychiatry发表的一项新研究发现，在应激诱导的小鼠抑郁模型中，菌群中的分节丝状菌可产生群体感应分子AI-2，AI-2通过升高肠道中的血清淀粉样蛋白SAA1和2的表达水平，促进辅助性T细胞17的分化和在大脑中积累，从而增加小鼠的抑郁样行为。对重度抑郁症患者的初步分析也观察到了与小鼠模型相似的变化。这些发现为阐释肠道菌群对情绪的调控作用带来了新启示，也为防治抑郁症提供了新思路。

菌群-肠-脑轴抑郁症辅助性T细胞17 血清淀粉样蛋白A 分节丝状菌

瘤胃

瘤胃菌群中的群体感应蛋白

反刍家畜瘤胃适宜的环境(如恒定的温度、pH及充足的养分)为众多微生物的生长提供了良好条件，同时，这些瘤胃微生物在对营养物质进行降解时存在着复杂的共生、竞争关系。群体感应(Quorum sensing, QS)是大多数生物膜中细菌的交流方式，基于酰基高丝氨酸内酯(Acyl- homoserine lactone, AHL)的群体感应通常只存在于革兰氏阴性菌，而基于lux蛋白的自诱导物-2（AI-2）的群体感应常用于革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌间的交流。然而，对瘤胃中细菌细胞间的交流知之甚少。发表在Microbiome的研究对瘤胃菌群基因组进行了全面的群体感应（QS）蛋白鉴定，并结合瘤胃宏转录组分析，表明基于Lux蛋白系统的QS广泛存在于瘤胃菌群。该研究有助于更好地理解瘤胃中植物与微生物的相互作用。

瘤胃群体感应细菌酰基高丝氨酸内酯 LuxS

致病共生菌

Cell子刊：致病共生菌如何从“共生”迈向“致病”

肠道内存在一些致病共生菌，大多数情况下“安分守己”，但在某些情况下（特别是当它们成为优势菌时）会转化为致病菌引发疾病，然而目前尚不清楚究竟有哪些因素驱动了这种转化。Cell Host and Microbe近期发表的一项果蝇研究发现，致病共生菌能将肠道内的尿苷分解代谢为尿嘧啶和核糖，会促进细菌间的群体感应和毒力基因表达，从而使得其特性从共生向致病转变。这些发现对于研究宿主-菌群之间的相互作用有参考意义。

致病共生菌 nucleoside hydrolase Drosophila quorum sensing dual oxidase

皮肤菌群

Science子刊：皮肤共生菌与致病菌之间“看不见硝烟的战争”

金黄色葡萄球菌（SA）是皮肤上的机会致病菌，可加剧特应性皮炎（AD）中的皮肤损伤。《Science Translational Medicine》近期发表的一项研究发现，存在于健康皮肤菌群中的一类共生葡萄球菌（CoNS），可通过群体感应机制，抑制SA产生的毒力因子，从而对SA引起的皮肤炎症起保护性作用。增加皮肤菌群中的保护性CoNS及其自诱导肽，以及靶向SA群体感应系统，或是治疗AD的潜在策略。

皮肤菌群特应性皮炎金黄色葡萄球菌凝固酶阴性葡萄球菌群体感应

菌群-宿主互作

川北医学院：细菌群体感应与宿主机体的信号互作（综述）

肠道菌群的群体感应系统不仅影响细菌间互作，还可影响宿主功能。《Cellular and Molecular Life Sciences》近期发表川北医学院团队的小综述，系统性阐释了群体感应自诱导分子对于宿主免疫、内分泌系统的影响，也阐释了宿主对于自诱导分子的作用机制，对于在分子水平研究菌群-宿主互作具有参考价值。

菌群-宿主互作群体感应 Acylhomoserine lactone Intestinal microflora Mimic

皮肤共生菌

皮肤共生葡萄球菌如何保护皮肤健康（综述）

皮肤共生菌群在皮肤稳态和免疫中有重要作用。《Trends in Microbiology》近期发表的一项综述，总结了一类皮肤共生葡萄球菌（CoNS）对致病菌的定植抵抗机制，对于研发抑制金黄色葡萄球菌定植和相关疾病的药物和益生菌干预，有参考意义。

皮肤共生菌 quorum sensing Skin microbiota host protection colonization

噬菌体

Cell：噬菌体的细菌裂解行为有望被人为调控

群体感应是细菌间进行信息交流、调控致病菌毒性表达的重要方式，本研究发现霍乱弧菌噬菌体可以利用其宿主细菌的群体感应系统，决定是否进行细菌裂解。利用该调控系统，可以人为操控噬菌体的细菌裂解行为，对于医疗卫生、环境治理和工业生产都有重要参考价值。

噬菌体细菌裂解群体感应裂解调控 Shanshan Qiao

群体感应

Nature子刊：尿素可抑制致病菌的群体感应

群体感应慢性细菌感染尿路感染铜绿假单胞菌尿素

定殖抵抗

Nature：芽孢杆菌益生菌清除致病菌的机制

特定益生菌（如存在于土壤和食物中的某些芽孢杆菌）被认为可抑制肠道致病菌的定殖，从而减少感染，但相关机制不明。Nature刚刚上线的一项研究，通过人群分析和小鼠实验发现，肠道内的芽孢杆菌可通过生成脂肽芬荠素（fengycin，又译作“丰原素”），抑制金黄色葡萄球菌的群体感应，从而清除这种臭名昭著的多重抗生素耐药细菌。这是近期难得的关于益生菌机制的高质量研究，相关发现为治疗金黄色葡萄球菌——尤其是多重耐药菌株的感染，提供了抗生素之外的新思路（如以Agr群体感应为靶，或是直接补充枯草芽孢杆菌益生菌），值得专业人士关注。

定殖抵抗益生菌芽孢杆菌枯草芽孢杆菌金黄色葡萄球菌

群体感应

Science子刊：大肠杆菌群体感应可能与糖代谢有关

Science advances上发表的一篇结构学研究，对大肠杆菌群体感应中的重要组分LsrK激酶，与糖磷酸转移酶系统核心成分HPr之间的共结晶结构进行了解析。

群体感应糖代谢蛋白结构 Ian J Neeland Jean-Pierre Després

先天免疫

Cell子刊：瞄准群体感应系统，抑制机会致病菌

人体内有不少共生菌是机会致病菌，当宿主免疫低下、时机成熟时就会兴风作浪，细菌间的群体感应在其“良民”与“暴民”的转换中有关键作用。Cell Host and Microbe近期发表一项研究，揭示了先天免疫中一氧化氮分子是如何作用于金黄色葡萄球菌的群体感应系统并抑制其毒力的。

先天免疫一氧化氮金黄色葡萄球菌群体感应诱导型一氧化氮合成酶iNOS

霍乱弧菌

Nature子刊：群体感应降低霍乱弧菌对宿主的营养消耗

这是Nature Microbiology发表关于在黑腹果蝇肠道中定殖的霍乱弧菌的群体感应相关研究，推荐关注群体感应的专业人士好好看看。

霍乱弧菌群体感应节肢动物琥珀酸盐脂质

群体感应

CB：群体感应研究的新进展

这是Current Biology[IF：8.851]发表的关于群体感应研究进展的一篇科普文章——呃(⊙o⊙)…真的是科普文，浅显，有趣味！所以，大家都看看吧！

群体感应 Meijin Cai Seng Bin Ang

凝固酶阴性葡萄球菌

Cell子刊：皮肤上常驻 vs 病原葡萄球菌的竞争模式

在皮肤上，不同的细菌（包括相同属的不同种）存在竞争，竞争模式非常多样，Cell Host and Microbe[IF：14.946]上这个研究发现的是山羊葡萄球菌自诱导信号肽通过抑制群体感应而产生对致病性金黄色葡萄球菌的抑制作用。关注细菌竞争、群体感应的人都值得看看这篇文献。

凝固酶阴性葡萄球菌群体感应自诱导信号肽山羊葡萄球菌皮肤感染

根际微生物

南农沈其荣团队综述根系-土壤-微生物互作

根际微生物根系土壤群体猝灭群体感应

伴放线聚生杆菌

BMC Genomics：激活变异链球菌的口腔群体感应

关于口腔菌群群体感应的研究，值得一读。

伴放线聚生杆菌牙周菌群变异链球菌群体感应

微生物暗物质

FEMS ME：盖亚和她的微生物组

盖亚假说认为整个地球就是一个巨大的生命有机体，若果真如此，微生物在“盖亚”中作用是举足轻重的，这篇有趣的文章就是着眼于此，很值得一看。

微生物暗物质群体感应盖亚假说地球生态物质循环

群体感应

Nature：人工改造沙门氏菌，靶向抗癌并自动循环给药！

这是一项神奇的研究，利用合成生物学，给细菌装上到阈值自动溶解的基因，让它们在肿瘤生长区域既不会过度增长，还能定时释放抗癌药物。这是真正的逆天，人类利用细菌的进程，充满了聪明才智！

群体感应微流体大肠癌靶向用药合成生物学

群体感应

Nature：靶向肿瘤并定时同步给药的神奇细菌

① 用文字和直观图片介绍Din等人的研究：工程化沙门氏菌可在重复而同步周期中持续释放抗癌分子；② 简单介绍人类利用细菌来应对癌症的历史，也介绍了Din等人在生物合成和工程化细菌的前期工作；③ 对研究的局限性进行了简要介绍，在小鼠中使用后18天，缩小的肿瘤很快会恢复生长；④ 周期性生长和给药的工程菌或许可用在糖尿病和高血压病上，这对规律给药的需求更强。

群体感应微流体大肠癌靶向用药沙门氏菌

宿主-微生物共生

Cell子刊：细菌要交流，还得靠宿主！

① 细菌利用细胞外信号分子（称为自体诱导物）相互沟通，即为群体感应；② 自体诱导物AI-2可促进哺乳动物肠道内细菌种间交流，在宿主-菌群共生体中发挥作用；③ 哺乳动物上皮细胞可合成AI-2模拟物对细菌或紧密连接破坏产生应答，此模拟物被细菌的AI-2受体LuxP/LsrB检测，激活群体感应调控的基因表达；④ 细菌直接或间接接触均可刺激上皮细胞诱导AI-2模拟活性，表明分泌的细菌组分可刺激其产生；⑤ 基因突变揭示出模拟物产生和检测所需要的基因。

宿主-微生物共生自体诱导物群体感应跨物种信号通路

群体感应

Cell Reports：促进失调肠道菌群重塑的群体感应信号

① 链霉素能够几乎完全清除厚壁菌门，使拟杆菌门在肠道菌群中占主要部分； ② 通过改造大肠杆菌使其在小鼠肠道内调节群体感应信号AI-2的水平； ③ 大肠杆菌产生的AI-2促进厚壁菌门的生长同时抑制拟杆菌门； ④ AI-2能够在肠道菌群失调的情况系重塑其组成。

群体感应拟杆菌厚壁菌大肠杆菌菌群重塑