微生物-宿主互作

共生菌可以影响宿主的抗肿瘤免疫，通过补充特定的益生菌或共生菌，能否帮助提高肿瘤治疗（尤其是免疫治疗）效果，是目前的一个研究热点。Cell最新发表的这项研究，在荷瘤小鼠模型中测试了多种常用益生菌对肿瘤生长的影响，发现口服的罗伊氏乳杆菌能迁移到黑色素瘤肿瘤中，其在肿瘤中释放的膳食色氨酸分解代谢产物吲哚-3-甲醛（I3A），可通过激活CD8+ T细胞的芳香烃受体（AhR）信号，增强抗肿瘤免疫反应并提高免疫检查点抑制剂（ICI）的疗效。该研究还通过分析患者样本和数据，探索了这些发现的临床相关性。尽管仍需更进一步研究验证，该研究为开发特定饮食和益生菌组合的肿瘤治疗策略提供了新线索，并提示微生物产生的AhR配体（如I3A）或有助于患者对ICI的应答。

抗肿瘤免疫肿瘤内菌群罗伊氏乳杆菌肿瘤免疫治疗免疫检查点抑制剂

培养组学

刘双江团队建成首个非人灵长类肠道菌群资源库

mLife发表了中国科学院微生物研究所刘双江研究员团队和中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心/神经科学研究所孙强研究员团队的合作研究，基于前期建立的肠道微生物培养技术、构建模式动物小鼠和健康人肠道菌群资源库的经验，构建了首个食蟹猴肠道菌群资源库（MfGMB）。作者采用高通量测序等手段评估MfGMB，结果表明其对于食蟹猴肠道菌群具有很好的代表性。本研究促进了宿主-微生物相互作用机制的研究，为开发肠道微生物生态菌剂提供了菌株资源，促进了人们对非人灵长类肠道微生物多样性的认识。

培养组学肠道菌群资源库可培养菌株微生物-宿主互作基因组

结直肠癌

武汉大学：改造酿酒酵母，实现大肠癌“醉酒疗法”

经皮穿刺酒精注射（PEI）是一种新型的、低成本且操作简便的肿瘤治疗方法，用于治疗不适合进行手术切除的肿瘤。然而，PEI的疗效往往受到肿瘤大小和纤维包膜梗阻的限制，且有导致并发症的风险。因此，寻找一种非手术且安全高效的替代策略对改善PEI疗法意义重大。近年来，研究人员发现特殊的微生物具有对肿瘤独特的趋向性和治疗能力，许多基于微生物的治疗在抗肿瘤领域显示出广阔的应用前景。但之前的研究主要集中于细菌，鲜少真菌用于肿瘤治疗。武汉大学张先正教授团队发表在Small Methods上的一项研究利用一种生活中常见的真菌——酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae，SC）构建了真菌基乙醛发生器用于肿瘤治疗。该策略类似于酒精性肝病中由过量饮酒导致的肝脏乙醛浓度升高，造成肝脏细胞损伤和免疫激活，因而被称为肿瘤“醉酒疗法”，有望为PEI治疗提供一种非手术的替代策略。

结直肠癌活菌疗法微生物-宿主互作真菌肿瘤治疗

微生物-宿主互作

Nature Reviews：微生物如何在寄生-共生的区间内演化和转变？（综述）

共生互作对于宿主生物可以造成中性、有害或有益的影响。Nature Reviews Microbiology发表的这篇综述中，作者讨论了宿主-微生物共生体沿着寄生-共生连续体的演化转变、其背后的机制、选择压力以及常见研究方法。

微生物-宿主互作共演化微生物生态学综述

菌群代谢物

化学方法鉴别菌群代谢物，助力微生物-宿主互作研究

肠道微生物对人类健康有重要影响，但目前对肠道微生物产生的小分子代谢物及其对宿主影响的认识仍处于起步阶段。ACS Central Science发表的展望文章概述了如何确定肠道微生物群代谢物化学组成的一系列方法、挑战和进展，并强调了化学在发现和表征生物活性微生物代谢产物方面的重要作用。

菌群代谢物微生物-宿主互作化学方法

口腔菌群

口腔微生物与宿主健康（综述）

口腔微生物群由超过700种细菌组成。大量临床研究显示，口腔微生物群与人体常见口腔疾病——龋病、牙周病甚至口腔癌有着密切的关系。发表在Trends in Microbiology上的一篇综述文章回顾了人类口腔微生物群的研究现状及其与宿主天然免疫及宿主健康的关系，目的是将这些信息用于疾病预测，并设计新的治疗局部和系统微生态失调的方法。

口腔菌群口腔疾病微生物-宿主互作生物标志物疾病影响因素

肠-脑轴

Nature Reviews：肠道与行为交互作用的3大发现（年度回顾）

人们日常生活中最愉快但也最危险的活动之一就是进食。但一旦食物被吞下，我们所能做的就是相信自己的直觉——Trust your gut。而人类肠道含有比脊椎更多的神经细胞，但对肠道神经调节宿主行为的机制知之甚少。发表在Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology上的一篇年度回顾，重点介绍了2020年发表的3项关于肠道与宿主行为交互作用的重大研究进展，进一步表明肠道对健康的重要性。

肠-脑轴微生物-宿主互作神经调节肠道损伤

微生物组不良事件

微生物组不良事件的挑战与机遇（综述）

在过去的微生物组研究中，人们了解到共生微生物群与药物、辐射和外科手术等医疗干预措施之间的许多不良相互作用。如果我们能改变我们的微生物群来预防这些事件呢？发表在Annual Review of Pharmacology and Toxicology的一篇综述文章，讨论了减轻微生物组不良事件（Microbiome adverse event，MAE）的潜在途径，包括微生物组基因工程等新兴领域的应用。了解和预防微生物组不良事件充满了挑战，这需要数据驱动的方法，包括因果推理、多组分技术分析以及针对不同人群的个性化手段等。

微生物组不良事件 Microbiome engineering adverse drug response metagenomics personalized medicine

Eubacterium

真杆菌属细菌与人类健康（综述）

在过去的二十年里，我们对肠道菌群及其对健康和疾病的贡献的理解已经发生了转变。在已经被认可的潜在有益微生物的新成员中，有真杆菌属（Eubacterium）的成员，它们构成了人类肠道核心菌群的一部分。发表在Gut Microbes上的一篇综述文章对真杆菌属（Eubacterium），从系统发育的角度概述了真杆菌属细菌的种类，描述了它们如何随着饮食和年龄而改变，并总结了它们与人类肠道和各种健康状况的关系。

Eubacterium 肠道菌群 Gut microbiota short-chain fatty acids Eubacterium hallii

水螅

PNAS：神经元细胞可与细菌直接相互作用

消化道的各种疾病，例如人类严重的肠道炎症，都与肠道的自然活动障碍密切相关。最近的研究发现，人类、小鼠和水螅的肠道节律性收缩依赖于神经元和微生物群。然而，对于这些神经元的进化起源及其与微生物的相互作用知之甚少。发表在PNAS上的一项研究以淡水水螅为研究对象，首次成功地证明了进化上古老的神经元和细菌实际上是直接相互交流的。令人惊讶的是，他们发现神经细胞能够通过免疫受体与微生物进行相互作用，这种相互作用在小鼠和线虫中具有一定的保守性。该研究提高了对肠道神经系统特性的理解，并为治疗肠道运动障碍引起的人类肠道疾病开辟了全新的视角。

水螅起搏神经元 pacemaker neuron Hydra ion channel

微生物-宿主互作

浙大团队：杀虫剂不管用？可能是虫子的肠道细菌解毒了

在农业中大量用于害虫控制的有机磷酸盐杀虫剂已经在世界范围内引起了越来越多的环境问题和公共健康问题。与此同时，主要鳞翅目害虫也快速发展出了对杀虫剂的抗性，其部分原因在于它们的共生微生物。来自浙江大学的邵勇奇团队在Environment International上发表的一项研究中，以家蚕（鳞翅目:蚕蛾科）为模式生物，研究了微生物群促进鳞翅目昆虫产生抗药性的可能机制，表明特定的肠道细菌通过改变宿主代谢、增加关键营养供应显著提高了宿主的适应性，从而使幼虫能够更有效地规避这些有毒化学物质的有害影响。这种新的抗药性机制为研究复杂环境系统中宿主和肠道细菌之间的相互作用提供了有用的模板。

微生物-宿主互作 Insecticide resistance gut bacteria Silkworm

短链脂肪酸（SCFA）

SCFA和TMAO对血压的调节（综述）

肠道菌群的变化在血压调节中起着关键作用，其中肠道菌群代谢产物的变化可能是一个关键机制。发表在Physiology的一篇综述，对已知的肠道菌群代谢物包括短链脂肪酸（SCFA）和氧化三甲胺（TMAO）在血压调节中的作用进行了概述。指出在未来的研究中，了解除了SCFA和TMAO之外的其他肠道菌群代谢产物如何影响宿主高血压/心血管疾病是十分重要的。

短链脂肪酸（SCFA）血压调节 G-protein-coupled receptors blood pressure gut microbial metabolite

研究方法与技术

Nature Reviews：原位研究宿主-共生菌相互作用的新技术（评述）

对宿主-微生物相互作用的充分理解有助于对有益和有害相互作用的区分，以及它们对进化和致病机制的理解。但多数共生微生物具有不可体外培养的特性，因此迫切需要使用新的技术来研究宿主和微生物的原位相互作用。发表在《Nature Reviews Microbiology》上的一项“聚焦”文章评述了空间代谢组学和光学显微镜在宿主-微生物相互作用的生物地理学成像方面的最新进展，介绍了大气压基质辅助激光解析电离质谱成像（AP-MALDI-MSI）、荧光原位杂交（FISH）技术和3D光片荧光显微镜（3D-LSFM）技术在宿主-微生物原位相互作用中的成功应用，并指出三种技术的优势结合可为检测微生物感染和生长状态、区分宿主和微生物代谢及相互作用提供更有效途径。

研究方法与技术微生物-宿主互作荧光原位杂交内共生空间代谢组学

低温胁迫抗性

华中农业大学：果蝇肠道微生物提高宿主低温适应性

肠道共生细菌对宿主的生理和生态有着重大影响。然而，肠道微生物对宿主在长期低温胁迫下的适应性的贡献仍不清楚。发表在PLoS Pathogens上的一项研究结果表明，肠道微生物Klebsiella michiganensis BD177通过刺激宿主精氨酸和脯氨酸代谢途径，在促进桔小实蝇宿主对低温胁迫的抗性方面发挥着重要作用，为研究环境胁迫期间其他宿主-微生物相互作用提供了借鉴。

低温胁迫抗性果蝇肠道菌群 Klebsiella michiganensis BD177 Bactrocera dorsalis 代谢途径

激光片层扫描显微系统

Nature Reviews：激光片层扫描显微系统（LSFM）助力宿主-菌群互作研究

Nature Reviews Microbiology最近发表的一篇新闻，对利用激光片层扫描显微系统（light sheet fluorescence microscopy）研究宿主和肠道菌群相互作用进行了简要介绍。

激光片层扫描显微系统 light sheet fluorescence microscopy 微生物-宿主互作 Xingyin Liu Qingqing Zhang

微生物-宿主互作

南京农业大学：共生细菌Wolbachia与稻飞虱的互利共生机制

微生物广泛存在于地球的各种生态环境中，包括昆虫体内。经长期共进化，许多微生物与昆虫逐渐形成密切的共生关系，并丧失在体外生存的能力。但目前对于这种共生关系形成的分子机制知之甚少。稻飞虱是水稻上的重要害虫，以刺吸水稻等植物的汁液为生。植物汁液中富含糖分，但缺少氨基酸、维生素等营养物质。除了直接刺吸危害水稻以外，它们还能传播病毒病害，严重影响水稻产量。传统的化学防治不仅造成了稻飞虱的抗药性问题，也引起了环境污染、农药残留等问题。因此，寻找更为有效且环境友好的治理稻飞虱问题的方法就显得尤为重要。发表在《The ISME Journal》上的研究发现，共生细菌沃尔巴克氏菌（Wolbachia）能够通过合成维生素B7（生物素）和B2（核黄素）来补充稻飞虱食料中所缺少的维生素，进而提高稻飞虱种群的增长。基因组水平的系统进化分析推测Wolbachia的生物素合成途径可能从另一种Cardinium细菌水平转移而来。该项工作揭示了共生细菌Wolbachia与稻飞虱互利共生的进化机制，为研究昆虫与共生微生物互作提供了新的视角。

微生物-宿主互作共生细菌稻飞虱 Wolbachia 生物素

植物系统生物学

MP综述：植物-微生物互作的系统生物学

尽管本综述已经对植物-微生物互作的系统生物学进行了详实的阐释，但同时仍有许多疑问未能解决。为了解释基因的、微生物的、及代谢之间的相互作用，包括介导微生物-宿主相互作用的信号事件复杂的关系，我们需要综合定量系统生物学方法，虽然Castrillo等人(2017)揭示了植物营养应激反应、免疫系统功能和微生物组装配之间的联系，但可能只是冰山一角，许多令人兴奋的机制仍有待发现，在这篇综述中，我们关注的是细菌间的相互作用以及小范围内丝状真核生物与宿主间的相互作用。本综述在进行大量前沿性工作总结的同时也提出了很多疑问：是什么决定了特殊的微生物-宿主互作的结果；植物的免疫系统是如何区分开致病菌及有益菌并对抗前者促进后者的；关于有益菌群与内共生菌在促进或中和有益效果方面的相互作用如何；微生物释放的根际信号是如何被植物共同解释的以及不同分子对植物生长和抗逆性的协同或拮抗作用有多大；植物如何将对微生物的识别与营养相关的信号结合起来；如何通过植物识别和信息处理系统来实现有益菌和病原菌的区分，这将是未来十年植物系统生物学的一个个关键问题。相信带着疑问去阅读会带来更深刻的理解，同时了解前沿的研究方向。

植物系统生物学 plant systems biology plant microbiome Microbial communities SynComs

定植抗性

共生菌群调控上皮细胞基因表达或为抗感染新机制

肠道中的共生微生物通过多种方式帮助宿主抵抗病原入侵。Frontiers in Immunology发表的研究显示，共生细菌可以通过表观遗传调控方式降低上皮细胞表面糖蛋白C型凝集素2e的表达，从而降低病原细菌的上皮粘附。该结果揭示了一种新的共生菌群-宿主互作的抗感染机制，对于研究共生菌群的定植抗性、菌群-宿主互作均有重要借鉴价值。

定植抗性表观遗传调控微生物-宿主互作研究论文基础研究