医学微生物专栏 | 重要期刊最新研究进展（20210115）
Gut
科研| Gut：超重和肥胖妇女在饮食干预和妊娠糖尿病下其肠道微生物宏基因组分析的响应: 一项随机、双盲、安慰剂对照临床试验
本文由如风编译
芬兰图尔库大学生物医学研究所综合生理学与药理学研究中心的Kati Mokkala等人于2021年1月7日在Gut在线发表题为《Metagenomics analysis of gut microbiota in response to diet intervention and gestational diabetes in overweight and obese women: a randomised, double-blind, placebo-controlled clinical trial》的研究文章。本文是一项随机、双盲、安慰剂对照的临床试验，以妊娠期的超重/肥胖妇女对作为研究对象，以口服糖耐量试验对是否具有妊娠期糖尿病 (GDM) 进行区分，使用宏基因组学分析技术对其妊娠早期和晚期的肠道菌群进行分析，发现了特定的肠道菌群不会导致超重/肥胖妇女GDM的发生，但其状态可能会限制肠道菌群对饮食的反应能力。这一研究对于妊娠期糖尿病等代谢性疾病及其并发症的研究具有很强的借鉴意义，但仍需要大人群研究来验证。
文章摘要：众所周知，肠道微生物群和饮食有助于人体的新陈代谢。我们研究了妊娠期宏基因组肠道菌群组成和功能变化是否与妊娠期糖尿病 (GDM) 有关，并可通过膳食补充剂、鱼油和/或益生菌进行修饰。我们对参与一项母婴临床研究的270名超重/肥胖妇女在妊娠早期 (平均孕周13.9周) 和晚期 (孕周35.2周) 的肠道菌群进行了宏基因组学分析。人群经口服糖耐量试验 (2小时口服75克无水葡萄糖)诊断GDM。结果显示，与GDM的女性不同，非GDM的女性在整个怀孕期间细菌种类的相对丰度都有变化，特别是那些接受鱼油和益生菌组合的女性。特定的细菌种类或功能无法预测GDM的发生，也不会因GDM的状态而有所不同，除了联合服用组中GDM妇女与非GDM妇女相比，妊娠晚期的瘤胃球菌 (Ruminococcus obeum) 丰度更高。在联合服用组中，观察到基本的细菌管家功能在整个怀孕期间有微弱下降。本研究认为，特定的肠道菌群不会导致超重/肥胖女性GDM的发生。然而，GDM状态可能会干扰孕妇肠道菌群的灵活性，从而限制GDM女性对饮食的反应能力，这仅在非GDM的妇女中观察到肠道菌群的改变即可证明。这些发现在考虑妊娠期间的代谢并发症时可能很重要，但是需要对更大的人群进行进一步的研究。
原名：Metagenomics analysis of gut microbiota in response to diet intervention and gestational diabetes in overweight and obese women: a randomised, double-blind, placebo-controlled clinical trial
译名：超重和肥胖妇女在饮食干预和妊娠糖尿病下其肠道微生物宏基因组分析的响应: 一项随机、双盲、安慰剂对照临床试验
期刊：Gut
IF：19.819
发表时间：2021.1
通讯作者：Kati Mokkala
通讯作者单位：芬兰图尔库大学生物医学研究所综合生理学与药理学研究中心
DOI号：10.1136/gutjnl-2020-321643
原文链接：
https://gut.bmj.com/content/70/2/309
科研| Gut：全外显子组测序分析揭示IBD背景下的基因-微生物群相互作用
本文由萌萌依编译
荷兰格罗宁根大学Rinse K Weersma等人于2021年01月07日在Gut发表题为《Whole exome sequencing analyses reveal gene–microbiota interactions in the context of IBD》的文章，文章通过宿主全外显子组测序和全基因组鸟枪法测序，对IBD患者和对照人群的粪便样本进行了研究。结果共检测到12个mbQTL，包括与IBD相关基因的变异。研究强调了影响免疫系统的常见和罕见基因变异是形成IBD肠道微生物的关键因素，并指出了治疗疾病的潜在机制。
文章摘要：为了评估宿主遗传学对IBD患者肠道微生物的影响，结合宿主全外显子组测序和全基因组鸟枪法测序，对525例IBD患者和939例对照人群的1464份粪便样本进行了研究。我们遵循了四步分析：(1) 全外显子组微生物数量性状位点(mbQTL) 分析，(2) 针对IBD相关基因组区域和蛋白质截短变异体 (PTVs，次要等位基因频率 (MAF)>5%) 的分析，(3) 对MAF<5%的PTVs和位点频率<1%的外显体拷贝数变异 (CNVs) 进行基于基因的负荷测试，(4) 联合分析两个队列以确定疾病和宿主遗传学之间的相互作用。结果共检测到12个mbQTL，包括与IBD相关基因IL17REL、MYRF、SEC16A和WDR78的变异。在携带CYP2D6、GPR151和CD160基因的罕见PTVs或CNVs的受试者中，也观察到了涉及代谢的功能通路的变化。此外，交互作用分析证实了先前已知的TNFSF15中的IBD疾病特异性mbQTL。本研究强调了影响免疫系统的常见和罕见基因变异是形成IBD肠道微生物的关键因素，并指出了治疗疾病的潜在机制。
原名：Whole exome sequencing analyses reveal gene–microbiota interactions in the context of IBD
译名：全外显子组测序分析揭示了IBD背景下的基因-微生物群相互作用
期刊：Gut
IF：19.819
发表时间：2021.01
通讯作者：Rinse K Weersma
通讯作者单位：荷兰格罗宁根大学
DOI号：10.1136/gutjnl-2019-319706
原文链接：
http:// dx. doi. org/10. 1136/gutjnl- 2019- 319706
Cell Host&Microbe
科研| Cell Host&Microbe：新生儿口腔黏膜的成熟涉及独特的上皮-微生物群相互作用
本文由如风编译
以色列耶路撒冷希伯来大学牙科医学院牙科科学研究所的Hovav Avi-Hai等人于2021年1月6日在Cell Host& Microbe在线发表题为《Maturation of the neonatal oral mucosa involves unique epithelium-microbiota interactions》的研究文章。本文以小鼠作为研究对象进行了动物实验，通过免疫荧光染色、RNA提取、蛋白质印迹分析、微生物群分析等多项操作，发现了断奶期间新生小鼠口腔微生物下降到了成年小鼠水平，且口腔上皮中的细胞在微生物群的作用下汇集到新的上皮细胞中，与成人的上皮细胞展现出不同的转换动力学和转录组特征。这一研究对于口腔黏膜上皮细胞与微生物研究提供了新的思路，对研究新生儿口腔稳态的形成机制具有很强的启发意义。
文章摘要：出生后宿主-微生物群的相互作用控制着粘膜内稳态，并被认为对健康具有终身影响。肠单层上皮细胞在这些早期生命过程中扮演了重要角色; 然而，口腔多层上皮的作用仍然不清楚。我们证明了新生儿口腔中大量的微生物在断奶期间下降到成人水平，这一现象与肠道不同。中性粒细胞在出生前存在于口腔上皮中，出生后暴露于微生物群并进一步通过γδT17细胞将它们汇集到新生儿早期的上皮细胞中。这些中性粒细胞实际上在断奶过程中由于上皮封闭而消失。新生儿和成人的上皮细胞显示出不同的转换动力学和转录组特征，并且新生上皮细胞令人联想到无菌小鼠的特征。在断奶期间，微生物的减少是由唾液分泌上调及微生物群诱导唾液中的抗菌成分而介导的。总的来说，出生后多层上皮细胞和微生物群之间独特的相互作用形成了口腔稳态。
原名：Maturation of the neonatal oral mucosa involves unique epithelium-microbiota interactions
译名：新生儿口腔黏膜的成熟涉及独特的上皮-微生物群相互作用
期刊：Cell Host& Microbe
IF：15.923
发表时间：2021.1.6
通讯作者：Hovav Avi-Hai
通讯作者单位：以色列耶路撒冷希伯来大学牙科医学院牙科科学研究所
DOI号：10.1016/j.chom.2020.12.006
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1931312820306685
科研| Cell Host & Microbe：建立小鼠真菌病原体Candida auris（耳念珠菌）的定植模型，并探讨其皮肤取向性、宿主危险因素及治疗策略
本文由明天只是重复过往编译
美国国家感染性疾病研究所Michail S. Lionakis和美国国家人类基因组研究所Julia A. Segre等人于2020年12月31日在Cell Host & Microbe发表题为《Murine model of colonization with fungal pathogen Candida auris to explore skin tropism, host risk factors and therapeutic strategies》的文章，本文报道了一种小鼠皮肤定植Candida auris的模型，以促进对人类疾病特征的转化研究。本文采用一系列的研究来探索C.auris作为人类相关病原体的生物学基础，剖析定植的危险因素，并测试可能采取的预防和治疗策略来保护患者。该模型为提高我们对真菌毒力特征、保护性宿主免疫应答、耐药性菌株的体内适应性、感染控制干预以及对C.auris菌落的有效治疗方式提供了基础。这种转化小鼠皮肤定植模型和感染控制措施的评估可适用于其他微生物，如革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌，这些细菌定植于皮肤并在住院患者中可引起危及生命的感染。
摘要： 耳念珠菌（Candida auris）是一种新兴的耐药性的人类真菌病原菌，C. auris皮肤定植后，容易在环境脱落下来，导致了医院传播的基础，并使患者易受后续感染。本文开发了一种小鼠皮肤局部暴露C. auris的模型，以剖析C. auris定植的危险因素，并测试可能保护患者的干预措施。本文证明了C. auris在皮肤组织和环境室内的长期存在，这有可能逃避临床监测。流行病学的调查发现C. auris的四个分支具有不同的地理起源，它们在小鼠皮肤上的定植能力不同。进一步确定常用的防腐剂双氯苯双胍己烷能够有效保护小鼠不受被C. auris的感染。这种转化模式有助于一个综合的方法来制定策略，以应对正在全球爆发的C.auris和其他皮肤相关的微生物病原体。
关键词：Candida auris、真菌病原体、皮肤定植、流行病学、适应性和先天免疫
原名：Murine model of colonization with fungal pathogen Candida auris to explore skin tropism, host risk factors and therapeutic strategies
译名：建立小鼠真菌病原体Candida auris（耳念珠菌）的定植模型，并探讨其皮肤取向性、宿主危险因素及治疗策略
期刊：Cell Host & Microbe
IF：15.923
发表时间：2020年12月31日
通讯作者：Michail S. Lionakis1和Julia A. Segre2
通讯作者单位：1美国国家感染性疾病研究所，2美国国家人类基因组研究所
DOI号：10.1016/j.chom.2020.12.002
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1931312820306648
科研| Cell Host & Microbe：一种微生物代谢物在减肥手术后重塑肠肝轴
本文由明天只是重复过往编译
美国哈佛医学院Eric G. Sheu和A. Sloan Devlin等人于2021年1月11日在Cell Host & Microbe发表题为《A microbial metabolite remodels the gut-liver axis following bariatric surgery》的文章，本文证明了一种特殊的细菌代谢物，石胆酸（LCA），通过诱导人肝细胞和小鼠肝脏中胆酸-7-硫酸酯（CA7S）的合成而影响宿主的代谢。发现在胃切除术（SG）后小鼠中，LCA通过门静脉从肠道输送到肝脏的数量增加。LCA激活维生素D受体并诱导人肝细胞和小鼠体内胆酸（CA）磺化，揭示了肠道细菌在肠肝轴与宿主沟通的潜在机制。并且证明LCA介导的人肝细胞内CA7S的合成可以诱导人肠内分泌细胞分泌GLP-1，从而在SG后观察到的BA变化和该手术的代谢益处之间提供了一种机制联系。研究表明，SG后微生物组的改变通过产生抗糖尿病代谢物CA7S的途径从而达到手术效果。
摘要：减肥手术是治疗2型糖尿病最有效的方法，并且与肠道代谢物的变化密切相关。先前的研究发现一种具有抗糖尿病特性的肠限制性TGR5激动剂胆酸-7-硫酸酯（CA7S）在胃切除术（SG）后升高。在这里，本文阐明了SG增加CA7S产生的微生物依赖性途径。本文发现，SG后小鼠门静脉中的微生物代谢物石胆酸（LCA）增加，并通过激活维生素D受体，诱导肝细胞mSult2A1/hSULT2A表达，以驱动CA7S的产生。SG诱导的微生物群落的改变增加了胆汁酸转运蛋白Asbt和Ostα在肠道的表达，进而促进LCA在肠道上皮的选择性转运。从SG动物的盲肠微生物群移植后足以在无菌（GF）动物中重建该途径。这种肠-肝途径的激活导致CA7S合成和GLP-1分泌，从而将微生物代谢物与糖尿病表型的改善联系起来。
关键词：减肥手术；胆汁酸；肠肝轴；微生物群。
原名：A microbial metabolite remodels the gut-liver axis following bariatric surgery
译名：一种微生物代谢物在减肥手术后重塑肠肝轴
期刊：Cell Host & Microbe
IF：15.923
发表时间：2021年1月11日
通讯作者：Eric G. Sheu和A. Sloan Devlin
通讯作者单位：美国哈佛医学院
DOI号：10.1016/j.chom.2020.12.004
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1931312820306661
科研| Cell Host and Microbe：癌症微生物图谱：泛癌症比较分析用以区分组织驻留微生物和污染物
本文由明天只是重复过往编译
美国杜克大学杜克微生物组学中心Xiling Shen等人于2020年12月30日在Cell Host and Microbe发表题为《The cancer microbiome atlas: a pan-cancer comparative analysis to distinguish tissue-resident microbiota from contaminants》的文章，本研究发现，在不同类型组织和血液样本中同样重复普遍存在的物种类型和成分主要是人工制品或污染物，这些人工制品或污染物（1）具有来自指定癌症基因组图谱（TCGA）测序中心的独特特征，（2）占许多组织样本中所有可检测微生物测序读数的一半以上。因此，本文提出并建立了癌症微生物图谱（TCMA），TCMA能够进行匹配微生物-宿主转录组学、蛋白质组学和表观遗传学分析，以确定微生物与宿主基因表达模式和途径之间的关联。TCMA构成了一个强有力的资源，用于验证和设想在未来的研究中与癌症相关的宿主-微生物相互作用。
摘要：由于现实中很难进行临床活体组织检查，对于研究内脏组织中的微生物组成及其与疾病的关系仍然具有挑战性。因此，本文设计了一个统计模型来分析癌症基因组图谱（TCGA）中不同类型样本中物种成分（包括微生物物种和其它物质）的分布，揭示了不同类型样本中的相同重复出现的物种主要是污染物，并且这些污染物具有来自每个TCGA指定测序中心的独特特征。将这些污染物去除掉，并分离了组织驻留的微生物组，通过原始匹配的TCGA样品进行验证。通过基因拷贝和核苷酸变异可以进一步区分和验证物种类型和成分。因此，本文提出了癌症微生物图谱（TCMA），这是一个收集了口咽、食道、胃肠道和结直肠组织中经过净化处理的微生物成分的集合。TCMA对粘膜屏障损伤的预后物种和血液特征的发现，并使系统匹配的微生物-宿主多组学分析成为可能，这将有助于指导今后研究微生物组在人类健康和疾病中的作用。
关键词：大肠癌；污染；宿主-微生物相互作用；人类微生物组；多组学；泛癌；癌症基因组图谱。
原名：The cancer microbiome atlas: a pan-cancer comparative analysis to distinguish tissue-resident microbiota from contaminants
译名：癌症微生物图谱：泛癌症比较分析用以区分组织驻留微生物和污染物
期刊：Cell Host and Microbe
IF：15.923
发表时间：2020年12月30日
通讯作者：Xiling Shen
通讯作者单位：美国杜克大学杜克微生物组学中心
DOI号：10.1016/j.chom.2020.12.001
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1931312820306636
Gut Microbes
科研| Gut Microbes：自闭症谱系障碍的基因变异与肠道微生物、代谢物和细胞因子的改变有关
本文由艾奥里亚编译
南京医科大学（Lethbridge Research and Development Centre）Zhi Liu和Xuhua Mao等人于2021年1月在Gut Microbes发表题为《Gene variations in autism spectrum disorder are associated with alteration of gut microbiota, metabolites and cytokines》的文章，该研究通过对26例伴有便秘的ASD患者和26例匹配的典型发育儿童 (TD) 进行了外显子测序，以探讨ASD宿主基因组-微生物群相互作用的性质和程度。通过对粪便微生物群、粪便代谢物和血清细胞因子进行特征分析，进一步分析了上述因素与SNVs富集的关系。此外，笔者还推测了寄主SNVs与肠道微生物菌群之间的因果关系。功能性遗传变异、肠道微生物菌群、代谢产物和细胞因子的关联分析可以为揭示ASD疾病的发病机制提供新的和有洞察力的线索。
文章摘要：肠道微生物菌群的遗传变异和生态失调与自闭症谱系障碍（ASD）密切相关。然而，在宿主遗传易感性方面，微生物菌群在ASD病因学中的作用仍不清楚。本研究旨在系统地探讨寄主遗传变异与自闭症儿童肠道微生物菌群之间的相互作用。通过对26例ASD儿童和26例匹配对照进行全外显子测序，以确定ASD的单核苷酸变异 (SNV)。我们已有的研究揭示了在该列队中肠道微生物菌群的改变和ASD代谢活动的紊乱。进一步通过进行系统的生物信息学分析，以确定SNV和肠道微生物菌群及其代谢物之间的关联。ASD的SNVs明显富含与先天免疫反应、蛋白糖基化过程和逆向轴突输送相关的基因。这些SNV还与微生物群落组成和微生物众多功能相关，尤其是微生物代谢方面。神经递质代谢网络中涉及的代谢物的丰度被推断与特定的SNV和微生物有关。此外，我们的数据表明宿主遗传学和肠道微生物的相互作用可能在ASD的免疫和代谢动态平衡中起关键作用。本研究结果为研究宿主遗传变异和肠道微生物菌群在ASD发病机制中的相互作用提供有价值的可用线索。
原名：Gene variations in autism spectrum disorder are associated with alteration of gut microbiota, metabolites and cytokines
译名：自闭症谱系障碍的基因变异与肠道微生物、代谢物和细胞因子的改变有关
期刊：Gut Microbes
IF：7.74
发表时间：2021.1
通讯作者：刘星吟
通讯作者单位：南京医科大学（University of Alberta）
DOI号：10.1080/19490976.2020.1854967
原文链接：
https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/19490976.2020.1854967
Journal of Applied Microbiology
综述| J. Appl. Microbiol.：生活在污染环境中的动物肠道菌群是一种潜在的抗癌资源
本文由yl编译
阿拉伯联合酋长国沙迦大学城沙迦大学医学院基础医学Naveed Ahmed Khan等人于2020年12 月23日在Journal of Applied Microbiology发表题为《Gut microbiota of animals living in polluted environments are a potential resource of anticancer molecules》的文章，本文基于现有文献总结了有限或没有研究阐明过的动物（例如鳄鱼）微生物区系的抗癌作用揭示作用机制，分析可以从生活在污染环境中的动物肠道菌群中分离出具有抗癌活性的且对人体健康影响很小的抗癌分子，帮助癌症患者治疗，从而降低癌症死亡率。
摘要：尽管目前人们在治疗干预和护理维持癌症方面取得了一定进展，但其仍是全世界发病率和死亡率最高的疾病。仅2018年，就有1810万新增癌症患者并且有960万人死于癌症，这表明人们需要新的抗癌药物。植物类产品通常与预防传染病和非传染性疾病有关，然而我们最近发现动物，比如鳄鱼，在受污染的环境中成长，并且经常暴露在致癌物质中，但仍然寿命很长。免疫系统和/或他们的肠道微生物区系产生抗癌分子可以保护他们免受癌症。有证据表明，肠道微生物在宿主的生理过程中起着至关重要的作用。在这里，我们回顾了现有的文献，以评估在污染环境中生长的动物肠道微生物是否含有抗癌分子。
关键词：肠道微生物、动物、抗癌、环境污染
原名：Gut microbiota of animals living in polluted environments are a potential resource of anticancer molecules
译名：生活在污染环境中的动物肠道菌群是一种潜在的抗癌资源
期刊：Journal of Applied Microbiology
IF：3.066
发表时间：2020.12.23
通讯作者：Naveed Ahmed Khan
通讯作者单位：阿拉伯联合酋长国沙迦大学城沙迦大学医学院基础医学系
DOI号：10.1111/JAM.14981
原文链接：
https://sfamjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/jam.14981
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