肠肺轴重大突破：肠道菌群更成熟，儿童哮喘就低发 | 热心肠日报
今天是第1633期日报。
Nature子刊：农场环境促进婴儿肠道菌群成熟，预防哮喘
Nature Medicine[IF:36.13]
① 纳入欧洲PASTURE出生队列中720名城乡儿童，分析2月龄和12月龄的粪便菌群，构建评估菌群年龄（EMA）的模型；② EMA分数代表菌群发育的成熟度，12月龄时的EMA与农场生活经历正相关、与6岁时患哮喘的风险负相关，EMA可解释19%的农场暴露对哮喘的预防作用；③ 菌群产生丁酸的能力部分介导了这种保护作用，儿童哮喘与粪便丁酸水平、预测丁酸产量的细菌类群和产生丁酸的主要细菌酶（丁酰辅酶A:乙酸辅酶A-转移酶）的基因含量相关。
Maturation of the gut microbiome during the first year of life contributes to the protective farm effect on childhood asthma
11-02, doi: 10.1038/s41591-020-1095-x
【主编评语】在农场长大与对哮喘的保护作用有关，但背后的原因并不清楚。Nature Medicine最新发表了来自欧洲多国的PASTURE出生队列的研究结果，表明在有着丰富微生物环境的农场中长大，对婴儿出生后第一年的肠道菌群的成熟有积极影响，从而有助于预防儿童哮喘。菌群产生短链脂肪酸丁酸的能力（比如产丁酸的Roseburia和粪球菌属等的丰度），部分介导了这种保护性作用。这些结果也再次提示了肺-肠轴的存在，肠道菌群可能通过特定代谢产物影响肺部健康。（@mildbreeze）
一氧化碳在宿主-菌群互作中的作用（综述）
Chemical Reviews[IF:52.758]
① 宿主细胞通过血红素加氧酶2（HMOX2）或HMOX1产生CO；② CO可与可溶性鸟苷酸环化酶、细胞色素c氧化酶、离子通道等结合以激活多种信号通路；③ 肠道菌群可表达与HMOX类似的CO产生酶，通过代谢丙酮酸、槲皮苷等产生CO；④ CO氧化可促进细菌的甲烷/乙酸/氢气生成及硫酸盐还原等反应，外源性CO可导致细菌（如大肠杆菌）的能量转换、铁摄取及氨基酸代谢相关的转录变化；⑤ 肠道菌群可诱导宿主的HMOX1表达，增加结肠Treg/Th17的比例，以抑制结肠炎症。
Role of Carbon Monoxide in Host–Gut Microbiome Communication
10-22, doi: 10.1021/acs.chemrev.0c00586
【主编评语】肠道菌群通过其代谢产物发挥系统性效应，这些代谢产物中包括氢气、二氧化碳、氨气、一氧化氮、一氧化碳（CO）等气体。反过来，宿主也可通过气体分子影响菌群。Chemical Reviews上发表的一篇综述文章，详细从以下几个方面介绍了CO在宿主-菌群互作中发挥的关键作用：宿主及环境产生的CO及其对肠道菌群的影响、肠道菌群产生的CO及其对宿主的影响、CO在菌群的自然选择中扮演的角色。（@szx）
香港大学：三七皂苷通过菌群-脂肪互作，抵抗肥胖
Theranostics[IF:8.579]
① 三七总皂苷（PNS）能帮助食源性肥胖（DIO）小鼠抵抗肥胖；② PNS改变DIO小鼠的肠道菌群，增加AKK菌和狄氏副拟杆菌的丰度，粪菌移植和抗生素处理试验表明菌群介导了PNS的抗肥胖作用；③ PNS诱导的菌群通过激活瘦素介导的AMPKα/STAT3信号通路，促进小鼠棕色脂肪产热和白色脂肪米色化，发挥抗肥胖作用；④ 在缺乏瘦素的ob/ob小鼠中，PNS诱导的肠道菌群对白色脂肪产热和褐化无明显影响，证明瘦素在其中发挥关键介导作用。
Panax notoginseng saponins modulate the gut microbiota to promote thermogenesis and beige adipocyte reconstruction via leptin-mediated AMPKα/STAT3 signaling in diet-induced obesity
09-14, doi: 10.7150/thno.47746
【主编评语】香港大学Yibin Feng团队研究成果。文章结合动物模型和细胞模型，研究在三七总皂苷（PNS）的干预下，菌群-脂肪互作过程中瘦素发挥的作用。研究结果显示，PNS通过促进脂肪生热和白色脂肪褐化，发挥抗肥胖作用，与瘦素-AMPKα/STAT3信号通路活化有关。（@兵兵）
中科院动物所：肠道菌群和宿主体温调节对环境温度波动的适应性
mSystems[IF:6.633]
① 将蒙古沙鼠在环境温度（Ta）5℃～23℃、37℃～23℃、23℃～23℃间歇性变化下驯化3个循环；② 每个循环中，间歇性Ta变化导致静息代谢率、血清甲状腺激素和核心体温都发生变化，肠道菌群随Ta变化而变化，且每个循环中变化不同；③ 一些特定细菌对Ta更敏感，并与宿主代谢的动态可塑性有关；④ 抗生素清除蒙古沙鼠的肠道菌群，将损伤代谢的可塑性，尤其是低Ta条件下，而补充丙酸盐作为能量来源可改善其被损伤的产热能力，提高低温下的存活率。
Gut Microbiota and Host Thermoregulation in Response to Ambient Temperature Fluctuations
10-20, doi: 10.1128/mSystems.00514-20
【主编评语】中国科学院动物所王德华团队在mSystems发表文章，发现环境温度的波动导致肠道菌群和宿主的代谢发生动态性变化，肠道菌群及其宿主在反复驯化后具有更强的适应性，并且动态的肠道菌群及其代谢产物可赋予宿主对环境温度波动的代谢调节可塑性。这可能意味着在进化过程中，较低的环境温度是驱动哺乳动物及其肠道菌群共生的关键线索。（@爱的抉择）
精神分裂症患者的肠道菌群组成与功能变化
Brain Behavior and Immunity[IF:6.633]
① 纳入48名慢性精神分裂症患者与48名对照（年龄、性别、BMI、抗生素使用等因素相匹配）；② 患者肠道菌群的β-多样性及预测功能显著不同于对照，而α-多样性及功能通路无显著差异；③ 基于菌群分类群或功能特征，可分别以75%或67%-70%的准确度区分患者与对照；④ 毛螺菌科在患者的肠道菌群中显著富集；⑤ 与炎症因子及动脉粥样硬化风险相关的氧化三甲胺还原酶及kdo2-脂质A功能通路在患者中分别下调及上调。
Gut microbiome in Schizophrenia: Altered functional pathways related to immune modulation and atherosclerotic risk
10-22, doi: 10.1016/j.bbi.2020.10.003
【主编评语】越来越多的证据表明肠道菌群变化与精神分裂症相关。Brain Behavior and Immunity上发表的一项队列研究结果，对比鉴定了精神分裂症患者与对照的肠道菌群组成及功能差异，并发现与免疫应答及脂代谢相关的菌群功能通路在患者的肠道菌群中发生显著变化。（@szx）
宿主应对阿米巴虫感染的保护机制
Trends in Parasitology[IF:6.918]
① 黏蛋白MUC2通过阻止阿米巴虫附着并调节潘氏细胞抗菌肽的产生，起到保护作用；② 肠道细菌有助于阿米巴抵抗结肠中的氧化应激，但同时募集嗜中性粒细胞保护宿主；③ 阿米巴感染可降低宿主白细胞介素-25（IL-25）的产生，外源性IL-25治疗可增加嗜酸性粒细胞提供保护；④ cAMP反应元件调节器（CREM）多态性的儿童和CREM缺失小鼠更易患阿米巴病；⑤ 阿米巴表面蛋白LecA与TLR4和TLR7/8佐剂联合免疫诱导粘膜IgA、干扰素-γ和IL-17A应答而保护宿主。
Host Protective Mechanisms to Intestinal Amebiasis
10-23, doi: 10.1016/j.pt.2020.09.015
【主编评语】痢疾变形虫（Entamoeba histolytica）又称溶组织内阿米巴，是一种肠道内寄生虫。阿米巴肠病是由阿米巴寄生在结肠内引起的阿米巴痢疾或阿米巴肠炎，是一种可累及许多脏器和组织的全身性疾病。更好地了解宿主保护因素是开发有效治疗方法的关键。发表在Trends in Parasitology上的一篇综述文章，对阿米巴虫感染和宿主保护机制、肠道共生菌群与免疫刺激的相互作用、宿主遗传学在预防阿米巴病方面的作用以及研制抗阿米巴病疫苗方面的进展进行了介绍。（@EADGBE）
南农大：沃尔巴克氏菌改变灰飞虱微生物群落的机制
Microbiome[IF:11.607]
① 分析17个来自中国和日本的灰飞虱（SBPH）地理种群，发现微生物群落结构变化可能与经度、年平均降水量（Bio12）和线粒体DNA变异相关；② 向SBPH北部种群扩散的沃尔巴克氏体感染，在塑造微生物群落结构方面，似乎比非生物因素起着相对更大的作用；③ 沃尔巴克氏体感染可导致SBPH的宿主相关微生物群落中细菌分类单元的多样性和丰度急剧下降；④ 虽然沃尔巴克氏体影响SBPH的代谢基因表达，但似乎未改变SBPH的免疫反应。
Recent infection by Wolbachia alters microbial communities in wild Laodelphax striatellus populations
07-02, doi: 10.1186/s40168-020-00878-x
【主编评语】南京农业大学洪晓月团队在Microbiome上发表的一项研究，揭示了入侵的沃尔巴克氏共生细菌改变灰飞虱微生物群落结构的机制。近年来，微生物对昆虫的影响受到越来越多的关注，但是影响微生物群落结构的因素在很大程度上仍是未知的。该论文从群体遗传学的视角，研究了中国和日本17个地理种群的灰飞虱体内微生物群落结构变异与环境因子、宿主遗传背景的关系，揭示了影响灰飞虱微生物群落的潜在因素，为研究昆虫微生物群落的形成机制提供了新思路，对研究微生物对昆虫的影响有重要参考价值。（@刘永鑫-中科院-宏基因组）
构建可灌注血管化结肠类器官
Advanced Materials[IF:27.398]
① 设计IFlowPlate微流控平台，可在体外独立培养多达128个可灌注血管化结肠类器官；② 与传统微流控设备不同，IFlowPlate不需要任何外部泵系统，并可用于组织提取以进行组化分析或体内移植；③ 通过优化细胞外基质及培养基配方，在自组装血管网络中成功培养了患者来源的结肠类器官，在连续灌注中的生长显著优于传统静态条件；④ 成功建立具有先天性免疫功能的结肠炎症模型，循环单核细胞可在TNF-α的作用下分化为巨噬细胞并浸润至结肠类器官。
IFlowPlate—A Customized 384‐Well Plate for the Culture of Perfusable Vascularized Colon Organoids
10-01, doi: 10.1002/adma.202002974
【主编评语】3D类器官通常缺乏血管形成及灌注，限制了其重现器官生理特征的能力。Advanced Materials上发表的一项最新研究，设计了一种名为IFlowPlate微流控系统，可用于在体外构建可灌注血管化的结肠类器官。该研究基于IFlowPlate平台，成功构建了具有先天性免疫功能的结肠炎症模型。未来，IFlowPlate或可用于筛选潜在的治疗靶点，或建立相关的疾病模型。（@szx）
Cell子刊：揭示Lats1/2维持肠干细胞和Wnt激活的机制
Cell Stem Cell[IF:20.86]
① 敲除Lats1/2（Hippo通路中的核心激酶）导致小鼠隐窝中的肠道干细胞丢失和Wnt信号通路抑制，同时驱动隐窝细胞大量扩增；② 鉴定出一种靶向TEAD转录因子自棕榈酰化的可逆抑制剂，能占据TEAD的脂质结合位点，在小鼠中可抑制TEAD的转录功能；③ Lats缺失对肠道Wnt的抑制作用，依赖于YAP/TAZ而非其下游的TEAD，这是因为核内YAP/TAZ与TLE互作阻断了Wnt/TCF介导的转录；④ 双重抑制TEAD和Lats能抑制APC突变肠道中的Myc表达和上皮细胞的过度增殖。
Lats1/2 Sustain Intestinal Stem Cells and Wnt Activation through TEAD-Dependent and Independent Transcription
04-06, doi: 10.1016/j.stem.2020.03.002
【主编评语】Cell Stem Cell近期发表的文章，发现Hippo激酶的核心组分Lats1/2对于维持Wnt通路活性和肠道干细胞是必需的，且具有TEAD依赖性和非依赖性两种方式，即缺失Lats1/2导致下游的YAP/TAZ与TLE结合，抑制Wnt/TCF介导的转录，这是TEAD非依赖的；同时YAP/TAZ可与TEAD互作介导Myc、CTGF等转录，这是TEAD依赖性的。研究同时开发出TEAD自棕榈酰化的可逆抑制剂，或可用于在人类癌症中同时靶向Wnt和Hippo通路。（@爱的抉择）
感谢本期日报的创作者：mildbreeze，szx，广西妇幼营养陈彬林，爱的抉择，orchid，王文东