今日Science：高脂饮食→伤肠→乱菌→心血管风险
Science：高脂饮食促肠道微生物产TMA的新机制
Science——[47.728]
① 小鼠实验表明高脂饮食会引起肠道黏膜炎症，并导致上皮细胞线粒体活性下降，从而造成呼吸链电子受体（氧气和硝酸盐）的增加，且上述影响不依赖于肠道菌群；② 氧气和硝酸盐的增加为大肠杆菌提供了生长优势，并促进其cutC基因（参与胆碱转化为TMA的过程）的表达，以帮助其利用胆碱作为碳源进行生长；③ 大肠杆菌对胆碱分解代谢的加强会导致小鼠血液中TMAO水平的增加；④ 利用药物提高线粒体活性，可降低高脂饮食小鼠的TMAO水平。
【主编评语】
西方饮食模式会增加心血管疾病的患病风险。此前的研究已经表明，该饮食模式会促进胆碱的生成，而胆碱会进一步被肠道菌群代谢成三甲胺（TMA），再在肝脏中转化成氧化三甲胺（TMAO），而TMAO与心血管疾病密切相关。Science最新发表了范德堡医学大学中心和加利福尼亚大学戴维斯分校团队的合作研究，揭示了高脂饮食通过肠道菌群促进TMAO生成的一种新机制，即高脂饮食会改变宿主肠道上皮细胞的生理状态，进而影响肠道环境，促进大肠杆菌对胆碱的分解代谢，最终导致血液中TMAO水平的增加。这项研究提示我们饮食、肠道生理和肠道菌群之间存在复杂相互作用，同时提醒了我们健康饮食的重要性。（@努力科研的617(ꈍᴗꈍ)）
【原文信息】
High-fat diet–induced colonocyte dysfunction escalates microbiota-derived trimethylamine N-oxide
2021-08-13, doi: 10.1126/science.aba3683
Science：人一生代谢水平变化的4个阶段
Science——[47.728]
① 纳入29个国家的6421人，分析从8日龄到95岁的人体每日能量消耗；② 总能耗随去脂体重的增加呈幂律增长，校正去脂体重后发现日常能耗（总能耗及基础能耗）的变化存在4个不同阶段（0-1岁，1-20岁，20-60岁，>60岁）；③ 新生儿的能耗水平与成年人类似，出生到1岁期间能耗水平迅速攀升至成年时期的150%，而后持续下降并在20-60岁期间保持稳定，60岁后再次开始缓慢下降；④ 建模分析表明，不同阶段的组织代谢率遵循校正后的基础能耗的变化轨迹。
【主编评语】
人的代谢率（消耗能量的速率）在一生中并非一成不变。通常人们认为，人体的代谢率在青春期最高，而成年之后开始逐渐降低。“半大小子，吃死老子”、“中年发福”等现象似乎是很好的证明。但Science最新发表的一项研究，通过分析全生命周期的人体日常能量消耗情况，发现人一生的代谢水平在1岁时达到顶峰，之后稳定降低直至20.5岁，并在之后的40年中都保持稳定。这些结果提示，人体的组织代谢水平不是恒定的，而是在不同生命阶段存在着有生理意义的变化，比如生命早期的高代谢水平可能与旺盛的机体生长发育有关，而老年的能量消耗降低则可能反映了细胞和组织器官在“放缓脚步”。（@mildbreeze）
【原文信息】
Daily energy expenditure through the human life course
2021-08-13, doi: 10.1126/science.abe5017
Nature子刊：“人工胰腺”助肾衰竭糖尿病患者有效控糖
Nature Medicine——[53.44]
① 26名需肾透析的2型糖尿病患者进行一项非盲随机交叉试验，对比日常生活中采用全闭合胰岛素治疗（CL）或标准胰岛素治疗（对照）的血糖控制效果，每种干预各持续20天；② CL干预期间，血糖控制在目标范围内（5.6-10.0 m/mol）的时间比例显著高于对照干预（52.8±12.5% vs 37.7±20.5%）；③ 平均血糖值在CL干预期间显著更低（10.1±1.3 vs 11.6±2.8 m/mol），低血糖的时间比例也更低（0.1% vs 0.2%）；④ CL安全性良好，且在血糖控制上表现更佳。
【主编评语】
糖尿病肾病是造成终末期肾病（ESRD）的最主要原因之一，而发展为ESRD需要接受透析治疗的糖尿病患者在控制血糖上会更加棘手，亟需研发针对这类患者的有效控糖手段。Nature Medicine近期发表的一项小型临床试验，报道了一种“人工胰腺”——全自动闭合回路胰岛素递送装置在患有ESRD的2型糖尿病患者中的安全性和有效性，为其临床应用提供了初步证据。（@mildbreeze）
【原文信息】
Fully automated closed-loop glucose control compared with standard insulin therapy in adults with type 2 diabetes requiring dialysis: an open-label, randomized crossover trial
2021-08-04, doi: 10.1038/s41591-021-01453-z
国内团队：缺失菌群改善血糖，哪个组织起关键作用？
Nature Communications——[14.919]
① 在小鼠中检测22种不同组织对葡萄糖的吸收摄取，发现用抗生素（ABX）清除肠道菌群能促进棕色脂肪组织和盲肠（而不是白色脂肪组织或肝脏）的糖摄取；② 对敲除解偶联蛋白1（UCP1）的小鼠的实验表明，UCP1非依赖性的产热作用不依赖于肠道菌群，而清除肠道菌群引起的糖稳态改善同样不依赖于UCP1和适应性产热；③ 清除Ucp1+细胞会削弱ABX处理对小鼠血糖清除能力的改善作用，说明在缺乏菌群引起的糖稳态改善中，棕色和米色脂肪细胞有关键作用。
【主编评语】
缺乏肠道菌群的小鼠能更快地清除血液中的葡萄糖，但其具体机制和参与清除血糖的关键器官组织尚不清楚。中科院遗传发育所John R. Speakman团队近期在Nature Communications发表研究，表明在菌群缺失诱导的糖稳态改善中，棕色脂肪组织（BAT）是摄取和清除血糖的关键组织，且该作用不依赖于适应性产热。这些结果显示，肠-BAT轴在糖代谢调控中有重要作用。（@mildbreeze）
【原文信息】
Brown adipose tissue is the key depot for glucose clearance in microbiota depleted mice
2021-08-05, doi: 10.1038/s41467-021-24659-8
Nature子刊：研究饮食如何被菌群代谢的新模型
Nature Communications——[14.919]
① 通过整合AGORA、SEED模型和i-Diet软件数据，创建了AGREDA（基于AGORA扩展重建的膳食分析）模型，以研究人肠道菌群对饮食的代谢作用；② 与AGORA相比，AGREDA增加了多酚类化合物为主的209种膳食成分的降解途径；③ 对20种地中海饮食食谱进行分析，AGREDA提供了更加完整的营养成分；④ 收集不同生理、病理类型的儿童粪便，进行体外发酵实验，以及计算机模拟分析，证明AGREDA能更好地预测特定食物和食谱的肠道菌群代谢产物输出。
【主编评语】
人类饮食和肠道菌群之间的相互作用是复杂的，借助计算机模型有助于对这一问题进行深入研究。Nature Communications近期发表的一项研究，对已有的模型工具进行了扩展，提出了可用于预测膳食化合物（特别是多酚类物质）如何被人肠道菌群代谢的计算机模型AGREDA，并证明该模型可在不同临床状况的儿童中预测特定饮食的肠道菌群代谢物，提示其在精准营养研究中具有应用潜力。（@mildbreeze）
【原文信息】
An extended reconstruction of human gut microbiota metabolism of dietary compounds
2021-08-05, doi: 10.1038/s41467-021-25056-x
国内团队：痛风患者的肠道菌群特征
NPJ Biofilms and Microbiomes——[7.29]
① 与健康对照相比，痛风患者粪便中普雷沃氏菌属、梭杆菌属和拟杆菌属丰度增加，而肠杆菌科和产丁酸菌丰度降低；② 痛风患者果糖、甘露糖代谢和脂质A合成基因丰度升高，尿酸降解和短链脂肪酸合成基因丰度降低；③ 肠杆菌科的减少或降低氨基酸代谢和环境感知功能，加剧疾病症状；④ 基于三个细菌基因的随机森林模型可以较准确地预测痛风；⑤ 降尿酸和抗炎药物可部分恢复患者的肠道菌群；⑥ 与代谢疾病相比，痛风患者的肠道菌群更接近自身免疫病患者。
【主编评语】
有证据表明，肠道菌群与关节炎疾病（包括痛风）之间存在关联。然而，在痛风中，肠道细菌如何以及哪些细菌影响宿主尿酸盐降解和痛风炎症仍不清楚。来自华南师范大学的王璋和广东省中医院的黄清春、黄闰月与团队在NPJ Biofilms and Microbiomes上发表的一项研究，对102名痛风患者和86名健康对照的307份粪便样本进行了宏基因组分析，发现痛风患者的肠道菌群结构显著异于健康对照，并与其他自身免疫病患者更为接近，表明肠道菌群失调与宿主尿酸盐降解和全身炎症的失调有关，或可作为痛风的非侵入性诊断标志物。（@EADGBE）
【原文信息】
Metagenomic analysis revealed the potential role of gut microbiome in gout
2021-08-09, doi: 10.1038/s41522-021-00235-2
低纤维饮食或加速狼疮发病
Frontiers in Immunology——[7.561]
① 低膳食纤维摄入加速有狼疮倾向的NZB/WF1小鼠的疾病发展；② 低膳食纤维摄入会加速免疫失调，这种免疫失调与疾病进程一致；③ 低膳食纤维摄入影响体重发展，增加白色脂肪组织，破坏肠道稳态，引发局部和全身炎症，最终造成自身免疫；④ 分析人类病患样本发现肥胖与肠道渗漏和全身炎症相关，而适应性免疫激活与系统性红斑狼疮活性显著相关；⑤ 使用抗生素抑制肠道微生物或饲喂短链脂肪酸，对NZB/WF1小鼠的发病无显著影响。
【主编评语】
Frontiers in Immunology近期发表的文章，提出膳食纤维对肠道蠕动、菌群通过时间以及造成的能量稀释可能是其影响肥胖、炎症和自体免疫的原因之一，而非完全通过肠道微生物依赖途径。值得思考。（@好雨）
【原文信息】
Low Dietary Fiber Intake Links Development of Obesity and Lupus Pathogenesis
2021-07-15, doi: 10.3389/fimmu.2021.696810
低聚果糖/菊粉对CD患者和其健康兄弟姐妹的益生元效果存在差异
Clinical Nutrition——[7.324]
① 19名非活跃期克罗恩病患者和12名健康兄弟姐妹每日摄入低聚果糖/菊粉15g，共三周；② 低聚果糖/菊粉干预前后，粪便钙卫蛋白在两组人中无显著变化，肠道通透性显著降低的程度在两组人相似；③ 粪便中双歧杆菌和长双歧杆菌在两组人中均增加，但青春型双歧杆菌和Roseburia spp只在健康兄弟姐妹中显著增加，且双歧杆菌、青春型双歧杆菌和Roseburia spp在健康兄弟姐妹中变化幅度更大；④ 健康兄弟姐妹的血液T细胞丰度降低，但患者没有。
【主编评语】
近期发表于Clinical Nutrition的一项研究发现低聚果糖/菊粉补充对非活跃期克罗恩病（CD）患者及其健康兄弟姐妹的钙卫蛋白没有显著影响，但对健康兄弟姐妹的益生元效应更显著。本研究提示益生元在疾病不同阶段使用可能收效有差异。（@陈彬林）
【原文信息】
Prebiotic fructans have greater impact on luminal microbiology and CD3+ T cells in healthy siblings than patients with Crohn's disease: A pilot study investigating the potential for primary prevention of inflammatory bowel disease
2021-06-19, doi: 10.1016/j.clnu.2021.05.033
亮氨酸等营养补充剂不能改善老人虚弱
Clinical Nutrition——[7.324]
① 纳入200名存在虚弱或虚弱前期的老人分组别接受不同营养补充剂干预，同时接受每周两次为期16周的阻力训练；② 其中三个亚研究组只纳入女性，它们比较了补充亮氨酸、乳清、大豆、肌酸以及肌酸联合乳清与安慰剂的差异，第四组比较了女性与男性对乳清的反应；③ 在所有子研究组中，阻力运动本身增加了肌肉质量和功能，但未观察到各类补充对改善肌肉质量和功能的效果，也未发现对乳清补充剂的反应中存在性别的差异，各组未发现不良反应。
【主编评语】
肌肉减少症在虚弱综合征的发展中起着关键作用，良好的营养和锻炼是缓解走向虚弱的基本策略。近期发表于Clinical Nutrition的一项双盲随机安慰剂对照试验结果表明蛋白质（乳清和大豆）、亮氨酸和肌酸补充剂都不能额外增强阻力训练诱导的虚弱前期和虚弱老年人的适应能力。（@陈彬林）
【原文信息】
Supplement-based nutritional strategies to tackle frailty: A multifactorial, double-blind, randomized placebo-controlled trial
2021-07-03, doi: 10.1016/j.clnu.2021.06.024