“后生元”是啥？ISAPP共识终于来了！| 热心肠日报
今天是第1815期日报。
Nature Reviews：后生元的定义和范围（ISAPP共识声明）
Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology[IF:29.848]
① 后生元是对宿主健康有益的无生命微生物和/或其成分的制剂；② 后生元不是纯化的微生物代谢物和疫苗，但也不限于灭活益生菌；③ 后生元对目标宿主的有益效应及使用安全性必须得到确认；④ 后生元的作用机制包括调节常驻菌群、增强上皮屏障功能、调节局部和全身免疫、调节系统代谢和通过神经系统发出系统信号；⑤ 后生元的靶点不限于肠道，必须在宿主表面给药，如口腔、肠道、皮肤、泌尿生殖道或鼻咽，注射不属于后生元的范围。
The International Scientific Association of Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on the definition and scope of postbiotics
05-04, doi: 10.1038/s41575-021-00440-6
【主编评语】后生元（postbiotics）这一术语在科学文献和商业产品中越来越多地出现，但目前仍缺乏明确统一的定义。2019年，国际益生菌和益生元科学协会（ISAPP）召集了专家小组，对后生元的定义和范围进行了审议，并以共识声明的形式于近期在Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology上发表，为相关领域的科研、临床、产业和监管从业人员以及消费者，提供了一个“官方”的后生元概念，推荐专业人士仔细阅读。（@mildbreeze）
Cell子刊：肠道噬菌体组或可预测类风湿性关节炎高危人群
Cell Host and Microbe[IF:15.923]
① 对16名类风湿性关节炎（FDR）患者的一级亲属（FDR）（CCP阳性和阴性各8人，患病风险较高）和9名健康对照进行肠道噬菌体组分析；② CCP血清学状态不同，FDR的肠道噬菌体组成存在差异，CCP+以链球菌科、拟杆菌科和毛螺菌科噬菌体为主，CCP-以拟杆菌科噬菌体为主；③ 这些噬菌体通过编码独特的辅助代谢基因，直接影响微生物群的代谢和免疫调节能力，这些辅助代谢基因与抗CCP状态相关；④ 噬菌体具有作为类风湿关节炎高危人群生物标志物的潜力。
Individuals at risk for rheumatoid arthritis harbor differential intestinal bacteriophage communities with distinct metabolic potential
05-05, doi: 10.1016/j.chom.2021.03.020
【主编评语】类风湿性关节炎（RA）是一种自身免疫性疾病，其特征是血清阳性个体存在抗环瓜氨酸蛋白（CCP）抗体，遗传率约为40-60%，确诊RA病人的一级亲属（FDR）中患病风险明显增加。Cell Host and Microbe近期发表的文章，鉴定出RA易感状态相关的独特的肠道噬菌体群，这种肠道噬菌体群或可作为RA出现临床症状前的生物标志物，同时表明研究RA的发病和进展过程中考虑群体水平的细菌-噬菌体互作非常必要。（@爱的抉择）
曹崟等：女生每天2杯含糖饮料，早发性大肠癌风险翻倍
Gut[IF:19.819]
① 纳入95464名女性进行长达24年的随访，记录了109例早发性结直肠癌（EO-CRC）；② 与成年期含糖饮料（SSB）摄入量＜1份（约240ml）/ 周相比，SSB摄入量≥2份/天的女性罹患EO-CRC的风险增加118%，SSB日摄入量每增加1份，EO-CRC风险增加16%；③ 青春期（13~18岁）的SSB日摄入量每增加1份，EO-CRC的风险增加32% ；④ 用人造甜味饮料、咖啡、低脂或全脂牛奶代替成年期每日1份的SSB，可将EO-CRC的风险降低17%~36%。
Sugar-sweetened beverage intake in adulthood and adolescence and risk of early-onset colorectal cancer among women
05-06, doi: 10.1136/gutjnl-2020-323450
【主编评语】结直肠癌（CRC）在年轻人群的发病率呈上升趋势，但背后的原因还不明晰。圣路易斯华盛顿大学曹崟与团队近期在Gut发表研究，收集了美国NHSII队列中9.5万余名女性的长期随访数据，在矫正已知的潜在CRC风险因素后发现，成年和青春期摄入较多的含糖饮料与早发性CRC的风险增加相关。减少青少年和年轻人的含糖饮料摄入，或有助于减少年轻人群的CRC发生。（@mildbreeze）
房静远团队：ZFP90经肠道菌群促进肠炎相关肠癌的发生
Gut Microbes[IF:7.74]
① 通过GWAS和GEO数据库的重叠分析，发现ZFP90为结肠炎相关的结直肠癌（CAC）的候选致癌基因；② Zfp90ΔIEC条件敲除小鼠表现出对AOM-DSS诱导结直肠癌的易感性降低；③ Zfp90ΔIEC条件敲除改善CAC发展中小鼠肠道屏障损坏，缓解局部炎症；④ 菌群清除和FMT证实Zfp90ΔIEC的抗肿瘤表型依赖于肠道菌群，尤其是普氏菌（P.copri）为主的菌群可能介导CAC发展过程中Zfp90的致癌作用；⑤ 机制上，Zfp90通过TLR4-PI3K-AKT-NF-κB信号通路，介导CAC的发生。
ZFP90 drives the initiation of colitis-associated colorectal cancer via a microbiota-dependent strategy
05-05, doi: 10.1080/19490976.2021.1917269
【主编评语】慢性炎症和肠道菌群失调是结直肠癌的危险因素。在临床实践中，炎症性肠病（IBD）患者发生结肠炎相关结直肠癌（CAC）的风险大大增加。然而，CAC的启动机制尚不清楚。上海交通大学房静远团队在Gut Microbes上发表文章，Zfp90是CAC发展的致癌基因，且Zfp90的致癌作用依赖于肠道菌群，尤其是普氏菌（P.copri）为主的菌群。Zfp90通过TLR4-PI3K-AKT-NF-κB信号通路，介导CAC的发生。研究揭示了Zfp90-肠道菌群-NF-kB轴在CAC发生过程中的重要作用，或可作为CAC预防和治疗的靶点。（@爱的抉择）
Nature子刊：β-内酰胺类抗生素如何增加白色念珠菌感染风险
Nature Communications[IF:12.121]
① 体外实验表明，β-内酰胺抗生素可引起细菌释放大量的肽聚糖片段，能有效地诱导白色念珠菌侵袭性菌丝的生长；② 鉴定出能促进白色念珠菌菌丝生长的肽聚糖亚基，如革兰氏阴性菌的气管细胞毒素、革兰氏阳性的金黄葡萄球菌的特定胞壁成分；③ 用β-内酰胺抗生素喂养小鼠会引起肽聚糖风暴，使肠腔内环境从抑制白色念珠菌转变为促进其侵袭性生长，进而导致真菌的全身性扩散。
A peptidoglycan storm caused by β-lactam antibiotic’s action on host microbiota drives Candida albicans infection
05-07, doi: 10.1038/s41467-021-22845-2
【主编评语】白色念珠菌存在于正常的人体肠道菌群中，通常不会引发感染，但在一些风险因素（如免疫功能低下、黏膜屏障损伤以及广谱抗生素治疗）存在时可能引发致命的感染。Nature Communications近期发表的一项研究，揭示了β-内酰胺抗生素促进白色念珠菌感染的一种机制，表明共生菌群释放的肽聚糖风暴在其中有关键的介导作用。（@mildbreeze）
同济大学：肠道真菌调节肠道炎症的新机制
Science Advances[IF:13.116]
① 在树突状细胞（DC）中敲除c-Cbl（一种E3泛素连接酶）会增加小鼠结肠炎易感性；② 机制上，肠道真菌的α甘露聚糖经DC的C型凝集素受体Dectin-2和Dectin-3活化c-Cbl，后者介导非经典NF-κB亚基RelB的泛素化和降解，从而促进由经典NF-κB亚基p65介导的抗炎细胞因子IL-10的表达；③ 而DC的c-Cbl缺陷会促进α甘露聚糖诱导的RelB活化，从而抑制IL-10生成，促进肠炎；④ c-Cbl与c-Abl酪氨酸激酶互作，活化c-Abl能协同增强c-Cbl介导的抑制肠炎作用。
E3 ligase c-Cbl regulates intestinal inflammation through suppressing fungi-induced noncanonical NF-κB activation
05-07, doi: 10.1126/sciadv.abe5171
【主编评语】肠道真菌是调节宿主免疫稳态的关键，其机制尚不清楚。同济大学医学院贾鑫明团队近期在Science Advances发表研究，揭示了E3连接酶c-Cbl在肠道真菌介导的肠道炎症调控中的关键作用。（@mildbreeze）
Science子刊: 长期除草剂诱导选择下的宿主基因组与微生物组的共适应
Science Advances[IF:13.116]
① 暴露于莠去津时，丽蝇蛹集金小蜂的微生物组发生变化，这反过来又赋予了宿主在除草剂莠去津存在下的适应性优势；② 莠去津处理组(AAs)群体微生物组的变化增加了莠去津的解毒效率；③ 在AAa群体中鉴定出的候选选择区可能不是由随机遗传漂移引起的，而是由从莠去津或暴露于莠去津后从改变的微生物组中选择而引起的；④ 莠去津暴露会改变宿主的免疫能力和免疫基因表达；⑤ 微生物组移植验证了宿主基因组与微生物组之间的相互作用。
Coadaptation between host genome and microbiome under long-term xenobiotic-induced selection
05-05, doi: 10.1126/sciadv.abd4473
【主编评语】物种分化以及物种分化的因素一直是生命领域备受关注的科学问题。作者用实验进化的方法验证了宿主基因组-宿主微生物组共进化。为此，作者将丽蝇蛹集金小蜂（Nasonia vitripennis）暴露于广泛使用的除草剂莠去津（atrazine），长达85代。研究结果表明，莠去津暴露不仅介导了微生物组内的适应性变化，赋予了宿主对莠去津毒性的抗性，而且还对宿主基因组施加了选择性压力，并改变了宿主基因的表达和免疫反应。此外，微生物组移植实验显示，暴露于莠去津的对照组成虫的存活率有降低，而在移植组中并未发生降低。这些结果表明，杀虫剂导的选择介导的宿主-微生物组适应，最终导致新的宿主基因组-微生物组的平衡。（@刘永鑫-中科院-宏基因组）
国内团队：放线菌生命暗物质的生态功能与进化的新进展
ISME Journal[IF:9.18]
① 通过宏基因组分箱技术首次命名了放线菌三个未培养新纲；② Wood–Ljungdahl pathway (WLP)固碳通路在放线菌三个新纲类群的发现，刷新了对放线菌功能多样性的认知；③ 发现氢酶和产乙酸相关基因普遍存在于放线菌的三个新纲中，因此推测放线菌门类存在可能的同型产乙酸功能，并通过富集实验证据展现了放线菌同型产乙酸功能的可能性；④ 通过系统进化分析，表明H2依赖的WLP固碳方式不存在于这三个纲的共同祖先，应该属于后期进化获得的。
Insight into the function and evolution of the Wood–Ljungdahl pathway in Actinobacteria
05-05, doi: 10.1038/s41396-021-00935-9
【主编评语】中山大学生命科学学院李文均教授课题组研究表明滇藏热泉生态系统中蕴含着丰富的放线菌生命暗物质资源。该研究首次提出放线菌三个新纲类群可能具有同型产乙酸功能，刷新了放线菌功能多样性的认知；作者通过进化分析，在展现放线菌氢依赖的WLP进化历史的同时，揭示了放线菌在WLP进化历史的重要性。该研究对放线菌生命暗物质的研究打开了另一个充满惊喜的“魔术盒”，让我们了解到放线菌的奇妙之处不只在次级代谢产物多样性上，其在生态功能和WLP进化历史中也起着重要作用。对于科研工作者而言，此工作仅是进一步探索放线菌生命暗物质生态功能和进化机制的开始。（@刘永鑫-中科院-宏基因组）
Nature子刊：植物塑造根际微生物组新机制
Nature Plants[IF:13.256]
① 通过基于48孔板的高通量植物与根际共生菌互作体系，筛选出hsm13 在根际土中显著富集荧光假单胞杆菌，hsm13 被重命名为fer-8；② fer-8 相对特异性富集荧光假单胞杆菌，并且没有造成严重的菌群失调，fer-8 塑造的微生物组能够促进下一代植物生长；③ FER调节根ROS来控制假单胞菌，RALF可提高根际假单胞菌的水平；④ 病原菌分泌RALF对FER的攻击会导致根际土壤中荧光假单胞杆菌富集，这可能是植物遭受病害后诱导产生“抗病土壤” 的分子机制之一。
FERONIA restricts Pseudomonas in the rhizosphere microbiome via regulation of reactive oxygen species
05-10, doi: 10.1038/s41477-021-00914-0
【主编评语】尽管“抗病土壤”的现象在上个世纪初就被发现，但植物调控益生菌定殖的分子机制尚不清楚。近日，加拿大英属哥伦比亚大学Cara Haney课题组(第一作者为宋毅博士)在该领域取得突破，在植物学顶级期刊Nature Plants上发表研究论文 FERONIA restricts Pseudomonas in the rhizosphere microbiome via regulation of reactive oxygen species，该研究通过多方面验证，最终揭示FER通过维持根系本底的活性氧自由基(ROS)水平，可以负调控根际益生菌荧光假单胞杆菌定殖。（@刘永鑫-中科院-宏基因组）
感谢本期日报的创作者：Echo Quasimodo，王新宇，临床营养陈彬林，Johnson，mildbreeze，刘永鑫-中科院-宏基因组