今日Nature：增强化疗疗效，菌群代谢物来帮助 | 热心肠日报
今天是第2451期日报。
Nature：菌群代谢物3-IAA或可增强化疗疗效
Nature[IF:69.504]
① 响应化疗的胰腺癌（PDAC）患者血液中富集了肠道菌群的色氨酸代谢物3-IAA；② 移植响应者的菌群、高色氨酸饮食、口服3-IAA，均可增强化疗对人源化PDAC小鼠模型的疗效；③ 3-IAA通过中性粒细胞的髓过氧化物酶（MPO）（而非AhR信号）发挥这些作用；④ MPO氧化3-IAA，使其与化疗连用时引起活性氧（ROS）降解酶GPX3和GPX7下调，导致ROS积累和癌细胞自噬减少，从而损害癌细胞代谢适性、减少增殖；⑤ 在2个PDAC队列中，3-IAA水平与化疗疗效显著相关。
Microbiota-derived 3-IAA influences chemotherapy efficacy in pancreatic cancer
02-22, doi: 10.1038/s41586-023-05728-y
【主编评语】德国汉堡-埃彭多夫医学中心的研究者在Nature发表一项最新研究，通过分析胰腺导管腺癌（PDAC）患者样本和小鼠模型实验发现，肠道菌群的一种色氨酸代谢物——吲哚-3-乙酸（3-IAA）可能在化疗治疗PDAC的疗效中具有关键作用，并揭示了其背后的生物学机制。在小鼠模型中，短期的高色氨酸饮食和口服3-IAA，都可增强化疗效果。这些发现具有临床意义，并提示化疗联合特定营养干预或能改善PDAC（甚至其他癌症）疗效。（@mildbreeze）
国内团队Nature子刊：全肠外营养改变肠菌及代谢物，损害糖代谢
Nature Metabolism[IF:19.865]
① 纳入256例接受肠外营养治疗的2型肠衰竭病人，在肠外营养治疗供能大于80%所需能量病人中，糖代谢紊乱发生率达47%；② 建立全肠外营养小鼠模型，其存在胰岛素抵抗，胰岛素信号和糖原合成相关通路出现异常，体成分也发生严重改变；③ 在全肠外营养小鼠与肠衰竭病人中，乳杆菌属和色氨酸代谢通路显著下调，各种吲哚类衍生物显著减少；④ 用利拉鲁肽干预全肠外营养小鼠模型，可显著缓解其糖代谢紊乱，恢复其体成分的正常水平，并提高小鼠生存率。
Total parenteral nutrition impairs glucose metabolism by modifying the gut microbiome
02-13, doi: 10.1038/s42255-023-00744-8
【主编评语】全肠外营养一般指全胃肠外营养，指完全经静脉途径输入营养物质，以维持机体正常生理需要和促进疾病康复的治疗方法。但肠外营养治疗诱发的糖代谢紊乱，即高血糖/低血糖事件也不断频发。近日，南京大学医学院附属金陵医院王新颖、南京医科大学附属逸夫医院薛斌、南京医科大学李朝军及团队在Nature Metabolism发表最新研究，通过动物和人群试验，发现全肠外营养通过改变肠道菌群的组成，降低色氨酸代谢物的水平，从而抑制吲哚/AhR信号通路和GLP-1的产生，从而导致糖代谢障碍。总之，该研究表明通过调节肠道菌群及其代谢产物可能是预防全肠外营养诱导的糖代谢障碍及其并发症的有效治疗策略，值得关注。（@九卿臣）
上海交大：厌氧追踪肠菌外膜囊泡的纳米探针
ACS Nano[IF:18.027]
① 结合基因工程和抗生素促进囊泡的形成和释放，制备携带荧光激活和吸收转移标签的纳米探针；② 因天然结构和分子不依赖氧的发射，纳米囊泡可作为内源性荧光探针用于厌氧跟踪肠道菌群相关的外膜囊泡（OMVs)；③ 纳米探针在按需荧光开关和可逆切换发射波段方面有灵活性，可用于智能和双色成像；④ 成像显示，菌群OMVs不仅通过膜融合抑制特定致病菌株，还进入肠上皮细胞和促进紧密连接的表达来修复肠屏障；⑤ 口服给药OMVs可减轻结肠炎小鼠的炎症。
Fluorescence-Activating and Absorption-Shifting Nanoprobes for Anaerobic Tracking of Gut Microbiota Derived Vesicles
02-03, doi: 10.1021/acsnano.2c08780
【主编评语】上海交通大学的庞燕团队在ACS Nano发表文章，开发出可厌氧跟踪肠道菌群相关的外膜囊泡（OMVs）的纳米探针，对菌群OMVs进行追踪成像揭示其作用机制。这一纳米探针提供了一种对肠道菌群动态变化可视化的方法。（@章台柳）
幽门螺杆菌产生的外膜囊泡促进阿尔茨海默病
Journal of Extracellular Vesicles[IF:17.337]
① 将从幽门螺杆菌（Hp）培养物中分离得到的外膜囊泡（OMV）灌胃给小鼠，OMV易位到大脑并被星形胶质细胞吸收，但不破坏肠道和血脑屏障；② 阿尔茨海默病（AD）小鼠中，Hp OMV导致脑中小胶质细胞减少及海马区β-淀粉样蛋白（Aβ）斑块增加，加剧认知障碍和记忆丧失；③ Hp OMV可激活海马区补体C3-C3aR信号，增强神经胶质细胞间的互作和小胶质细胞的吞噬作用，诱导突触缺损和神经退行性改变；④ 阻断C3-C3aR信号可缓解Hp OMV造成AD病变发展加速。
Helicobacter pylori-derived outer membrane vesicles contribute to Alzheimer's disease pathogenesis via C3-C3aR signalling
02-15, doi: 10.1002/jev2.12306
【主编评语】研究表明，细菌等病原体可能通过引发神经炎症导致阿尔茨海默病（AD）等神经退行性疾病的发生，例如幽门螺杆菌（Helicobacter pylori）感染就与AD风险增加有关，但背后的具体机制尚不清楚。细菌来源的外膜囊泡（OMV）是细菌毒力因子的天然载体，在细菌的致病机制中起着核心作用。那么幽门螺杆菌的OMV是否与AD的发生有关呢？比利时研究人员近日在Journal of Extracellular Vesicles发表文章，首次阐述了幽门螺杆菌产生的OMV通过脑内补体信号调节神经胶质细胞和神经元的生理功能并加速AD发展的机制，为理解肠道-大脑的相互作用和AD的病理机制提供了新的视角。（@芥末）
中外合作：肥胖可伤脑，菌群代谢物丁酸或能改善
Journal of Clinical Investigation[IF:19.456]
① 肥胖诱导血清神经炎性毒素啉酸（QA）水平升高，改变树突棘的胞内信号，并降低脑源性神经营养因子（BDNF）水平；② 高水平的QA可激活NMDAR，下调BDNF和转录因子p-CREB的表达，引起神经突缺损和认知能力下降；③ 丁酸可以防止QA诱导的多巴胺能和谷氨酸能神经元损伤、SH-SY5Y细胞和初级皮质神经元的树突棘损失；④ 丁酸抑制HDAC2的酶活性，增加H3K18ac水平并与BDNF启动子上PII和PIV结合，从而防止QA诱导的BDNF减少并逆转神经突损伤和认知障碍。
Butyrate ameliorates quinolinic acid–induced cognitive decline in obesity models
02-15, doi: 10.1172/JCI154612
【主编评语】肥胖是与阿尔茨海默病等认知功能障碍相关的神经退行性疾病的危险因素。低度炎症在肥胖症中很常见，但炎症与肥胖症诱导的认知障碍之间的关系尚不清楚。徐州医科大学的和于英华和郑葵阳与澳大利亚伍伦贡大学的Xu-Feng Huang与团队在Journal of Clinical Investigation发表文章，发现血清神经炎性毒素啉酸（QA）水平增加与肥胖患者的认知能力下降有关，菌群代谢物丁酸盐可减轻神经行病变。（@章台柳）
Nature子刊：饮食和宿主遗传对小鼠肠道真菌群有何影响？
Nature Communications[IF:17.694]
① 将断奶的591只杂交鼠分为西方饮食组、对照组和热量限制组3个饮食组，发现饮食会调节肠道真菌组成；② 鉴定出不同饮食下的指示真菌和细菌，拟杆菌属和产醋菌属在西方饮食和热量限制组显著富集；③ 细菌和真菌通过反向调节彼此组成，在维持肠道稳态方面发挥核心作用，仅宿主遗传及其与饮食互作会调节小鼠肠道真菌组成；④ 通过QTL定位，发现差异真菌及细菌与染色体某些基因有关，多种类似的遗传元素通过共同分子途径调节肠道真菌和细菌组成。
Impact of diet and host genetics on the murine intestinal mycobiome
02-14, doi: 10.1038/s41467-023-36479-z
【主编评语】哺乳动物肠道是多种微生物生态系统的家园，其组成影响宿主的各种生理特征。随着测序技术和生信技术的发展，极大促进了探究宿主遗传、细菌和环境因素如何相互作用形成复杂的特征和临床结果。近日，德国吕贝克大学研究人员在Nature Communications发表最新研究，通过饮食干预、全基因组测序和基因分型等手段，发现小鼠肠道真菌群的组成和多样性并不完全受宿主遗传的调控，而是由饮食和宿主遗传的共同作用调节的。（@九卿臣）
开发调节肠道菌群治疗疾病的策略（综述）
Gastroenterology[IF:33.883]
① 克罗恩病（CD）是自体炎症性疾病，化药治疗存在缺陷，引入肠道菌群调节/支持疗法，是CD临床管理新思路；② CD患者菌群失调，热带假丝酵母、粘质沙雷氏菌和大肠杆菌丰度增加，可形成生物膜，是促进CD进展的关键因素；③ 添加益生菌/元可实现CD肠道菌群干预，达到重新平衡肠道菌群，消除生物膜的目的；④ 开发基于菌群调节CD治疗方案设计如下：识别失调菌群，确定失调菌与其他菌群互作关系，建立并验证选定益生菌/元配方，开展临床测试。
Modulating the Microbiome for Disease Treatment
01-24, doi: 10.1053/j.gastro.2023.01.017
【主编评语】肠道菌群在健康和疾病调节中的核心作用已得到广泛的证明和认可。肠道菌群在调节人类健康中发挥着重要的作用。因此通过调节肠道菌群组成和不同菌间的互作关系进行疾病的治疗是潜在治疗方法发展的焦点之一。除了多微生物相互作用外，肠道生态系统宿主和菌群间也有这复杂的、双向相互作用。近期一篇发表在Gastroenterology的综述回顾了近年来微生物组在疾病和健康中的作用的研究，并以克罗恩病为例，讨论了通过利用微生物组数据开发益生菌来调节微生物组的策略。（@Zhonghua）
经莉莉+张晨虹Cell子刊：菌群如何调控造血干细胞早期发育？
Cell Reports[IF:9.995]
① 斑马鱼的HSPC发育和分化需要共生菌群，不同菌株对HSPC形成有不同作用；② chd8-/-斑马鱼在幼年和成年时表现出HSPC发育缺陷和肠道菌群失衡；③ 野生型的菌群通过调控原位基础炎性细胞因子的表达来促进HSPC的发育，chd8-/-的菌群诱导促炎因子增加，从而减少HSPC并增强髓系细胞分化；④ 鉴定出有免疫调节活性的维氏气单胞菌菌株，其不能诱导野生型斑马鱼的HSPC发育，但能在chd8-/-斑马鱼中选择性抑制肾脏促炎细胞因子表达，并平衡HSPC发育。
The microbiota regulates hematopoietic stem and progenitor cell development by mediating inflammatory signals in the niche
02-15, doi: 10.1016/j.celrep.2023.112116
【主编评语】共生菌群调节骨髓中造血干细胞和前体细胞（HSPC）的自我更新和分化。在胚胎发生过程中，菌群是否以及如何影响HSPC的发育尚不清楚。上海交通大学的经莉莉和张晨虹与团队在Cell Reports发表文章，发现共生菌群通过调节HSPC生态位中炎症细胞因子的表达来调控HSPC的正常发育。而chd8-/-斑马鱼的菌群可诱导细胞因子表达增强，损害HSPC的发育。同时鉴定出一株维氏气单胞菌，在chd8-/-斑马鱼中选择性地抑制HSPC生态位中过量的细胞因子，恢复HSPC的发育。（@章台柳）
Nature子刊：用微量取血的多组学数据监测健康
Nature Biomedical Engineering[IF:29.234]
① 使用Mitra设备收集10μL血样，开发了一种高效提取蛋白质、代谢物、脂质和细胞因子的方法，获得的多组学数据在多种不同条件下均能保持稳定；② 微量取血方法所监测的代谢物和脂质水平与传统静脉取血结果相似；③ 招募28名参与者在饮用奶昔前后5个时间点采集血液获得多组学数据，发现不同个体对食物的反应不同；④ 招募1名参与者对其进行24小时连续7天的全面生理监测获得高频多组学数据，将其与可穿戴设备数据结合可实现个体健康监测。
Multi-omics microsampling for the profiling of lifestyle-associated changes in health
01-19, doi: 10.1038/s41551-022-00999-8
【主编评语】如今，静脉穿刺取血的成本较高并具有高侵入性，因此在临床或研究中探究血液生物标志物仍然具有很大的挑战性。近日，美国斯坦福大学大学研究人员在Nature Biomedical Engineering发表最新研究，开发了一种通过微量取血可采集获得多组学数据的平台，成功地从微量血样（10μL）中采集到了稳定的多组学数据（包括蛋白质组、代谢组、细胞因子和激素数据等），通过2个案例研究进一步证明了其在精准医学上的应用前景，值得关注。（@九卿臣）
Nature Reviews：拉曼光谱助力微生物学研究 （综述）
Nature Reviews Methods Primers[IF:N/A]
① 拉曼显微光谱学是一种非破坏性分析方法，需要明场成像组件、激光源、光学元件以及探测器，结合显微镜拉曼光谱，可以用来研究和确定活的微生物；② 它基于入射光和散射光的能量差计算的拉曼频移，可用来检测多种代谢物的拉曼信号，实现数据的存储、共享、重现、分析；③ 它能够确定微生物代谢物的浓度和分布，研究宿主-微生物、细胞-细胞和细胞-环境的相互作用；④ 它有低的细胞检测灵敏性，需要优化仪器和样品制备、改进探测器和分辨率。
Raman microspectroscopy for microbiology
2021-11-25, doi: 10.1038/s43586-021-00075-6
【主编评语】拉曼光谱是一种无损检测技术。本综述重点关注了拉曼光谱用于检测微生物代谢物、微生物与机体、细胞与细胞、细胞与环境之间的分子交换以及不同环境下微生物的多样性等，为相关人士提供参考。（@Bingbing）
感谢本期日报的创作者：mildbreeze，九卿臣，Sunflower，Jack Chen，马丹辉，WK红叶，刘畅，章台柳
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