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今日Nature：中科院團(tuán)隊揭示腸菌調(diào)節(jié)腸道免疫的新機(jī)制

來源：泰然健康網(wǎng) 時間：2025年05月23日 22:19

中科院團(tuán)隊Nature：新機(jī)制！腸菌通過脂肪酸異構(gòu)化，調(diào)節(jié)腸道免疫細(xì)胞

Nature——[69.504]

① 飲食和菌群影響小鼠腸道的亞油酸（LA）異構(gòu)體——共軛亞油酸（CLA）水平，CLA可誘導(dǎo)小腸CD4+CD8αα+上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞（IEL）；② 敲除腸菌的LA異構(gòu)酶，可降低悉生小鼠的CD4+CD8αα+IEL數(shù)量；③ 機(jī)制上，CLA能在CD4+ IEL中結(jié)合并激活轉(zhuǎn)錄因子HNF4γ，從而促進(jìn)細(xì)胞表達(dá)IL-18受體1，IL-18通過作用于該受體下調(diào)轉(zhuǎn)錄因子ThPOK，從而促進(jìn)CD4+CD8αα+ IEL的分化；④ CLA-HNF4γ軸控制抗感染黏膜免疫，其缺陷會加劇小鼠的腸道病原菌感染。

【主編評語】

腸道菌群持續(xù)地將飲食中的成分轉(zhuǎn)化為許多生物活性代謝物，從而在飲食對宿主的健康調(diào)控中發(fā)揮介導(dǎo)作用。Nature最新發(fā)表了中科院大學(xué)宋昕陽團(tuán)隊與哈佛醫(yī)學(xué)院Dennis Kasper團(tuán)隊的合作研究，揭示了調(diào)控宿主腸道免疫的一種新的飲食-腸菌途徑。該研究表明，特定腸菌可通過脂肪酸異構(gòu)化作用，將飲食中的亞油酸轉(zhuǎn)化為共軛亞油酸（CLA），CLA通過與腸道上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞（IEL）的轉(zhuǎn)錄因子HNF4γ作用，調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的IL-18信號，從而促進(jìn)CD4+CD8αα+ IEL的發(fā)育，影響小鼠的腸道黏膜免疫。（@mildbreeze）

【原文信息】

Gut microbial fatty acid isomerization modulates intraepithelial T cells

2023-06-28, doi: 10.1038/s41586-023-06265-4

與心血管疾病相關(guān)的芳香族氨基酸來源的腸道菌群衍生物

European Heart Journal——[35.855]

① 納入美國（n=4000）和歐洲（n=833）兩個獨(dú)立臨床隊列；② 源自腸道菌群的多種芳香族氨基酸衍生代謝產(chǎn)物與重大心血管不良事件風(fēng)險（MACE）、全因死亡率相關(guān)，與傳統(tǒng)風(fēng)險因素?zé)o關(guān)；③ 關(guān)鍵的腸道微生物群衍生代謝產(chǎn)物包括：苯乙酰谷氨酰胺和苯乙酰甘氨酸，4-羥基苯乳酸產(chǎn)生的4-羥基苯甲酸和4-羥基馬尿酸，吲哚產(chǎn)生的吲哚葡萄糖醛酸和硫酸吲哚酚，吲哚-3-丙酮酸產(chǎn)生的吲哚-3-乳酸和吲哚-3-乙酰谷氨酰胺及5-羥基吲哚-3乙酸。

【主編評語】

European Heart Journal近期發(fā)表的文章，納入美國（n=4000）和歐洲（n=833）兩個獨(dú)立臨床隊列評估腸道菌群衍生芳香族氨基酸代謝產(chǎn)物和心血管疾病發(fā)病率和死亡率的關(guān)系。確定了與心血管不良后果獨(dú)立相關(guān)的由芳香族氨基酸產(chǎn)生的關(guān)鍵腸道微生物群代謝產(chǎn)物，因此將有助于集中研究與宿主心血管健康相關(guān)的腸道微生物代謝產(chǎn)物。（@章臺柳）

【原文信息】

Atlas of gut microbe-derived products from aromatic amino acids and risk of cardiovascular morbidity and mortality

2023-06-21, doi: 10.1093/eurheartj/ehad333

腸道菌群及代謝與心血管代謝早期風(fēng)險（綜述）

Circulation Research——[23.213]

① 微生物在嬰幼兒時期相對變動，但在童年后期和成年期逐步穩(wěn)定；② 腸道菌群與食源性營養(yǎng)素之間存在雙邊影響，且與生活環(huán)境及藥物相關(guān)；③ 腸道菌群通過影響免疫、腸道屏障完整性、釋放特定代謝物等影響心血管疾?。虎?腸道菌群代謝影響宿主體重、炎癥、胰島素穩(wěn)態(tài)、高血壓、脂代謝、肝硬化以及心血管疾病；⑤ 腸道菌群和病毒感染也會影響心血管疾病的發(fā)生；⑥ 建議未來研究更注重在觀察性結(jié)果與機(jī)械性詢問或臨床實(shí)施相結(jié)合的轉(zhuǎn)化。

【主編評語】

心臟代謝性疾病是全世界內(nèi)發(fā)病率和死亡率的主要原因，且共棲微生物群與心臟代謝性疾病的發(fā)生顯著相關(guān)。本文綜述了影響生命早期腸道菌群結(jié)構(gòu)的因素，以及其相關(guān)改變?nèi)绾斡绊懰拗鞔x，最后指出了現(xiàn)有方法和技術(shù)的局限性。（@Bingbing）

【原文信息】

Gut Microbiota and Microbial Metabolism in Early Risk of Cardiometabolic Disease

2023-06-08, doi: 10.1161/CIRCRESAHA.123.322055

趙方慶團(tuán)隊：腸道菌群靶向干預(yù)——從傳統(tǒng)方法到工程菌（觀點(diǎn)）

Science Bulletin——[20.577]

① 腸道菌群生態(tài)失調(diào)與疾病相關(guān)，傳統(tǒng)的菌群干預(yù)方法，包括飲食調(diào)整、運(yùn)動、益生元、益生菌、合生元、后生元和糞菌移植（FMT），但需精準(zhǔn)營養(yǎng)提高其精確度和有效性；② 工程菌干預(yù)可能導(dǎo)致代謝負(fù)擔(dān)增加、激活宿主免疫并引發(fā)副作用，需監(jiān)測潛在風(fēng)險；③ FMT和工程菌干預(yù)疾病，分別面臨著長期安全風(fēng)險，生物安全和環(huán)境安全風(fēng)險；④ 腸道菌群與疾病因果關(guān)系研究的進(jìn)步，與人工智能、多組學(xué)和合成生物學(xué)相結(jié)合，為菌群靶向干預(yù)治療疾病帶來希望。

【主編評語】

隨著我們對腸道菌群在疾病中重要性認(rèn)識的不斷提高，靶向腸道菌群的干預(yù)手段已從傳統(tǒng)方法，包括飲食調(diào)整、運(yùn)動、益生元、益生菌、合生元、后生元和糞菌移植等，逐漸拓展開發(fā)出利用基因工程構(gòu)建工程菌作為治療載體的新型干預(yù)方法。中科院北京生命科學(xué)研究院趙方慶教授團(tuán)隊在Science Bulletin發(fā)表最新觀點(diǎn)性文章，概括了靶向腸道菌群的干預(yù)策略，提出通過腸道菌群靶向干預(yù)防治疾病的巨大潛力。（@RZN）

【原文信息】

Gut microbiota-targeted interventions: from conventional approaches to genetic engineering

2023-05-22, doi: 10.1016/j.scib.2023.05.018

Cell子刊：TaxUMAP——微生物組數(shù)據(jù)集的分類信息可視化工具

Cell Host and Microbe——[31.316]

① 使用TaxUMAP繪制1870例癌癥患者因治療引起的紊亂期菌群狀態(tài)圖譜，發(fā)現(xiàn)細(xì)菌密度和生物多樣性正相關(guān)，但在液體糞便中負(fù)相關(guān)；② 抗生素治療減少生物多樣性，且該狀態(tài)優(yōu)勢保持穩(wěn)定，生物多樣性與耐藥性基因的數(shù)量成負(fù)相關(guān)；③ 某些克雷伯菌屬與較低的腸道病原體引起的菌血癥風(fēng)險相關(guān)，與其他高危腸桿菌間存在競爭性相互作用；④ 基于分類的可視化方法，TaxUMAP可在大型臨床菌群數(shù)據(jù)集中顯示菌群狀態(tài)，了解菌群對人體健康的影響。

【主編評語】

Cell Host and Microbe近期發(fā)表的文章，開發(fā)出TaxUMAP——一種用于微生物組數(shù)據(jù)集的分類信息可視化工具。TaxUMAP繪制了患者微生物組狀態(tài)圖譜，有助于探索微生物組對健康的影響。同時發(fā)現(xiàn)，某些低菌血癥風(fēng)險相關(guān)的克雷伯菌與其他高風(fēng)險腸道細(xì)菌之間具有競爭性相互作用。（@章臺柳）

【原文信息】

The TaxUMAP atlas: Efficient display of large clinical microbiome data reveals ecological competition in protection against bacteremia

2023-06-16, doi: 10.1016/j.chom.2023.05.027

Nature子刊：數(shù)據(jù)驅(qū)動法或可用于預(yù)測藥物對人類微生物組的影響？

Nature Communications——[17.694]

① 整合148個微生物基因組信息和98種藥物的化學(xué)特性，開發(fā)出一種數(shù)據(jù)驅(qū)動法用于預(yù)測藥物對體外微生物組影響的機(jī)器學(xué)習(xí)模型；② 該模型能較好預(yù)測體外新藥與微生物互作，藥物結(jié)構(gòu)和微生物特征對菌群的影響；③ 該模型可大規(guī)模地確定藥物與微生物互作的景觀及模式，影響藥物與微生物敏感性的決定因素；④ 在體內(nèi)動物模型和臨床試驗中，該模型能預(yù)測藥物誘導(dǎo)的微生物組生態(tài)失調(diào)；⑤ 該模型能在更大范圍內(nèi)證明，藥物抗菌特性與其副作用相關(guān)。

【主編評語】

先前多項研究發(fā)現(xiàn)藥物會對腸道細(xì)菌產(chǎn)生負(fù)面影響，耗盡有益物種并造成不良反應(yīng)，為了指導(dǎo)個性化藥物治療，需全面了解各種藥物對腸道微生物組的影響。近日，特拉維夫大學(xué)研究人員及團(tuán)隊在Nature Communications發(fā)表最新研究，開發(fā)了一種數(shù)據(jù)驅(qū)動的方法，用于預(yù)測藥物對人類微生物組的影響。系統(tǒng)地繪制了藥物與人類腸道細(xì)菌間的大量相互作用，并證明藥物的抗菌特性與其不良反應(yīng)密切相關(guān)，值得關(guān)注。（@九卿臣）

【原文信息】

A data-driven approach for predicting the impact of drugs on the human microbiome

2023-06-17, doi: 10.1038/s41467-023-39264-0

Nature子刊：TVP23B對腸道黏液層形成必不可少

Nature Communications——[17.694]

① 跨膜蛋白反式高爾基體膜蛋白TVP23B缺乏的小鼠具有結(jié)腸炎易感性，這歸因于腸上皮細(xì)胞缺乏TVP23B；② TVP23B對潘氏細(xì)胞的抗菌肽分泌和杯狀細(xì)胞的粘液層形成必不可少，微生物組可穿透TVP23B缺陷小鼠的粘液層，定植組織；③ TVP23B與高爾基體蛋白YIPF6形成的復(fù)合物調(diào)節(jié)了高爾基體蛋白質(zhì)組，兩種蛋白的缺陷會導(dǎo)致調(diào)節(jié)腸道屏障功能所需的糖基化酶減少；④ TVP23B通過控制腸道糖基化，形成腸道粘蛋白層，最終維持宿主-微生物分離和體內(nèi)腸道穩(wěn)態(tài)。

【主編評語】

腸道免疫的一個關(guān)鍵特征是動態(tài)腸道屏障，它通過充滿抗菌肽的粘液凝膠將宿主與常駐和致病微生物群分開。Nature Communications近期發(fā)表的文章，使用正向遺傳篩選策略，發(fā)現(xiàn)反式高爾基體膜蛋白TVP23B的突變，可賦予小鼠對化學(xué)誘導(dǎo)和感染性結(jié)腸炎的易感性，并對其作用機(jī)制進(jìn)行探討。（@章臺柳）

【原文信息】

Trans-Golgi protein TVP23B regulates host-microbe interactions via Paneth cell homeostasis and Goblet cell glycosylation

2023-06-20, doi: 10.1038/s41467-023-39398-1

粘蛋白降解的代謝途徑重注釋

Gut Microbes——[9.434]

① 通過生物信息學(xué)輔助功能注釋，重新注釋嗜粘蛋白阿克曼氏菌和活潑瘤胃球菌的核心代謝和發(fā)酵途徑基因；② 重建的核心代謝途徑與兩種細(xì)菌在粘蛋白及其成分存在下的生長動力學(xué)和發(fā)酵曲線一致；③ 粘蛋白降解菌中不同的粘液降解酶組合可能使其利用不同的粘液來源底物，導(dǎo)致它們具有不同的代謝特征；④ 兩種細(xì)菌的獨(dú)特代謝特征導(dǎo)致宿主免疫細(xì)胞中代謝物受體水平和炎癥信號的差異；⑤ 不同膳食攝入影響粘蛋白降解菌的豐度、代謝通量和腸道屏障完整性。

【主編評語】

這是發(fā)表在Gut Microbes上的一份工作，作者發(fā)現(xiàn)NCBI PGAP、PathwayTools和ModelSEED三種注釋管道對兩種粘蛋白降解腸菌的基因注釋不一致，因此他們結(jié)合InterPro DB、PATRIC DB，同時使用CAZy，MEROPS、SulfAtlas DBs和SWISS-MODEL對不一致或未注釋的基因進(jìn)行重新注釋。鑒定的代謝和發(fā)酵途徑通過體外培養(yǎng)得以驗證，同時結(jié)合轉(zhuǎn)錄組測序，獲得了兩種粘蛋白降解菌在不同成分培養(yǎng)基中的不同代謝特征，不同培養(yǎng)基所產(chǎn)生的菌株代謝物對宿主免疫細(xì)胞的刺激也存在差異。在小鼠體內(nèi)也發(fā)現(xiàn)，不同的膳食結(jié)構(gòu)會顯著調(diào)節(jié)粘蛋白降解菌豐度和宿主體內(nèi)腸道黏膜反應(yīng)。（@Johnson）

【原文信息】

Genome-wide multi-omics analysis reveals the nutrient-dependent metabolic features of mucin-degrading gut bacteria

2023-06-12, doi: 10.1080/19490976.2023.2221811

潘氏細(xì)胞維持菌群穩(wěn)態(tài)機(jī)制

PNAS——[12.779]

① 肥胖和腸炎患者體內(nèi)的潘氏細(xì)胞異常，導(dǎo)致腸道菌群失調(diào)、粘膜屏障破壞及產(chǎn)琥珀酸鹽的物種增殖，這與琥珀酸-腸簇細(xì)胞的炎癥回路相關(guān)；② 腸簇細(xì)胞激活會觸發(fā)2型免疫反應(yīng)，降低潘氏細(xì)胞中抗菌肽的表達(dá)，進(jìn)而加劇潘氏細(xì)胞缺陷，導(dǎo)致菌群失調(diào)和慢性炎癥；③ 潘氏細(xì)胞通過維持菌群平衡，防止腸簇細(xì)胞不適當(dāng)?shù)募せ詈筒焕木菏д{(diào)；④ 潘氏細(xì)胞和腸簇細(xì)胞的交叉對話，為針對宿主和菌群的組合療法開辟了前景。

【主編評語】

腸道菌群失衡與胃腸道內(nèi)外的病理狀況相關(guān)，其中腸道潘氏細(xì)胞調(diào)控腸道菌群穩(wěn)態(tài)，但其功能障礙與菌群穩(wěn)態(tài)失衡間的調(diào)控機(jī)制尚不清楚。近日，發(fā)表在PNAS上的這篇文章，發(fā)現(xiàn)潘氏細(xì)胞和腸簇細(xì)胞間的串?dāng)_導(dǎo)致腸粘膜失調(diào)和炎癥，本研究為針對宿主和菌群的組合療法開辟了前景。（@圓圈兒）

【原文信息】

Cross talk between Paneth and tuft cells drives dysbiosis and inflammation in the gut mucosa

2023-06-12, doi: 10.1073/pnas.2219431120

簇狀細(xì)胞介導(dǎo)共生毛滴蟲重塑小腸抗菌圖譜

PNAS——[12.779]

① 共生原生生物毛滴蟲（T. mu）產(chǎn)生的琥珀酸鹽可增加杯狀細(xì)胞和潘氏細(xì)胞的數(shù)量并顯著改變小腸的抗菌圖譜；② 琥珀酸鹽化學(xué)感應(yīng)成分缺陷小鼠中，琥珀酸鹽無法驅(qū)動小腸上皮重塑；③ 簇狀細(xì)胞感知琥珀酸鹽并誘導(dǎo)2型免疫應(yīng)答及IL-13介導(dǎo)的小腸上皮重塑和抗菌肽（AMPs）產(chǎn)生；④ 2型免疫減少黏膜相關(guān)細(xì)菌的總數(shù)，并改變小腸菌群組成；⑤ 短期細(xì)菌失調(diào)導(dǎo)致腸腔內(nèi)琥珀酸水平升高，從而激活簇狀細(xì)胞并調(diào)節(jié)AMPs產(chǎn)生。

【主編評語】

共生原生生物毛滴蟲T. mu刺激化學(xué)感受簇狀細(xì)胞，導(dǎo)致腸道2型免疫，簇狀細(xì)胞表達(dá)琥珀酸受體SUCNR1，但該受體并不介導(dǎo)驅(qū)蟲免疫及寄生蟲的腸道定植，因此，簇狀細(xì)胞感知琥珀酸的目的尚不清楚。近日，發(fā)表在PNAS上的這篇文章，發(fā)現(xiàn)共生毛滴蟲產(chǎn)生的單一代謝物可顯著改變腸道抗菌圖譜，并表明簇狀細(xì)胞利用SUCNR1和琥珀酸感應(yīng)調(diào)節(jié)細(xì)菌穩(wěn)態(tài)。（@圓圈兒）

【原文信息】

Tuft cells mediate commensal remodeling of the small intestinal antimicrobial landscape

2023-05-30, doi: 10.1073/pnas.2216908120

感謝本期日報的創(chuàng)作者：mildbreeze，Sunflower，Rustypotatis，Jack Chen，阿當(dāng)，Leo，DM

網(wǎng)址: 今日Nature：中科院團(tuán)隊揭示腸菌調(diào)節(jié)腸道免疫的新機(jī)制 http://www.u1s5d6.cn/newsview1316457.html