肠道菌群
肠道菌群有影响人体营养吸收、参与机体代谢、增强免疫等方面的多重作用。肠道菌群会通过多种方式来影响身体健康，如影响肠道健康，尤其是在炎症性肠病以及肠易激综合症等肠道疾病中发挥着重要作用；还可影响心脏健康，因为肠道菌群在胆固醇以及甘油三酸酯方面扮演着重要角色；也能帮助调控血糖，影响患上二型糖尿病风险；还以多种方式益于大脑健康，某种细菌可帮助大脑产生神经递质的化学物质，如血清素属于抗抑郁神经递质，能在肠道中产生。肠道可通过数百万条神经跟大脑物理相连接，肠道菌群能帮助调控神经，然后发送给大脑信息，进而影响大脑信息。
近年来，越来越多关于肠道菌群的相关项目得到国家自然基金资助，也涌现了许多对肠道菌群的深层机制探究的高分优秀文章。多种疾病的产生和治疗都与肠道菌群相关，还有人称肠道菌群就是人类的第二个大脑，因为它直接影响个体人格特质。
以下小编整理了10篇和在肠道菌群领域取得重大成果且大多发表在Nature、Cell的一区高分文章可以更好的帮助你了解肠道菌群和多种疾病的相互关系，也为我们探究肠道菌群的相关问题开创新道路，为申请国家自然基金项目提供新的研究思路。另外，每篇文章附上文章介绍、导图或实验图及原文链接，对文章研究内容感兴趣的朋友可直接跳转链接研读全文哦~
2021年肠道菌群相关部分获资助项目
1.Microbial liberation of N-methylserotonin from orange fiber in gnotobiotic mice and humans.
Cell（IF：66.85）
Pub Date：2022-06-27
膳食纤维不仅有聚糖成分还有其他天然产物，为实现更多关于纤维制剂类型的个性化饮食建议，提供特定的健康益处。该研究中使用具有特定肠道微生物集合的悉生小鼠，进行质谱分析，加上体外研究，揭示了人类肠道微生物群成员（包括卵形拟杆菌）从橙色纤维中释放N-甲基血清素。对在不同条件下生长的卵形拟杆菌株的功能基因组分析揭示了靶向果胶的多糖利用位点。口服给小鼠的N-甲基血清素改善肥胖和肝糖生成，缩短肠道运输时间，并影响调节肝脏和结肠中昼夜节律的基因的表达。该研究发现橙纤维特异性粪便积累的N-甲基血清素与编码消化果胶聚糖的酶的微生物组基因水平呈正相关。识别这种类型的微生物开采活动具有潜在的治疗意义。
原文链接：https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(22)00709-7?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0092867422007097%3Fshowall%3Dtrue#relatedArticles
2.Small intestinal resident eosinophils maintain gut homeostasis following microbial colonization.
IMMUNITY（IF：43.474）
Pub Date：2022-07-12
肠道内有大量嗜酸性粒细胞，但其功能尚未被探索。该研究利用流式细胞术和整装成像技术识别出肠道固有层中的嗜酸性粒细胞。通过显微镜观察、转录组学分析和肠组织的质谱分析显示：嗜酸性粒细胞缺乏的小鼠绒毛钝化，细胞外基质改变，上皮细胞更新减少，胃肠动力增加，脂质吸收减少。肠上皮细胞以微生物群依赖性方式释放IL-33，导致嗜酸性粒细胞激活。无菌小鼠的定植表明，嗜酸性粒细胞激活对微生物的调节改变了绒毛大小、巨噬细胞成熟，上皮屏障完整性和肠道运输。该研究证明了嗜酸性粒细胞在促进宿主和微生物群之间的相互作用，并为其在小肠中的生理功能意义提供依据。
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1074761322002345
3.Cross-sectional associations between the gut microbe Ruminococcus gnavus and features of the metabolic syndrome.
3.Lancet Diabetes and Endocrinology
（IF：44.867）
Pub Date：2022-06-01
该研究为鉴定与身体脂肪百分比可重复相关的肠道微生物物种，在人群（HUNT）研究中建立了一个大型发现队列（n = 2875）和两个复制队列（n = 999和n = 1341）。使用经过验证的定量PCR方法分析了粪便样本中50种普遍存在且特征明确的肠道微生物的丰度。使用生物电阻抗分析量化体脂的百分比。该研究探索肠道微生物群和身体脂肪百分比之间的关联，使用线性回归进行测试，发现α多样性肠道微生物群丰富性和多样性的衡量标准与体脂百分比成反比，且整体微生物群落结构在身体脂肪百分比高和低百分比的个体之间有所不同。该研究根据年龄和性别调整的模型确定了11种微生物与身体脂肪百分比有关。发现瘤胃球菌的关联性最强，它与体脂百分比直接相关，并且存在于发现队列的2875名参与者中的1003名（34·9%）中。用瘤胃球菌治疗小鼠增加了肝脏中甘油三酯的浓度。以确定瘤胃球菌是否可预测入发性心脏代谢疾病，以及瘤胃球菌相关途径是否可以靶向治疗代谢性疾病。
原文链接：https://www.thelancet.com/journals/landia/article/PIIS2213- 8587(22)00113-9/fulltext
4.Discovery of bioactive microbial gene products in inflammatory bowel disease.
Nature（IF：69.504）
Pub Date：2022-05-25
该研究发现微生物群落及其相关的生物活性化合物经常在炎症性肠病（IBD）等疾病中被破坏。在特征良好的环境中（如人类胃肠道），超过三分之一的微生物蛋白是未被定性的，且具有生物活性。该篇文章系统地确定了超过340000个蛋白质家族在IBD期间对肠道炎症具有潜在的生物活性，其中大约一半之前没有基于同源性或实验进行功能表征。为验证微生物蛋白，利用宏基因组学、元转录组学和元蛋白质组学的组合来为参与微生物组中宿主和微生物的细胞与细胞之间交流的蛋白质子集提供生物活性的证据。如与黏附或侵袭过程相关的蛋白质及细胞外血管性血友病样因子。该研究通过靶向实验验证了高通量数据的预测，揭示了优先考虑的肠杆菌的差异免疫原性以及血管性血友病样因子的同源物对细菌生物膜的贡献。称之为MetaWIBELE（鉴定微生物组中新型生物活性元素的工作流程），可推广到其他环境群落和人类表型。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-022-04648-7
5.The gut microbiota prime systemic antiviral immunity via the cGAS-STING-IFN-I axis.
IMMUNITY（IF：43.474）
Pub Date：2022-05-10
微生物群对免疫稳态至关重要，并为细菌和真菌病原体提供竞争性屏障。该研究探究了肠道共生如何调节系统免疫和对病毒感染的反应。抗生素对肠道微生物群的抑制减少了系统性I型干扰素（IFN-I）和抗病毒启动。微生物群驱动的IFN-I反应依赖于cGAS-STING，但不依赖于TLR信号传导或直接的宿主与细菌的相互作用。来自细胞外细菌的膜囊泡（MVs）通过将细菌DNA送到远端宿主细胞来激活cGAS-STING-IFN-I轴。在循环中发现了来自肠道微生物群的含DNA的MVs，并以cGAS依赖性的方式促进了DNA（单纯疱疹病毒1型）和RNA（水泡性口炎病毒）病毒的清除。综上所述，该研究确立了微生物群在外周cGAS-STING激活中的重要作用，促进宿主对全身性病毒感染的抵抗力，也揭示了在病毒感染期间使用抗生素的风险。
原文链接：https://www.cell.com/immunity/fulltext/S1074-7613(22)00177-7?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS1074761322001777%3Fshowall%3Dtrue
6.Microbiota alterations in proline metabolism impact depression.
Cell Metab（IF：31.373）
Pub Date：2022-05-03
该研究发现微生物群-肠道-大脑轴已成为治疗抑郁症的新靶点。抑郁症是一种治疗效果低下的疾病，该领域研究对解决微生物组功能，组成性质或混杂因素的问题未得到解决。该篇文章应用了多组学方法，将临床前模型与三个人类队列（包括轻度抑郁症患者）相结合，聚焦于谷氨酸/ GABA代谢的微生物功能和代谢物，特别是脯氨酸，与抑郁症有关。高脯氨酸摄入是对抑郁症影响最大的饮食因素。全脑动力学揭示了与抑郁症和循环脯氨酸相关的机制网络破坏。小鼠补充脯氨酸后会随着微生物易位而加剧抑郁。人类微生物群移植诱导小鼠情绪受损表型以及GABA，脯氨酸和细胞外基质相关前额叶皮质基因改变。RNAi介导的果蝇中脯氨酸和GABA转运蛋白的改变及与产生高GABA的乳酸杆菌的单体结合，对抑郁症样状态提供保护。靶向微生物组和饮食中的脯氨酸可能为有效治疗抑郁症打开新的窗口。
原文链接：https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(22)00128-0?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS1550413122001280%3Fshowall%3Dtrue
7.ABO genotype alters the gut microbiota by regulating GalNAc levels in pigs.
Nature（IF：69.504）
Pub Date：2022-05-03
肠道微生物组的组成在个体间差异大且与健康相关。该篇文章研究了基因型对大型猪群中肠道微生物群组成的影响。结果表明在遗传多样性和环境均匀性加剧的条件下，微生物群组成和特定分类群的丰度是可遗传的。该研究绘制了影响丹毒科物种丰度的定量性状位点，并表明它是由编码N-乙酰-半乳糖胺基转移酶的基因的2.3 kb缺失引起的，该基因支持人类ABO血型。该研究表明这种缺失是≥350万年前的跨物种多态性下的平衡性选择，降低了肠道中N-乙酰半乳糖胺的浓度，从而降低了可导入和分解代谢N-乙酰半乳糖胺的丹毒科的丰度。为宿主基因型对肠道中特定细菌丰度的影响提供了非常有力的证据。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-022-04769-z
8.Gut microbiota drives macrophage-dependent self-renewal of intestinal stem cells via niche enteric serotonergic neurons.
Cell Research（IF：46.297）
Pub Date：2022-04-04
Lgr5肠道干细胞（ISC）具有自我更新和分化能力，然而肠细胞和肠腔中的微生物群如何协调调节ISC的干性尚不清楚。该研究表明ISC受微生物群和肠道5-羟色胺神经元的调节。肠道微生物群代谢物戊酸通过阻断NuRD复合物在Tph2启动子上的募集来促进肠道5-羟色胺神经元中的Tph2表达。5-羟基色胺（5-HT）反过来通过其受体HTR2A /3A激活PGE2巨噬细胞亚群中的PGE2产生。PGE2通过其受体EP1/EP4结合，促进ISC中的Wnt / β-catenin信号传导以促进其自我更新。该研究说明了微生物群，肠神经细胞，肠道免疫细胞和ISC之间的复杂串扰，揭示了细胞和微生物群对ISC的新一层调控。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41422-022-00645-7
9. Mucus sialylation determines intestinal host-commensal homeostasis.
Cell （IF：66.85）
Pub Date：2022-03-31
肠道粘液是抵御细菌入侵的第一道防线，同时提供营养以支持微生物共生。宿主如何控制粘液屏障的完整性和共生性尚不清楚。该研究表明，ST6GALNAC1（ST6）唾液酰转移酶，是特异性表达于小肠细胞并由微生物病原体相关分子模式诱导的，它对粘液的完整性和保护肠道粘液至关重要。在患者中鉴定的 ST6 突变的糖蛋白组学分析和生化分析表明，唾液酸化减少会导致粘液蛋白缺陷和先天性炎症性肠病 （IBD）。携带患者 ST6突变的小鼠已损害粘液屏障、生态失调和对肠道炎症的易感性。基于该研究对ST6调节网络的理解，表明用唾液酸化粘蛋白或Foxo3抑制剂治疗可以改善IBD。
原文链接：https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(22)00193-3?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0092867422001933%3Fshowall%3Dtrue
10. Imbalanced gut microbiota fuels hepatocellular carcinoma development by shaping the hepatic inflammatory microenvironment.
Cell Metab（IF：17.694）
Pub Date：2022-07-08
肝细胞癌（HCC）是全球癌症相关死亡的主要原因，晚期肝细胞癌的治疗选择有限。该研究观察到肠道生态失调会影响抗肿瘤免疫监测并推动肝脏疾病向癌症发展。在Nlrp6小鼠中看到的失调的微生物群诱导肝脏单核细胞骨髓源性抑制细胞（mMDSC）的Toll样受体4依赖性扩增并抑制T细胞丰度。这种表型可通过粪便微生物群转移传播，并在抗生素治疗后可逆，这表明肿瘤微环境的高可塑性。虽然嗜粘蛋白阿克曼菌的丧失与mMDSC丰度相关，但其重新引入可恢复肠道屏障功能并显著减少肝脏炎症和纤维化。肝硬化患者在肝组织中显示出细菌丰度增加，包括纤维炎症途径的激活及介导癌症免疫抑制。该项研究表明，肠道微生物群密切影响肝脏炎症微环境，为癌症预防和治疗开辟新途径。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-31312-5
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