今天是第2262期日報。
Cell Host and Microbe[IF:31.316]
① 腸道淋巴瘤（PIL）患者的腸道菌群組成改變，共生菌減少，尤其是真桿菌屬和產(chǎn)丁酸的直腸真桿菌（Er），伴隨糞便丁酸和戊酸水平降低；② 給小鼠移植缺乏Er的PIL患者菌群可引起腸道炎癥，增加促炎細胞因子TNF生成；③ 給易患B細胞淋巴瘤的Eμ-Myc小鼠補充Er，能提高糞便丁酸水平，減少TNF生成，降低淋巴瘤發(fā)生率；④ TNF可上調(diào)TLR4表達，使B細胞對菌群產(chǎn)生的脂多糖（LPS）敏感，增強LPS誘導的TLR4/MyD88信號，進而通過活化NF-κB促進PIL發(fā)生。
Butyrate-producing Eubacterium rectale suppresses lymphomagenesis by alleviating the TNF-induced TLR4/MyD88/NF-κB axis
08-10, doi: 10.1016/j.chom.2022.07.003
【主編評語】腸道菌群可參與誘導胃腸道實體瘤的發(fā)生，但菌群在血液惡性腫瘤中的作用尚不清楚。上海交通大學醫(yī)學院附屬瑞金醫(yī)院趙維蒞團隊在Cell Host and Microbe發(fā)表最新研究，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)丁酸的直腸真桿菌（Eubacterium rectale）可抑制炎癥（降低TNF）并減輕B細胞對腸菌信號（如LPS）的反應，從而在原發(fā)性腸道淋巴瘤中發(fā)揮保護作用。這些發(fā)現(xiàn)揭示了促進炎癥相關(guān)淋巴瘤發(fā)生的一種機制，表明靶向腸道菌群或能作為淋巴瘤的干預策略。（@mildbreeze）
Gastroenterology[IF:33.883]
① 用ASF菌群菌株的無菌濾液進行小腸類器官培養(yǎng)，其中3株菌只引發(fā)晝夜節(jié)律的輕微改變，另外4株菌可引發(fā)顯著的濃度依賴性的生物鐘相移；② 產(chǎn)SCFA是“相移”菌株的主要特征，使鼠小腸類器官平均相移6.2h，用HDAC抑制劑（HDACi）處理有類似結(jié)果；③ 用光輝霉素A抑制HDACi可使SCFA引發(fā)的相移降低20%，條件性敲除HDAC3可消除丁酸對晝夜節(jié)律基因Per2表達的影響；④ 在人小腸類器官、結(jié)腸類器官和Caco-2細胞中驗證了上述發(fā)現(xiàn)。
Histone deacetylase inhibition by gut microbe-generated short chain fatty acids entrains intestinal epithelial circadian rhythms
08-03, doi: 10.1053/j.gastro.2022.07.051
【主編評語】機體的晝夜節(jié)律影響腸道上皮結(jié)構(gòu)和功能，進而調(diào)控腸道菌群的日間節(jié)律。本文欲探究腸道菌群及代謝物對此的一個反饋調(diào)節(jié)機制。文章基于代謝組學和機器學習等手段對實驗結(jié)果進行分析發(fā)現(xiàn)，腸道菌群產(chǎn)生的短鏈脂肪酸（SCFA，丁酸、丙酸、乙酸和異戊酸）可以通過抑制組蛋白脫乙酰酶（HDAC），驅(qū)動小腸上皮細胞的晝夜節(jié)律。這有助于理解小腸上皮細胞晝夜節(jié)律相關(guān)的穩(wěn)態(tài)調(diào)控機制。（@Bingbing）
Allergy: European Journal of Allergy and Clinical Immunology[IF:14.71]
① 納入27名特應性皮炎（AD）患兒和39名非AD兒童對照，對比出生90、180、360天糞便菌群及代謝活性；② AD組厚壁菌門和擬桿菌門多樣性低于非AD組；③ AD組中，關(guān)鍵的淀粉降解菌-布氏瘤胃球菌和黏蛋白利用菌-嗜黏蛋白阿克曼菌豐度較低；④ 與非AD兒童相比，AD患兒在360天內(nèi)糞便丁酸水平較低；⑤ 第360天布氏瘤胃球菌豐度高的兒童，其丁酸水平高，AD患病比例低，與產(chǎn)丁酸菌豐度無關(guān)；⑥ 布氏瘤胃球菌豐度是決定糞便丁酸水平和潛在AD發(fā)病風險的重要因素。
The abundance of Ruminococcus bromii is associated with faecal butyrate levels and atopic dermatitis in infancy
08-02, doi: 10.1111/all.15440
【主編評語】這是發(fā)表在Allergy: European Journal of Allergy and Clinical Immunology上的一份工作，作者通過收集比較嬰兒特異性皮炎患者（n=27）和正常嬰兒（n=39）在出生后90、180、360天的糞便菌群結(jié)構(gòu)和代謝物特征，他們發(fā)現(xiàn)布氏瘤胃球菌和丁酸水平與嬰兒特異性皮炎發(fā)生率負相關(guān)，且丁酸水平似乎獨立于主要的產(chǎn)丁酸菌的豐度。（@Johnson）
Gut Microbes[IF:9.434]
① 對58種腸道菌群依賴性的代謝物進行體外篩選，發(fā)現(xiàn)短鏈脂肪酸，尤其是丁酸，能強烈激活芳香烴受體（AhR）信號通路；② 丁酸不與AhR直接互作（如與AhR結(jié)合、調(diào)控AhR入核或AhR-ARNT二聚體形成），也不通過間接機制激活AhR（抑制AhR配體清除、激活SCFA受體或抑制AhR降解），而是與AhR配體（如色氨酸衍生代謝物）協(xié)同作用；③ 丁酸通過抑制組蛋白脫乙酰酶（HDAC）重塑染色質(zhì)構(gòu)象，來促進AhR與其靶基因啟動子的結(jié)合，從而上調(diào)AhR信號。
Butyrate acts through HDAC inhibition to enhance aryl hydrocarbon receptor activation by gut microbiota-derived ligands
07-27, doi: 10.1080/19490976.2022.2105637
【主編評語】在腸道菌群與宿主之間的對話中，芳香烴受體（AhR）發(fā)揮重要作用，然而腸道AhR的調(diào)控機制還有很多未知。Gut Microbes發(fā)表的這項研究聚焦腸道君菌群衍生代謝物對AhR信號的調(diào)控作用，通過一系列體外實驗發(fā)現(xiàn)，丁酸作為HDAC抑制劑，可促進被AhR配體激活的AhR對靶基因啟動子的結(jié)合，從而增強AhR信號。（@mildbreeze）
Gut Microbes[IF:9.434]
① 梭狀芽孢桿菌和短鏈脂肪酸通過SCFAs受體下調(diào)小鼠腸和肺中ACE2表達，該表型有性別偏向，主要存在于雄鼠；② 補充膳食纖維和SCFAs均能減輕新冠病毒對小鼠鼻和肺的感染負擔；③ SCFAs通過GPR41和GPR43受體增強對新冠感染的適應性免疫，促進Treg細胞發(fā)育和顆粒酶B產(chǎn)量，且具性別依賴；④ SCFAs通過Sh2b3-Mpl軸限制巨核細胞增殖和血小板生成，導致血小板減少和凝血限制；⑤ SCFAs和纖維發(fā)酵菌可抑制病毒進入和血液高凝狀態(tài)，促進適應性抗病毒免疫。
Gut microbiota-derived metabolites confer protection against SARS-CoV-2 infection
08-01, doi: 10.1080/19490976.2022.2105609
【主編評語】腸道菌群與免疫調(diào)節(jié)和代謝密切相關(guān)，新冠病毒能感染胃腸道，但與腸道菌群的關(guān)聯(lián)仍需深入探究。近日，美國威爾康奈爾醫(yī)學院研究人員在Gut Microbes發(fā)表最新研究，以小鼠為模型，探究腸道菌群及代謝物短鏈脂肪酸（SCFAs）對新冠感染是否具有保護作用，發(fā)現(xiàn)SCFAs或腸道中纖維發(fā)酵菌通過SCFAs受體增強對新冠感染的適應性免疫，促進Treg細胞發(fā)育和顆粒酶B產(chǎn)量，抑制病毒進入和血液進入高凝狀態(tài)?？傊?，該研究為未來靶向調(diào)控腸道菌群及其代謝物干預新冠病毒提供了新思路。（@九卿臣）
Journal of Internal Medicine[IF:13.068]
① 利用WECAC隊列4132例疑似冠狀動脈病患者和HUSK隊列6393名居民數(shù)據(jù)，評估血漿氧化三甲胺（TMAO）和全因、心血管 （CV）和非CV死亡率的長期風險；② 調(diào)整WECAC中已知CV風險和腎功能指標，血漿TMAO對數(shù)上升1個標準差，全因、CV和非CV死亡風險率為1.04、1.06和1.03；③ 在冠脈造影明確的冠狀動脈疾病和左心室射血分數(shù)降低患者中得到相似結(jié)果；④ HUSK中全因、CV和非CV死亡風險率為1.03、1.01和1.03；⑤ 循環(huán)TMAO水平不能預測全因、CV和非CV死亡率。
Circulating trimethylamine N-oxide levels do not predict 10-year survival in patients with or without coronary heart disease
08-02, doi: 10.1111/joim.13550
【主編評語】心血管疾病一般有心律失常、高血壓、冠狀動脈粥樣硬化性心臟病等，是導致全球人口發(fā)病率和死亡率的主要原因之一。腸道菌群在人類新陳代謝、免疫力等方面扮演重要角色，與心血管疾病間也存在顯著相關(guān)性。近日，挪威斯塔萬格大學醫(yī)院研究人員在Journal of Internal Medicine發(fā)表最新研究，評估了西挪威冠狀動脈造影隊列（WECAC；4132例疑似冠狀動脈疾病患者）和Hordaland健康研究（HUSK；6393名社區(qū)居民）數(shù)據(jù)，探究血漿氧化三甲胺（TMAO）和全因、心血管 （CV）和非CV死亡率的長期風險，WECAC研究患者平均隨訪9.8年，HUSK研究受試者平均隨訪10.5年。發(fā)現(xiàn)循環(huán)氧化三甲胺不能預測冠心病患者或社區(qū)成人的長期全因、CV或非CV死亡，很有意思的一項大隊列陰性結(jié)果，值得相關(guān)人員關(guān)注。（@九卿臣）
Nature Communications[IF:17.694]
① 晶體結(jié)構(gòu)顯示，AKK菌粘蛋白酶AM0627含有折疊域和催化域，活性中心由Zn2+結(jié)合位點和糖肽結(jié)合位點組成；② 糖鏈結(jié)合關(guān)鍵位點突變可致AM0627失活；③ AM0627可降解含bis-T（Galβ1-3GalNAcα1-O-Ser/Thr）和bis-Tn（GalNAcα1-O-Ser/Thr）的人工糖肽底物，但對前者有偏好；④ G1位的GalNAc是AM0627催化底物裂解的關(guān)鍵；⑤ AM0627高效催化需要親核水分子和催化堿基E326；⑥ AM0627和多形擬桿菌BT4244晶體結(jié)構(gòu)顯示，保守Tyr參與糖鏈-酶之間CH-π作用。
Structural and mechanistic insights into the cleavage of clustered O-glycan patches-containing glycoproteins by mucinases of the human gut
07-26, doi: 10.1038/s41467-022-32021-9
【主編評語】粘蛋白是一個大的高度O-糖基化蛋白質(zhì)家族，具有串聯(lián)重復序列（TR），含有高比例的蘇氨酸和絲氨酸殘基作為O-聚糖附著位點。粘蛋白TR結(jié)構(gòu)域被O-聚糖覆蓋，形成堅硬的瓶刷狀結(jié)構(gòu)，很大程度上抵抗傳統(tǒng)蛋白酶的一般降解。相反，人腸道細菌的粘蛋白酶嚴格依賴于相鄰O-聚糖的存在來切割粘蛋白中的肽鍵。盡管粘蛋白O-聚糖的生物合成和結(jié)構(gòu)已被充分了解，但細菌糖苷水解酶和蛋白酶對粘蛋白尤其是其粘蛋白TR結(jié)構(gòu)域的降解仍未被充分探索。對能夠切割被O-聚糖密集覆蓋的粘蛋白TR結(jié)構(gòu)域的細菌粘蛋白酶的研究是一個快速發(fā)展的領(lǐng)域。這些粘蛋白酶對粘液層的持續(xù)更新過程和體內(nèi)平衡很重要，但它們也被病原體用來降解粘蛋白，進而侵入粘液層并進入腸上皮。因此，了解人類腸道中微生物粘蛋白酶的結(jié)構(gòu)和分子機制及其底物特異性至關(guān)重要。發(fā)表在Nature Communications上的一項研究通過晶體結(jié)構(gòu)解析與比較、點突變、底物特異性、分子動力學模擬等手段闡明了以嗜黏蛋白阿克曼氏菌（Akk菌）AM0627為代表的細菌粘蛋白酶如何通過巨大的靈活性適應粘蛋白上O-聚糖分布和模式的多樣性，將有助于對特定糖蛋白底物消化策略的設計。（@EADGBE）
Microbiome[IF:16.837]
① 以4個屬內(nèi)、1個屬間分析研究16S基因及其高變區(qū)和所有核心基因在屬內(nèi)和屬間的系統(tǒng)發(fā)育一致性；② 無論屬內(nèi)屬間，16S基因均發(fā)生了重組和水平基因轉(zhuǎn)移；③ 屬內(nèi)16S基因與核心基因組系統(tǒng)發(fā)育的一致性最低僅為50.7%，主要受單核苷酸多態(tài)性（SNP）數(shù)影響；④ 屬間16S全長一致性為73.8%，明顯高于16S高變區(qū)，如V4、V3-V4和V1-V2區(qū)（60-62.5%）；⑤ 16S基因系統(tǒng)發(fā)育問題會影響Faith和UniFrac等方法的結(jié)果，屬內(nèi)拷貝數(shù)不均勻會影響多樣性指標。
Phylogenies of the 16S rRNA gene and its hypervariable regions lack concordance with core genome phylogenies
07-08, doi: 10.1186/s40168-022-01295-y
【主編評語】使用16S rRNA基因推斷系統(tǒng)發(fā)育是當下微生物組研究中最常用的分析方法之一，然而最新發(fā)表于Microbiome的一項研究指出，16S基因及其可變區(qū)的系統(tǒng)發(fā)育一致性遠不及由核心基因構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，導致了一些多樣性指標被扭曲，尤其是在屬水平內(nèi)，建議將來系統(tǒng)發(fā)育相關(guān)分析中盡量使用全基因組或結(jié)合其它標記位點。（@好雨）
iMeta[IF:N/A]
① 本研究提出了StrainPanDA（菌株水平的泛基因組分解分析)；② StrainPanDA使用多宏基因組樣本的泛基因組覆蓋分布進行分析，同時獲取菌群中共存菌株的組成和基因成分譜信息；③ StrainPanDA能準確且可靠地推斷模擬數(shù)據(jù)集中各菌株的組成比例和基因成分譜；④ StrainPanDA所提供的菌株組成和基因成分譜的關(guān)聯(lián)信息，進一步幫助我們深入理解菌群的適應性變化和菌株特異性功能（例如營養(yǎng)利用和致病性）之間關(guān)系。
StrainPanDA: Linked reconstruction of strain composition and gene content profiles via pangenome-based decomposition of metagenomic data
08-01, doi: 10.1002/imt2.41
【主編評語】中國科學院深圳先進技術(shù)研究院戴磊團隊開發(fā)可同時提取共存菌株的組成和基因成分譜的菌株分析工具StrainPanDA，并使用模擬數(shù)據(jù)集系統(tǒng)地驗證了StrainPanDA的準確性和魯棒性，StrainPanDA對計算資源的要求極低，可以批量并行處理菌群中的多個物種。StrainPanDA可以應用于宏基因組數(shù)據(jù)以檢測分子功能與微生物/宿主表型之間的關(guān)聯(lián)，從而產(chǎn)生可供驗證的假設，并在菌株或亞種水平上獲得新的生物學見解。（@劉永鑫-中科院-宏基因組）
感謝本期日報的創(chuàng)作者：mildbreeze，Bingbing，Zzz，一只趙崽兒呀，MD，阿當，拍了花寶貝，往、昔℡，劉永鑫-中科院-宏基因組
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