1 月 27 日的《熱心腸日報》，我們解讀了 9 篇文獻，關注：新冠，後遺症，飲食-菌群互作，工程菌，細菌胞壁肽，艱難梭菌，細菌酶，腸隱窩，大腸癌。

黃秀娟團隊：腸道菌群與新冠長期後遺症的關係

Gut——[23.059]

① 納入106名新冠患者從入院隨訪6個月，分析多時間點的腸道菌群和新冠長期後遺症（PACS）；② 6個月時，76%的患者有PACS，常見症狀是疲勞、記性差和脫髮；③ 入院時的腸道菌群組成與PACS相關；④ 6個月時，無PACS者的菌群組成恢復良好，而PACS者的腸道菌群中活潑瘤胃球菌和普通擬桿菌水平較高、普氏糞桿菌水平較低；⑤ 鑑定出與不同後遺症症狀（如呼吸道症狀以及神經精神症狀和疲勞）相關的腸道菌群特徵；⑥ 6個月時，產丁酸菌與PACS的負相關性最大。

【主編評語】

新冠的長期後遺症很常見，目前尚不清楚其背後的原因。香港中文大學黃秀娟團隊在Gut發表最新研究，研究了腸道菌群組成與急性期後COVID-19綜合徵（PACS，即新冠病毒轉陰後4周時仍有至少一種持續症狀）的關係，表明患者的腸道菌群組成可能影響對PACS的易感性，或能預測新冠後遺症的風險。調節腸道菌群能否幫助改善患者的後遺症，值得進一步探索。（@使用者970937765）

【原文資訊】

Gut microbiota dynamics in a prospective cohort of patients with post-acute COVID-19 syndrome

2022-01-26, doi: 10.1136/gutjnl-2021-325989

復旦大學：腸道菌群失調和腸屏障功能障礙，與新冠患者的免疫狀況相關

BMC Medicine——[8.775]

① 納入63名新冠肺炎患者和8名健康對照者，發現患者腸道菌群組成發生改變，共生物種減少，條件致病菌增加；② 新冠重症與4個物種、6種微生物途徑和10種毒力基因的丰度較高相關，且這些微生物特徵與宿主免疫反應進一步相關；③ 從血液和糞便樣本中鑑定出人類來源的蛋白質，表明新冠患者存在腸道屏障功能障礙；④ 新冠重症患者的血液脂多糖結合蛋白水平升高，與血液炎症標誌物和免疫細胞相關，且患者血液中可檢測到與疾病相關的細菌蛋白。

【主編評語】

新冠不僅影響肺部，也可能累及患者胃腸道，BMC Medicine發表了復旦大學鄭琰和Yan-Mei Chen作為共同通訊作者的研究，透過多組學方法，對新冠患者的腸道菌群、腸屏障功能和免疫反應進行了分析，表明腸道菌群失調和腸屏障功能障礙可能透過影響宿主免疫平衡，在COVID-19的病理生理學中發揮作用。（@使用者970937765）

【原文資訊】

Gut microbiome alterations and gut barrier dysfunction are associated with host immune homeostasis in COVID-19 patients

2022-01-20, doi: 10.1186/s12916-021-02212-0

天津大學：新型工程細菌實現定時定點釋放藥物

ACS Nano——[15.881]

① 透過渦旋奈米共聚物和微生物製造一種仿生休眠體；② 該休眠體的休眠艙既保證微生物在極端條件下（如胃液）存活率高，還抑制微生物代謝，減少微生物或藥物提前裂解而損傷上消化道；③ pH敏感塗層在消化道內解體，腸定時喚醒微生物，減少微生物對黏膜的吸附、定殖；④ 該仿生休眠體在腸道的利用度比未修飾的微生物高且持續時間長；⑤ 定時產生神經遞質的休眠體 Lp@L30D-55 對帕金森病小鼠有顯著治療效果，同時改善腸道菌群、增加益生菌的丰度。

【主編評語】

天津大學的鄭斌團隊在ACS Nano發表文章，報道了一種具有既定程式設計命運的定時仿生休眠體，利用休眠艙可防止微生物在體內受到複雜生物環境的破壞，同時其pH敏感塗層在消化道內解體，可用於預測微生物在體內的代謝時間和位置，從而提高仿生休眠體及其編碼藥物的利用率。這種仿生休眠體或可為治療各種疾病的先進微生物療法提供有效技術。（@使用者975424952）

【原文資訊】

Bionic Dormant Body of Timed Wake-Up for Bacteriotherapy

2022-01-13, doi: 10.1021/acsnano.1c08377

Cell子刊：飲食如何影響腸菌的演化？

Cell Host and Microbe——[21.023]

① 研究多形擬桿菌（Bt）在小鼠腸道定植後在不同飲食下（標準飼料、西式飲食、二者交替）的演化情況；② Bt快速演化以適應不同飲食，西式飲食選擇了促進降解粘蛋白O-聚糖的基因突變；③ 週期性的飲食交替引起了這種突變頻率的波動，與腸道代謝環境的變化相關（特別是不同飲食下的SCFA和簡單糖含量差異），且與恆定飲食相比提高了Bt的種內遺傳多樣性；④ 飲食變化會在Bt中留下遺傳標記/特徵，Bt的遺傳多樣性可作為個體飲食差異的生物標誌物。

【主編評語】

飲食可以影響菌群的組成和功能，但飲食對腸道細菌演化的影響尚待揭示。Cell Host and Microbe發表的一項最新研究，以腸道菌群中常見的纖維降解細菌——多形擬桿菌為研究物件，發現飲食塑造了這種細菌在小鼠腸道內的演化，細菌中留下的遺傳特徵（特定基因突變、遺傳多樣性）反映了宿主過去的飲食。飲食的變化增加了多形擬桿菌的種內遺傳多樣性，而西式飲食選擇的細菌基因突變促進其消耗宿主的腸道粘液層。（@使用者970937765）

【原文資訊】

Diet leaves a genetic signature in a keystone member of the gut microbiota

2022-01-26, doi: 10.1016/j.chom.2022.01.002

Nature子刊：鳥氨酸代謝與非炎症性艱難梭菌定植

Nature Metabolism——[13.511]

① 採用多組學，利用人源化小鼠模型研究艱難梭菌（Cd）在無病徵情況下的宿主定植和分子作用機制；② 菌群宏轉錄組分析表明，相較感染個體，抗炎抗Cd的小鼠精氨酸、鳥氨酸代謝通路全員上調；③ 採用野生型和等基因毒素缺乏突變體Cd感染悉生小鼠，發現在非炎症環境中Cd代謝中的L-鳥氨酸氧化降解位點差異表達；④ 編碼氧化鳥氨酸降解的單個操縱子在非炎症性Cd菌株中始終上調，飲食和宿主來源的鳥氨酸均為其提供競爭優勢，且與iNOS相關。

【主編評語】

艱難梭菌（Cd）感染每年在美國造成超過20萬個住院病例和13000例死亡。Cd可在無症狀攜帶者腸道定植，造成自身感染或感染他人。Nature metabolism發表letter，對相關分子機制進行了闡述。（@使用者975688480）

【原文資訊】

Oxidative ornithine metabolism supports non-inflammatory C. difficile colonization

2022-01-06, doi: 10.1038/s42255-021-00506-4

Cell子刊：細菌胞壁肽促進腸道細胞線粒體穩態

Developmental Cell——[12.27]

① 細菌肽聚糖片段胞壁肽調節秀麗隱杆線蟲（C. elegans）線粒體穩態、發育和進食行為；② 細菌肽聚糖胞壁肽藉由含有短AA鏈的二糖胞壁肽效應分子進入C. elegans腸道細胞；③ 細菌肽聚糖胞壁肽與ATP合成酶結合，作為激動劑促進其活性；④ ATP合成酶上調，抑制線粒體氧化應激，從而促進C. elegans穩態；⑤ 鑑於ATP合成酶的高度保守性，該發現對於動物生理和細菌細胞代謝的互作理解具有重大影響。

【主編評語】

Developmental Cell發表的文章，報道了細菌細胞壁衍生的肽聚糖胞壁肽在促進秀麗隱杆線蟲的發育和覓食行為中的作用。並指出二糖胞壁肽是效應分子，宿主ATP合成酶是靶標。（@使用者975688480）

【原文資訊】

Bacterial peptidoglycan muropeptides benefit mitochondrial homeostasis and animal physiology by acting as ATP synthase agonists

2022-01-18, doi: 10.1016/j.devcel.2021.12.016

姜衛紅團隊Nature子刊：新型黃酮還原酶的發現及生理功能

Nature Communications——[14.919]

① 從腸道細菌Flavonifractor plautii ATCC49531中發現了一種特異性催化黃酮/黃酮醇C2=C3鍵加氫反應的黃酮還原酶（FLR）；② FLR及其與多種底物的晶體結構揭示了FLR獨特催化效能的分子基礎，並鑑定了影響酶活性的關鍵位點；③ FLR及同源蛋白的廣泛分佈代表了一類新型不依賴NAD(P)H的烯還原酶；④ 缺失FLR的梭菌C.ljungdahlii無法有效利用食物和藥物源黃酮類化合物；⑤ FLR可賦予宿主菌在面臨黃酮脅迫時的生長優勢；⑥ flr基因人腸道細菌中廣泛存在。

【主編評語】

黃酮類化合物是植物合成的主要的多酚類天然產物，它們不僅在人類的日常飲食中廣泛存在，而且是許多臨床藥物的來源，具有抗氧化、抗心血管疾病和抗腫瘤等功效。人體腸道菌群可代謝黃酮類化合物，形成功能各異的活性物質，亦可發生轉化而影響其生物利用度，因而解析代謝途徑是認識這些過程的基礎。然而，黃酮類化合物在腸道微生物中的代謝機制目前並不清晰。其中，主要的兩類化合物——黃酮和黃酮醇代謝途徑中負責起始反應的關鍵酶尚未被發現和鑑定。來自中國科學院分子植物科學卓越創新中心的姜衛紅研究組發表在Nature Communications上的一項研究發現了來源於腸道微生物的一種新型烯還原酶——黃酮還原酶，並揭示其在代謝黃酮和黃酮醇這兩類藥/食來源化合物過程中的關鍵作用以及對腸道菌群微生態的影響。（@使用者941615924）

【原文資訊】

Discovery of an ene-reductase for initiating flavone and flavonol catabolism in gut bacteria

2021-02-04, doi: 10.1038/s41467-021-20974-2

Nature子刊：小腸隱窩的形態發育機制

Nature Cell Biology——[28.824]

① 透過對小腸類器官中隱窩形態發育過程中的活體成像和物理學模型分析，發現隱窩的形成伴隨類器官腔內空間的劇烈減小；② 絨毛組織基底膜和隱窩組織頂膜高表達的肌球蛋白使小腸類器官發生組織自發性彎曲，促進隱窩形成；③ 小腸類器官腔內空間的減少是隱窩形成的必要條件；④ 一旦隱窩形成，即使增加腔體體積也不會消除已經形成的隱窩結構；⑤ 小腸上皮細胞高表達的鈉-葡萄糖協同轉運蛋白SGLT1透過調節細胞滲透壓，吸收腔內液體進而縮小腔體體積。

【主編評語】

作為體外培養系統，類器官比起哺乳動物模型更易於在單細胞及分子層面上進行基於成像的大規模表型分析。在類器官裡小腸隱窩的發育始於潘氏細胞（Paneth Cell）的出現。潘氏細胞分泌Wnt等幹細胞誘導因子，促進幹細胞的生成。幹細胞和潘氏細胞聚集形成隱窩組織，隆起並逐漸發育為成熟的芽狀結構。該結構對於隱窩維持小腸幹細胞庫至關重要，但由於小腸活體研究的難操作性，此形態發生的發育過程和機制長期缺乏足夠的研究。發表Nature Cell Biology上的一項研究利用小腸類器官對腸道隱窩的形態發育機制進行了突破性的研究，揭示在哺乳動物器官發育過程中，不僅僅是非肌細胞肌球蛋白產生的細胞膜上的機械力調控組織的形態發生，而且液體相關的力諸如滲透壓也參與推動該過程，並且不同種類的力相互協調，且與細胞分化和不同細胞型別的生理學功能環環相扣，最終多重保證組織形態適時適地地形成，體現了生物在發育上進化出的精巧的設計。（@使用者941615924）

【原文資訊】

Cell fate coordinates mechano-osmotic forces in intestinal crypt formation

2021-06-21, doi: 10.1038/s41556-021-00700-2

白乳酪及含糖乳製品或可增加結直腸癌風險

International Journal of Cancer——[7.396]

① 納入101,279名受試者，中位隨訪5.9年期間，共發展出2503例癌症（包含783例乳腺癌、323例前列腺癌及182例結直腸癌）；② 總乳製品攝入與總體癌症風險無顯著關聯；③ 攝入白乳酪（fromage blanc）與總體癌症風險（HR=1.11）及結直腸癌風險（HR=1.39）增加顯著相關；④ 含糖乳製品攝入與結直腸癌風險增加顯著相關（HR=1.58）；⑤ 乳製品攝入與前列腺癌及乳腺癌風險無顯著關聯。

【主編評語】

International Journal of Cancer上發表的一項前瞻性佇列研究結果，對超過10萬名受試者進行多年隨訪後發現，總乳製品攝入與總體癌症風險無顯著關聯，但白乳酪及含糖乳製品的攝入與結直腸癌風險增加相關，而白乳酪攝入與總體癌症風險增加也相關。（@aluba）

【原文資訊】

Dairy product consumption and risk of cancer: a short report from the NutriNet-Santé prospective cohort study

2022-01-18, doi: 10.1002/ijc.33935

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