口腔菌群声势不减，7项研究一览近期高水平突破 | 热心肠日报
今天是第1510期日报。
Science子刊：电子烟或对口腔微生物组产生不良影响
Science advances[IF:13.116]
① 临床表现健康的电子烟使用者，口腔病原体数量增多，其毒力因子水平较高且促炎信号活跃，与重度牙周炎患者症状类似；② 吸烟者和电子烟使用者口腔都富含病原体，但口腔微生物组组成不同；③ 对电子烟使用者和吸烟者口腔微生物群进行随机森林机器学习分类器训练，分类器能区分电子烟使用者，及同时使用电子烟和卷烟的人；④ 体外RNA测序和共聚焦显微镜研究证明，富含碳的乙二醇/甘油，是电子烟暴露24小时内改变生物膜结构的重要催化剂。
Adverse effects of electronic cigarettes on the disease-naive oral microbiome
05-27, doi: 10.1126/sciadv.aaz0108
【主编评语】电子烟含有潜在的有毒物质、挥发性有机化合物和金属。《Science advances》最近发表的文章，首次探讨了电子烟对龈下微生物群的影响，包括微生物群落的组成、动态变化和功能，以及该群落对宿主免疫炎症反应的影响。结果表明，临床表现健康的电子烟使用者口腔微生物结构改变，且呈现出类似于严重牙周炎患者的症状。本研究结果或对电子烟的安全性提出了质疑。（@nana）
口腔菌群或能用于监测白血病患者的特定感染风险
Clinical Infectious Diseases[IF:8.313]
① 纳入90名接受化疗的AML患者，在化疗开始至中性粒细胞恢复期间对粪便及口腔菌群进行分析；② 共有8名发生嗜麦芽窄食单胞菌感染，其中88%的患者的口腔菌群中可检测到寡养单胞菌，而未感染患者的这一比例仅有27%；③ 口腔菌群中寡养单胞菌的相对丰度超过36%，可预测嗜麦芽窄食单胞菌感染（敏感度96%、特异性93%）；④ 嗜麦芽窄食单胞菌感染与粪便寡养单胞菌的丰度无显著关联；⑤ 碳青霉烯类抗生素的累积暴露与嗜麦芽窄食单胞菌感染风险增加相关。
Alterations of the oral microbiome and cumulative carbapenem exposure are associated with Stenotrophomonas maltophilia infection in patients with acute myeloid
06-16, doi: 10.1093/cid/ciaa778
【主编评语】嗜麦芽窄食单胞菌感染常发生于急性髓系白血病（AML）患者中，但影响因素尚未明确。《Clinical Infectious Diseases》上发表的一项前瞻性队列研究结果，发现口腔菌群（而非粪便菌群）中的寡养单胞菌阳性及碳青霉烯类抗生素的累积暴露与AML患者的嗜麦芽窄食单胞菌感染显著相关，提示碳青霉烯类抗生素的使用可能增加AML患者的嗜麦芽窄食单胞菌感染风险，而监测口腔菌群变化是鉴定感染高危患者的潜在策略。（@szx）
导致龋齿的牙菌斑长啥样？
PNAS[IF:9.412]
① 用荧光共聚焦显微镜及扫描电镜技术，对龋齿上完整的牙菌斑生物膜进行成像，发现4种牙菌斑结构，其中的圆冠状牙菌斑中富含与龋齿密切相关的变异链球菌（SMU）；② 这种牙菌斑内部由SMU组成，外层被其它细菌包围，其结构是由SMU产生胞外聚合物作为分隔内核和外层的边界支撑框架而形成的；③ 体外试验发现，这种圆冠状牙菌斑可以造成区域高度酸化和牙釉质脱矿，说明它可以引起龋齿；④ 这种圆冠状结构能保护其内部的SMU抵抗抗菌剂。
Spatial mapping of polymicrobial communities reveals a precise biogeography associated with human dental caries
05-18, doi: 10.1073/pnas.1919099117
【主编评语】龋齿是广泛存在的健康问题，其形成与变异链球菌有密切关系，PNAS近期发表的一项研究通过显微技术，发现这种致病菌能勾结其它细菌形成一种结构分明的圆冠状牙菌斑生物膜，不仅能引起龋齿，还能为变异链球菌提供抵抗抗菌剂的保护伞。（@mildbreeze）
用牙结石标本研究口腔菌群的演化
Molecular Biology and Evolution[IF:11.062]
① 纳入2只大猩猩、5只驯鹿和6只棕熊的牙结石历史样本，用宏基因组鸟枪法测序研究与不同哺乳动物宿主相关的微生物组的演化；② 从这些历史牙结石样本中成功获取口腔微生物组信号，物种组成模式与动物种类相关，并能检测到龋齿相关的致病菌；③ 微生物组功能差异在物种间不明显，能量生产和生物分子合成等通路富集；④ 牙结石样本中存在耐药基因，如抗生素排出泵基因家族；⑤ 能从牙结石样本中合成近完整的细菌基因组，并获得宿主基因和饮食信息。
Dental calculus as a tool to study the evolution of the mammalian oral microbiome
05-28, doi: 10.1093/molbev/msaa135
【主编评语】牙结石是哺乳动物口腔微生物菌斑生物膜的钙化形式，能在考古标本中很好的保存下来，《Molecular Biology and Evolution》近期发表的一项研究，对距今几十上百年前的动物牙结石标本进行了宏基因组分析，从中获得了关于哺乳动物口腔微生物组演化的丰富信息。（@mildbreeze）
Cell子刊：揭示舌背菌群的空间结构
Cell Reports[IF:8.109]
① 用探针标记和多重荧光成像技术结合测序分析，研究舌背微生物的组织结构；② 舌背上存在高度区域结构化的微生物群落空间组织，舌背细菌可分为3类：游离菌、上皮结合菌、结构化的大型细菌联合体；③ 细菌联合体主要围绕在角化上皮细胞的核心周围，同一分类群的细菌聚集在同一区域，形成斑块镶嵌结构（如放线菌主要生长在上皮组织附近），占据范围从几十微米到数百微米不等；④ 使用定量分析构建了舌背微生物的组织和动力学模型。
Spatial Ecology of the Human Tongue Dorsum Microbiome
03-24, doi: 10.1016/j.celrep.2020.02.097
【主编评语】《Cell Reports》近期发表的一项研究，通过成像和测序分析，研究了舌苔上不同细菌的空间分布结构特点，强调了在物种水平上的高分辨率成像对于研究菌群及其与宿主互作的重要性。（@mildbreeze）
肠杆菌素介导口腔微生物间的相互作用
mSystems[IF:6.633]
① 在来源于3种罗斯氏菌（R.mucilaginosa，R.dentocariosa，R.aeria）的45种菌株中均预测到儿茶酚类铁载体合成基因簇；② 甘油培养条件下，R.mucilaginosa和R.dentocariosa均可产生铁载体；③ 质谱、液相、核磁检测确定产生的铁载体为肠杆菌素（enterobactin）；④ R. mucilaginosa和肠杆菌素可抑制致病金黄色葡萄球菌生长和色素产生；⑤ 肠杆菌素对某些变异链球菌具生长抑制作用；⑥ 肠杆菌素还可螯合镁离子和锌离子，螯合能力为EDTA的1/4；
Commensal Oral Rothia mucilaginosa Produces Enterobactin, a Metal-Chelating Siderophore
04-28, doi: 10.1128/mSystems.00161-20
【主编评语】众多的口腔微生物之间存在合作代谢现象。一些种属的细菌可以改变局部微环境，使其有利于或抑制其他种属细菌的生长。罗斯氏菌（Rothia）是口腔内广泛存在的一类共生细菌，目前对该类细菌在口腔内的定植机制研究十分有限。发表在《mSystems》上的一项研究发现，含有儿茶酚类铁载体合成基因簇的罗斯氏菌可合成铁载体——肠杆菌素，并研究了共培养中R.mucilaginosa及纯化的肠杆菌素对其他共生细菌生长的影响，表明肠杆菌素作为一种铁载体参与了口腔微生物之间的的相互作用。（@EADGBE）
两种口腔共生菌之间的相互作用
ISME Journal[IF:9.18]
① 棒状杆菌和链球菌是口腔中最丰富的共生菌，二者存在有益相互作用而影响生物膜形成；② 硬质小麦棒杆菌（C）与血链球菌（S）共培养时，能使S的链状形态明显延长、生存生长适性提高；③ 这种作用是由C产生的特定脂肪酸介导，包含这些脂肪酸的膜囊泡是C和S发生种间互作的介质；④ S响应来自C的脂肪酸，其参与脂肪酸合成和脂肪酸代谢的基因表达发生改变，表明S的脂质代谢与链延长存在调节关系；⑤ C还能使S的自聚集性增加、保护S抵抗细胞吞噬作用。
Synergism between Corynebacterium and Streptococcus sanguinis reveals new interactions between oral commensals
02-04, doi: 10.1038/s41396-020-0598-2
【主编评语】《ISME Journal》发表的一项研究，报道了口腔中常见的两种共生菌棒状杆菌和链球菌的协同作用，并探究了其中的分子机制。（@mildbreeze）
沈阳农业大学：揭示水平转移基因的功能
ISME Journal[IF:9.18]
① 烟粉虱是一类世界性重大入侵害虫，对蔬菜等农作物造成了严重的危害；② 烟粉虱含菌细胞表达多个细菌源水平转移基因（HTGs），提示了这些HTGs可能发挥重要的代谢功能；③ 将大肠杆菌生物素合成基因替换为烟粉虱HTGs后，能够恢复大肠杆菌生物素合成基因敲除菌株的活力；④ 沉默烟粉虱HTGs降低了生物素含量，提高了烟粉虱死亡率，抑制了烟粉虱的产卵量；⑤ 合成生物素的烟粉虱HTGs存在于世界不同地区多个种的粉虱种群，具有共同的进化起源。
Biotin provisioning by horizontally transferred genes from bacteria confers animal fitness benefits
06-22, doi: 10.1038/s41396-020-0704-5
【主编评语】水平基因转移是《Science》杂志公布的125个科学前沿问题。水平基因转移事件在昆虫-微生物共生系统中普遍发生，但功能尚不清楚。沈阳农业大学植物保护学院栾军波团队在《ISME Journal》上发表的最新研究中，通过整合多学科技术方法系统研究了烟粉虱水平转移基因在合成生物素方面的作用，该研究证明了细菌源水平转移基因可为烟粉虱合成生长发育必需的生物素，同时也为烟粉虱的精准防控提供了靶标。（@刘永鑫-中科院-宏基因组）
浙江大学：揭示地球多种环境中微生物组间的互联模式
Microbiome[IF:11.607]
① 在微生物群落中，不同微生物间存在着共生、寄生、捕食和竞争等相互作用形式；② 本研究通过构建微生物生态网络算法建立一个“筛子”，筛出微生物之间的交互作用；③ 相同关系越多，连线越粗，也意味着有共同的相互作用，这就反应出不同生态系统之间，微生物关系与交往；④ 通过综合分析全球多种生存环境（土壤、植物、动物、水体等）中的微生物组数据，构建了全球微生物共存网络。
Earth microbial co-occurrence network reveals interconnection pattern across microbiomes
06-04, doi: 10.1186/s40168-020-00857-2
【主编评语】近日，浙江大学徐建明教授团队通过分析地球微生物组计划(Earth Microbiome Project)大数据，构建了全球微生物共存网络，通过对其“社会关系”的分析，首次揭示了地球多种环境中微生物组间的互联模式。这项研究近日发表在微生物领域顶级期刊《Microbiome》，浙江大学环境与资源学院马斌研究员为该论文的第一作者，徐建明教授为通讯作者，浙江大学为第一和通讯作者单位。（@刘永鑫-中科院-宏基因组）
感谢本期日报的创作者：段海蓉，szx，Johnson，大月半，爱的抉择，Dr.Smile，徐笑，刘永鑫-中科院-宏基因组
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