“看不见”的战役：人体vs菌群对微量营养素的合作与竞争 | 热心肠日报
今天是第1550期日报。
Cell子刊：人体与菌群对微量营养素的协作和竞争（综述）
Molecular Cell[IF:15.584]
① 在健康状态下，人体肠道和共生菌群的良性互作使双方共同利用微量营养素；② 共生菌可释放和摄取能螯合金属的α-羟基酸，并消化植酸和血红素等食物分子，为自身和宿主提供锌和铁；③ 发生感染和炎症时，人体会启动“扣押”锌和铁的“营养免疫”机制，而致病菌会通过释放铁载体等方式与共生菌竞争有限的锌、铁资源；④ 部分肠道细菌可合成B族维生素（VB）与无法合成的细菌和人体共享，促进菌群稳定和多样性，但致病菌对VB的掠夺会打破这一平衡。
Competitors versus Collaborators: Micronutrient Processing by Pathogenic and Commensal Human-Associated Gut Bacteria
05-21, doi: 10.1016/j.molcel.2020.03.032
【主编评语】Molecular Cell近期发表的一篇小综述，重点介绍了人体与肠道共生菌和致病菌，在对锌、铁、B族维生素等微量营养素的利用方面存在的协作与竞争机制。（@mildbreeze）
微生物组学研究难重复？可能是你的提取方法不对（综述）
Cardiovascular Research[IF:8.168]
① 纳入27名健康受试者，收集粪便样本并提取DNA进行16S rRNA测序分析，比较不同的收集和提取方法对肠道菌群研究结果的影响；② 除个体差异外，DNA提取方法的差异对观察到的菌群组成和多样性的影响最大，主要可能受机械裂解的步骤以及磁珠的特性（大小和材质）影响；③ 收集方法对菌群组成的影响相对较小；④ 使用不同提取方法得出的特定种属细菌与心血管疾病的危险标志物的相关性不一致；⑤ 因此进行宏基因组比较分析时要确保DNA提取方法一致。
Quantifying Technical Confounders in Microbiome Studies
05-06, doi: 10.1093/cvr/cvaa128
【主编评语】最近的技术发展使得人类微生物组的研究以前所未有的速度进行。然而，方法上的差异可能对获得的结果产生相当大的影响，这可能是微生物组学研究实验难以重复的重要原因。发表在Cardiovascular Research上的一项研究比较了不同的粪便收集和DNA提取方法对肠道菌群特征的影响。结果显示，DNA提取方法对观察到的肠道菌群组成和多样性的影响最大，使用不同的提取方法获取的结果可能会得出相反的结论，而粪便收集方法的影响则非常小。因此，在进行任何宏基因组比较分析时要谨慎，尤其是要确保DNA提取方法保持不变，以获得可靠结果。（@EADGBE）
天津总医院：肠道菌群的采样方法（综述）
Frontiers in cellular and infection microbiology[IF:4.123]
① 测序技术可以帮助研究者理解宿主体内的肠道菌群，但不同的采样方法可能会使研究结果出现偏差；② 目前已有的采样技术包括粪便采样、内镜采样（活检采样、管腔刷采样、激光捕获显微切割采样）、抽吸肠液采样、手术采样等，但这些方法均仍存在限制及不足；③ 因此出现了新型可吞咽胶囊式采样装置，同时FISH（荧光原位杂交）技术也应用于肠道菌群的空间排布研究中；④ 未来采样的方法应满足定点采样需求，并减少侵入性和对正常肠道生理的干扰。
Current Sampling Methods for Gut Microbiota: A Call for More Precise Devices
04-09, doi: 10.3389/fcimb.2020.00151
【主编评语】对肠道菌群的研究离不开标准化的采样方法，目前的肠道菌群主要采用粪便、肠粘膜活检、肠液等作为研究样本，但都存在一些缺陷，不能完整反映肠道菌群的组成。天津总医院曹海龙和王邦茂与团队，近期在Frontiers in cellular and infection microbiology发表综述，总结了目前常见的肠道菌群采样方法，以及各自的优势和局限性，并对未来开发新的采样方法提出了建议。（@mildbreeze）
Nature子刊：智能马桶——个性化健康监测系统
Nature Biomedical Engineering[IF:18.952]
① 新型“智能”马桶利用压力和运动传感器可实现自动操作，利用标准护理比色分析法分析用户的尿液，从尿液分析条的图像中追踪红-绿-蓝的色值，使用计算机视觉计算尿液的流速和体积，利用深度学习根据布里斯托尔大便形态量表对大便进行分类；② 智能马桶的表现与受过训练的医务人员相当；③ 马桶的每个用户通过指纹和肛纹特征进行识别，数据在加密的云服务器中存储和分析；④ 这种智能马桶可用于特定病人群体的筛查、诊断和纵向监测。
A mountable toilet system for personalized health monitoring via the analysis of excreta
04-06, doi: 10.1038/s41551-020-0534-9
【主编评语】Nature Biomedical Engineering上发表的文章，介绍了一款新型“智能”马桶，基于粪便分析可以实现对人体健康的纵向监测，所搜集的数据上传到云端，为临床工作提供借鉴，可用于特定病人群体的筛查、诊断和纵向监测。（@爱的抉择）
Nature子刊：节食困难的神经基础
Nature Neuroscience[IF:20.071]
① 小鼠暴露于高脂饮食（HFD）后，在热量缺乏的状态下也会放弃摄入营养均衡的标准食物（SD）的摄入，这与年龄、性别、应计体重、瘦素或黑皮质素4受体信号无关；② SD贬值和向HFD消费的转变是由下丘脑相关神经元和中脑边缘多巴胺信号水平编码；③ HFD暴露破坏ARCAgRP对卡路里的外围检测和饥饿信号的响应，损伤ARCAgRP介导的SD进食；④ HFD暴露改变VTADA神经元和中脑边缘多巴胺对食物的反应，降低SD缓解与饥饿相关的负价能力和发现食物的能力。
High-fat food biases hypothalamic and mesolimbic expression of consummatory drives
08-03, doi: 10.1038/s41593-020-0684-9
【主编评语】现代社会保持健康的体重越来越困难，节食的努力往往被消耗高能量食物的内在驱动力所压倒，但这种选择富含热量而不是更健康的食物的机制仍不清楚。Nature Neuroscience发表文章，发现小鼠暴露于HFD后，对营养均衡的标准食物的摄入显著减少，这与下丘脑相关神经元和中脑边缘多巴胺水平对食物的响应改变有关，揭示出节食困难的神经基础。（@爱的抉择）
Cell子刊：GDF15真的能用于减肥吗？
Cell Reports[IF:8.109]
① 对大鼠实施急性或慢性全身给药GDF15或长效性Fc-GDF15，观测其内脏不适症状，包括情感性食物反应、胃排空、膳食摄入以及体重变化；② 两种干预均能导致大鼠内脏不适，急性给药GDF15还伴有明显的厌食以及体重降低，慢性给药GDF15带来的内脏不适状态并不会随着时间减弱；③ GDF15膳食适应性厌食症状比急性厌食反应更持久；④ GDF15引起的内脏不适和厌食效应并不需要胃排空的放缓；⑤ GDF诱导的厌食用于减肥是否需禁忌还需要临床上进一步证明。
GDF15 Induces an Aversive Visceral Malaise State that Drives Anorexia and Weight Loss
04-21, doi: 10.1016/j.celrep.2020.107543
【主编评语】研究给大鼠实施急性或慢性全身给药生长分化因子-15（GDF15）或长效性Fc-GDF15，发现两种干预均能导致大鼠内脏不适。长期GDF15的暴露带来的厌食持续存在，说明大鼠对其并无耐药性。并且，食物-GDF15相互“驯化”后的厌食症状比急性GDF15厌食反应更持久。这些反应也不依赖胃排空时间。GDF15诱导的这些内脏不适症状，是否会限制其用于肥胖治疗，仍需临床上进一步验证。（@兵兵）
Nature子刊：降低外周胰岛素受体表达或可预防饮食诱导的脂肪肝疾病
Nature Communications[IF:12.121]
① 胰岛素受体（IR）缺失突变杂合子（PerIRKO+/-）小鼠，其外周组织IR的表达水平降低，但不影响中枢的胰岛素通路活性；② IR降低不影响饮食诱导的肥胖小鼠的体重、脂肪含量以及血糖耐受；③ PerIRKO+/-小鼠白色脂肪中基础和诱导的AKT磷酸化显著下调，胰岛素诱导的肝脏AKT磷酸化显著上调，激活AMPK-PPARa通路，抑制肝糖异生和脂合成，保护和逆转肝脏脂质积累；④ 与对照小鼠不同的是，PPARa激活剂不能进一步影响PerIRKO+/-小鼠的肝脏脂质累积。
Partial impairment of insulin receptor expression mimics fasting to prevent diet-induced fatty liver disease
04-29, doi: 10.1038/s41467-020-15623-z
【主编评语】Nature Communications近期发表的文章，发现抑制外周胰岛素受体的表达可模拟热量限制的作用，限制代谢应激条件下肝脏脂质的累积，抑制和逆转肥胖导致的非酒肝的发生，具有重要的临床意义。（@爱的抉择）
大麻及其衍生物对健康和疾病中胃肠道和肝脏功能的影响（综述）
Gastroenterology[IF:17.373]
① 大麻及其衍生物作用于内源性大麻素系统（ECS）， 通过抗炎、抗疼痛和抗分泌作用影响胃肠道稳态；② 大麻可改善食道功能、延迟胃排空、缓解胃轻瘫和延迟结肠转运，缓解化疗引起的疼痛、反胃和呕吐；③ 大麻素可影响肠道菌群，ECS在代谢、肥胖和非酒精性脂肪性肝病中起着重要作用，在炎症性肠病中可能有抗炎作用；④ 大麻剧吐综合征等不良影响可能导致大麻素应用受限；⑤ 大麻及其衍生物作为治疗胃肠道疾病新途径的利弊，仍有待深入研究。
Role of Cannabis and Its Derivatives in Gastrointestinal and Hepatic Disease
04-22, doi: 10.1053/j.gastro.2020.03.087
【主编评语】内源性大麻素系统（ECS）由大麻素受体及其配体及调节其合成分解的酶组成，可通过调节免疫耐受、胃肠动力、内脏疼痛和炎症来维持肠道内环境平衡。大麻中含有大麻素等多种活性化学物质，可以激活ECS并影响胃肠道功能和能量代谢。在过去十年中，医用和娱乐性大麻使用量增加，大麻在疾病中作用的研究也逐渐增多。Gastroenterology近期发表综述，系统总结了大麻及其衍生物对健康和疾病中胃肠道和肝脏功能的影响，并提出目前研究存在的局限性，流行病学研究与动物及人体研究的结论出现的矛盾。虽然大麻的应用对某些疾病产生有益效果，对其潜在的副作用仍要警惕。（@迟卉）
全合成细胞外基质助力肠道类器官培养
Biomaterials[IF:10.317]
① 全合成细胞外基质（ECM）由ECM结合肽段和α2β1整合素结合肽（GFOGER）对20kDa的8臂PEG大分子单体进行修饰，并与易被基质金属蛋白酶（MMP）降解的肽交联形成；② 可支持人体十二指肠、结肠和子宫内膜的类器官由单个细胞生长而来，且分化时显示细胞特异性和顶基底极性标志物；③ 肠类器官保持增殖能力，对基底侧刺激有功能反应，表达肠隐窝细胞的典型标志物，可以连续传代；④ MMP敏感的交联物，而不是配体生物物理性质，影响肠类器官生长。
Fully synthetic matrices for in vitro culture of primary human intestinal enteroids and endometrial organoids
05-25, doi: 10.1016/j.biomaterials.2020.120125
【主编评语】类器官培养需要干/祖细胞在基质凝胶（Matrigel）中扩张，Matrigel是来源于肿瘤的细胞外基质。全合成的细胞外基质具有提高重复性、明确机械环境等特点。Biomaterials上发表的文章，报道了一种全合成细胞外基质，可实现单个细胞培养类器官，并在人体十二指肠、结肠和子宫内膜类器官的培养中得到验证。该全合成细胞外基质或将广泛用于类器官的培养。（@爱的抉择）
感谢本期日报的创作者：徐笑，楸楸，Johnson，爱的抉择，Unbroken，兵兵，Zhonghua
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