樊赛军等新成果：改造胞外囊泡，预防放射性肠炎 | 热心肠日报

今天是第2587期日报。

樊赛军等：用生物修饰的细胞外囊泡预防放射性肠炎

ACS Nano[IF:17.1]

① 全身辐射（TBI）供体小鼠的外泌体（EVs）保护受体小鼠，降低TBI导致的死亡率，并减轻辐射引起的肠道损伤；② TB供体小鼠和放疗患者外泌体中高表达miRNA-142；③ miRNA-142能降低辐照引起的肠上皮细胞死亡，并通过改善肠道微环境介导EVs对放射性肠炎的保护作用；④ 通过增强miR-142表达和外泌体的肠道特异性对EVs进行生物修饰，从而改善EVs介导的放射性肠炎保护。

Biomodified Extracellular Vesicles Remodel the Intestinal Microenvironment to Overcome Radiation Enteritis
07-03, doi: 10.1021/acsnano.3c04578

【主编评语】电离辐射与肠炎的发生有关，目前临床急需保护整个肠道免受辐射引起的肠道损伤策略。近日，中国医学科学院樊赛军、赵瑜、李航团队联合武汉大学陈新团队在ACS Nano上发表文章，发现生物修饰的细胞外囊泡可通过重塑肠道微环境以克服放射性肠炎，提供了一种有效的方法来预防暴露于辐射的人群免受胃肠道综合症的影响。（@圆圈儿）

多形拟杆菌细胞外囊泡生物发生机制

PNAS[IF:11.1]

① 将荧光蛋白与多形拟杆菌外膜及外膜囊泡（OMVs）特异性标记融合，采用双标记系统，并通过延时荧光显微镜观察OMVs的生物发生；② 比较蛋白质组学分析表明，多形拟杆菌可主动改变OMVs内容物以优化多糖的利用；③ 带负电荷的N末端基序“脂蛋白输出信号”可作为信号，决定OMVs中蛋白质的分类，且与营养可用性无关；④ 多形拟杆菌中，OMVs的产生受到高度监管。

Human gut bacteria tailor extracellular vesicle cargo for the breakdown of diet- and host-derived glycans
04-03, doi: 10.1073/pnas.2306314120

【主编评语】多形拟杆菌（Bt）是人类肠道菌群的重要成员，可产生大量的外膜囊泡（OMVs），但目前其OMVs的生物发生机制尚不清楚。近日，发表在PNAS上的这篇文章，阐明OMVs在Bt中的生物发生机制。（@圆圈儿）

国内团队：菊粉改善大象肠道疾病的机制

Microbiome[IF:15.5]

① 收集患病亚洲象益生元菊粉治疗前后的粪便样本及四头健康亚洲象的粪便样本，评估益生元菊粉治疗大象肠绞痛的效果及其机制；② 食用菊粉可治愈病象肠绞痛，并改善其肠道菌群；③ 小鼠中，移植菊粉治疗后的大象粪便菌群可促进肠道细胞增殖，增加短链脂肪酸（SCFA）的利用，维持肠道屏障，减轻炎症；④ 机制上，菊粉通过改善肠道菌群，提高SCFA的利用率，以增强粘膜屏障、减少炎症并改善消化综合征。

Mechanism of inulin in colic and gut microbiota of captive Asian elephant
07-06, doi: 10.1186/s40168-023-01581-3

【主编评语】肠道菌群对动物的生存能力、消化生理、生育和生长性能具有重要作用，且益生元治疗对肠道疾病具有重要影响，但大象肠道相关疾病与益生元之间的关系目前尚不清楚。近日，中国科学院动物研究所王德华和北京动物园刘赫与团队在Microbiome上发表文章，评估了菊粉治疗亚洲象肠绞痛的机制。（@圆圈儿）

肠菌或可通过小胶质细胞调节星形胶质细胞表型？

Molecular Neurodegeneration[IF:15.1]

① 用广谱抗生素处理小鼠导致肠菌紊乱，减少了胶质纤维酸性蛋白（GFAP +）反应性和斑块相关星形胶质细胞（PAA）；② 相比对照组，抗生素处理的雄鼠PAA形态改变，突起数量和长度增加，星形细胞补体C3减少，粪菌移植后可逆转这种现象；③ 无菌饲养的雄性小鼠与抗生素处理的雄鼠星形胶质细胞表型相似；④ 抗生素介导的GFAP +星形细胞增多、PAAs和星形细胞C3表达减少与小胶质细胞无关，但其诱导的星形胶质细胞形态改变依赖于小胶质细胞的存在。

The gut microbiome regulates astrocyte reaction to Aβ amyloidosis through microglial dependent and independent mechanisms
07-06, doi: 10.1186/s13024-023-00635-2

【主编评语】先前研究表明，抗生素介导的肠道微生物组改变会导致雄性小鼠淀粉样蛋白斑块和促炎小胶质细胞表型的减少。然而，肠道菌群扰动对星形胶质细胞表型和小胶质细胞-星形胶质细胞通讯的影响尚未被研究。近日，美国西北大学范伯格医学院研究人员在Molecular Neurodegeneration发表最新研究，通过动物实验和粪菌移植试验，发现肠道菌群通过小胶质细胞依赖和非依赖机制可以调节星形胶质细胞对Aβ淀粉样变性的反应，值得关注。（@九卿臣）

肠道菌群调节他克莫司的药代动力学机制

Microbiome[IF:15.5]

① 小鼠口服他克莫司（TAC）导致肠道特定细菌类群相对丰度降低和紊乱；② 抗生素介导的肠道菌群耗竭影响TAC药代动力学（PK），减少TAC血液暴露以及个体间差异性；③ TAC降低与小肠中外排泵ABCB1高表达相关；④ 抑制ABCB1可逆转肠道菌群对TAC PK的影响；⑤ 极性细菌代谢物可重现肠道菌群对ABCB1的转录调控，而不影响其功能；⑥ 组成型雄烷受体（CAR）可作为转录因子，介导肠道菌群对ABCB1转录调控的影响。

Gut microbiome modulates tacrolimus pharmacokinetics through the transcriptional regulation of ABCB1
07-06, doi: 10.1186/s40168-023-01578-y

【主编评语】他克莫司（TAC）是实体器官移植后免疫抑制策略中的重要药物，由于个体间和个体内药代动力学 (PK) 存在巨大差异，难以预测所需的理想药物剂量；另一方面，肠道菌群影响药物代谢，可能导致TAC PK差异性。因此，近日发表在Microbiome上的这篇文章，结合体外和体内模型，探索TAC对肠道菌群组成的影响以及肠道菌群对TAC PK的贡献。首次发现细菌代谢物对ABCB1的转录调节导致TAC PK的变化，不仅影响其血液水平，而且影响个体间的差异性。（@圆圈儿）

Nature子刊：阿卡波糖调节肠菌缓解小鼠线粒体疾病

Nature Metabolism[IF:20.8]

① 延长小鼠寿命并延缓正常衰老的药物阿卡波糖，在延缓Ndufs4-/-小鼠的疾病进展和提高存活率方面与雷帕霉素具有相当的功效；② 与雷帕霉素不同，阿卡波糖可独立于雷帕霉素抑制靶点机制以改善疾病表型，且雷帕霉素和阿卡波糖在延迟Ndufs4-/-小鼠的神经系统症状和延长最大寿命方面具有相加作用；③ 阿卡波糖可重塑肠道菌群并改变短链脂肪酸的产生；④ 补充丁酸盐或消除内源性菌群可改善Ndufs4-/-小鼠的线粒体疾病。

Acarbose suppresses symptoms of mitochondrial disease in a mouse model of Leigh syndrome
06-26, doi: 10.1038/s42255-023-00815-w

【主编评语】线粒体疾病是由线粒体功能受损引起的一系列疾病，线粒体功能障碍是生物衰老过程的分子标志，而雷帕霉素是一种在正常衰老过程中延长寿命和改善健康的药物，能提高患有严重线粒体疾病Leigh综合征小鼠模型（Ndufs4-/-小鼠）的存活率并减少神经系统症状。近日，发表在Nature Metabolism上的这篇文章，通过检测药物阿卡波糖是否会影响Ndufs4-/-小鼠的疾病进展和生存，验证衰老和线粒体疾病具有共同的潜在机制，发现肠道菌群改变在严重线粒体疾病中发挥着重要作用，并为生物衰老和严重线粒体疾病具有潜在的共同机制提供了支持。（@圆圈儿）

Nature子刊：DNA去甲基化酶TET2/3在肠道中有何作用？

Nature Communications[IF:16.6]

① 小肠中TET2/3特异性缺失会导致成熟潘氏细胞大量丢失、簇细胞减少及肠内分泌细胞数量增加；② TET2/3缺失会导致SI中假定的增强子区域DNA甲基化发生显著变化，且这些变化与决定细胞命运的转录因子和功能效应基因有关；③ 药理抑制DNA甲基化可部分缓解甲基化和细胞缺陷；④ TET2/3缺失也会导致肠道菌群紊乱，使肠道在稳态条件下容易发生炎症，并导致急性炎症引起的死亡。

TET2 and TET3 loss disrupts small intestine differentiation and homeostasis
07-06, doi: 10.1038/s41467-023-39512-3

【主编评语】DNA去甲基化酶TET2/3 在表观遗传调控和小鼠发育中发挥着众所周知的作用，然而它们在细胞分化和组织稳态中的功能尚不清楚。近日，发表在Nature Communications上的这篇文章，发现DNA去甲基化酶TET2和TET3缺失会破坏小肠分化和稳态，揭示DNA去甲基化先前未被认识的关键作用。（@圆圈儿）

基于肠菌和尿代的机器学习模型或可判断健康人年龄

Gut Microbes[IF:12.2]

① 对568名健康个体进行肠菌和尿液代谢物测定，根据样本年龄分青年、中年和老年组，随着年龄增长，肠菌丰富度和均匀度显著增加，青年和老年组中16个菌属存在显著差异；② 青年和老年组中17种尿液代谢物存在差异，在不同年龄的微生物中，拟杆菌属和普雷沃氏菌属与多种尿液代谢物相关；③ 基于肠菌和尿液代谢物特征构建机器学习模型，可产生最佳的年龄预测器（平均绝对误差为5.48岁），纳入尿液代谢物数据后，模型准确性可提高到4.93年。

Machine learning model for predicting age in healthy individuals using age-related gut microbes and urine metabolites
06-23, doi: 10.1080/19490976.2023.2226915

【主编评语】机器学习可以分析大规模数据，并将其结合到疾病风险、诊断、预后和适当治疗的预测中。近日，韩国研究人员在Gut Microbes发表最新研究，基于568名健康个体的肠菌和尿液代谢物特征构建机器学习模型产生了最佳的年龄预测器，用于预测健康个体的年龄，准确性较好，值得关注。（@九卿臣）

肖亮+邹远强等：人类口腔培养细菌参考基因组目录

NPJ Biofilms and Microbiomes[IF:9.2]

① 提出了口腔培养细菌基因组参考目录 (COGR)，含1089个高质量基因组，通过需氧和厌氧模式从志愿者的牙菌斑、舌头和唾液中分离；② COGR涵盖5个门和195个物种级簇，其中95个含315个基因组，代表未分类注释物种，在类风湿关节炎患者口腔中也识别到几种未知细菌；③ COGR基因组中含丰富的CAZymes基因，且口腔菌群在个体间存在显著差异，有111个菌群是个体特异性的；④ 链球菌属成员在COGR中占比最大，多种拥有对生物膜形成至关重要的完整途径。

A catalog of bacterial reference genomes from cultivated human oral bacteria
07-03, doi: 10.1038/s41522-023-00414-3

【主编评语】口腔内有高度多样化的微生物群落。然而，分离物种和高质量基因组的数量有限。近日，华大基因的肖亮、邹远强及团队在NPJ Biofilms and Microbiomes发表最新研究。通过需氧和厌氧模式从志愿者的牙菌斑、舌头和唾液中分离口腔菌群，建立了口腔培养细菌基因组参考目录，含1089个高质量基因组，并识别到多种未分类注释物种，值得关注。（@九卿臣）

浙江大学：水稻抗虫的“秘密武器”

PNAS[IF:11.1]

① 褐飞虱可显著激活水稻樱花素合成基因NOMT（柚皮素甲基转移酶）表达，并在褐飞虱危害部位积累大量樱花素；② 敲除水稻NOMT后消除了樱花素的积累，提高了褐飞虱的产卵率和孵化率；③ 取食NOMT突变体的褐飞虱的类酵母共生菌（YLS）丰度显著高于取食野生型植株的褐飞虱；④ 樱花素可显著性降低褐飞虱体内YLS的数量以及褐飞虱体内胆固醇的积累；⑤ 阻断水稻茉莉酸（JA）信号传导途径后，褐飞虱无法诱导水稻樱花素的积累。

Sakuranetin protects rice from brown planthopper attack by depleting its beneficial endosymbionts
05-31, doi: 10.1073/pnas.2305007120

【主编评语】次生代谢产物是植物防御植食性昆虫为害的重要武器，目前在不同植物中已经鉴定出很多抗虫相关次生代谢产物，这些化合物大都作用于害虫本身。而内共生菌普遍存在于昆虫体内，是许多昆虫生长发育和繁殖的重要“帮手”，植物次生代谢物是否可以作用于这些内共生菌还从未报道。浙江大学娄永根/李冉团队在PNAS上发表一项研究，阐述了水稻抗褐飞虱的一种新机制，即植物可以利用次生代谢产物抑制虫体内的有益内共生菌来“间接”防御植食性昆虫，该研究为褐飞虱的绿色防控提供了全新的视角。（@EADGBE）

感谢本期日报的创作者：YANG WEI，圆圈儿，阿当，Sunflower，Leo，DMG-Quasimodo，九卿臣，湖人总冠军