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《热心肠日报》2021-2022榜单 | 中国肠道菌群研究十大成果

热心肠小伙伴们 热心肠 2022-08-31

在过去的一年多时间里,全球肠道领域研究继续高歌猛进,取得了颇多令人瞩目的进展。


今年5月29日“世界肠道健康日”来临之际,我们基于《热心肠日报》中收录的2021年以来发表的肠道领域论文,进行了多维度评选,形成了《热心肠日报》2022年度榜单。


2022年度榜单参评的文章共有3955篇,发表在441个不同的期刊上,累计影响因子达到了70979.04,平均影响因子17.95。其中来自Cell、Nature、Science的文章168篇,来自NEJM、Lancet、JAMA的文章68篇。

本榜单仅代表热心肠研究院基于自身数据所做的优选,可能存在主观因素干扰等不足,仅供参考。欢迎在文末留言提出批评、建议和意见。


本篇发布“中国肠道菌群研究十大成果”


提示:下述文章点击中文标题可直达热心肠日报,点击英文标题可访问论文官网。

黄路生院士+陈从英等Nature:首次揭示影响肠道微生物组的宿主因果基因突变

Nature

[IF:49.962]

①对两个世代(F6和F7)1500头实验猪进行全基因组重测序,测量>200个表型,并分析其出生后25、120及240天,回肠、盲肠和粪便的菌群组成;②发现同一个体不同发育阶段及肠道部位菌群组成具有显著差异;③在F6和F7中分别鉴定出1050和955个细菌分类可遗传,遗传力最高达0.598(YRC22属),其中450个被重复验证;④鉴定到1527个显著影响846个细菌分类的宿主基因组变异位点;⑤发现并验证家猪ABO血型基因中一个350万年前的2.3kb缺失会降低肠道N-乙酰半乳糖胺浓度,直接影响丹毒丝菌科营养代谢,使其丰度下降。


ABO genotype alters the gut microbiota by regulating GalNAc levels in pigs

Nature. 2022 Apr 27. doi: 10.1038/s41586-022-04769-z

王军+陈义华NBT突破:用人工智能大规模挖掘人肠道菌群中的抗菌肽

Nature Biotechnology

[IF:54.908]

①结合3种自然语言处理神经网络模型(LSTM、Attention和BERT),建立一个从序列数据中挖掘抗微生物肽(AMP)的流程,准确率>90%;②将该方法用于人肠道宏基因组数据,结合宏蛋白质组数据过滤,以及与肠菌的相关性网络分析,鉴定出241个候选AMP;③通过化学合成得到216个新型肽,证实其中181个(83.8%)有抗菌作用,这些AMP与已知AMP同源性低;④进一步筛选出其中的强效AMP,能通过不同机制有效抑制多重耐药革兰氏阴性致病菌,并在细菌性肺感染小鼠模型中验证了3种AMP的有效性。


Identification of antimicrobial peptides from the human gut microbiome using deep learning

Nat Biotechnol. 2022 Mar 3. doi: 10.1038/s41587-022-01226-0

西湖大学Cell突破:超毒力艰难梭菌毒素如何损伤肠道?关键受体被锁定

Cell

[IF:41.582]

①用CRISPR筛选等方法,确定TFPI是超毒力分支艰难梭菌表达的毒力因子TcdB2和TcdB4的受体;②用冷冻电镜解析TcdB4-TFPI复合物的结构,并发现TcdB受体结合区的残基变异将TcdB划分为2类,分别识别FZD(TcdB1/3/5)和TFPI(TcdB2/4);③敲除Tfpiβ(TFPI的一种同源异构体)使小鼠抵抗TcdB4的毒性;④TFPI在肠隐窝高表达,用重组蛋白同时阻断TcdB2/4与TFPI和CSPG4(肠上皮下细胞的TcdB受体)的结合,可有效中和其毒性、阻止对结肠上皮的损伤。


TFPI is a colonic crypt receptor for TcdB from hypervirulent clade 2 C. difficile

Cell. 2022 Mar 17;185(6):980-994.e15. doi: 10.1016/j.cell.2022.02.010

粟硕+施莽等Cell突破:野味动物的病毒组特征,及其与人类疾病的密切关系

Cell

[IF:41.582]

①用高通量宏转录组学方法,分析中国20省份的1941只野味动物(5个目、18个种)的病毒组;②鉴定出102种能感染哺乳动物的病毒(覆盖13个病毒科),65种是新病毒;③21种病毒是对人和家畜有潜在高风险的病毒,果子狸携带“高危”病毒数量最多;④一些病毒可在野生动物和野味动物间跨物种传播,如果子狸中能检测到蝙蝠冠状病毒HKU8;⑤还检测到多种感染人类的病毒,受感染的动物有些有症状、有些无症状,需警惕人和野味动物间的双向病毒传播。


Virome characterization of game animals in China reveals a spectrum of emerging pathogens

Cell. 2022 Mar 31;185(7):1117-1129.e8. doi: 10.1016/j.cell.2022.02.014

张涛+贾慧珏:Nature子刊揭示肠道菌群与血液代谢物间的因果关系

Nature Genetics

[IF:38.33]

①纳入2个中国队列(发现+验证,共3432人),用双向孟德尔随机化挖掘肠道菌群(如肠菌、菌群功能)与人体代谢特征的因果关联;②鉴定出菌群与血液代谢物间的58个因果关联(17个菌→血,41个血→菌),复证了43个;③如Oscillibacter和Alistipes可降低血液甘油三酯,而血液谷氨酸可使草酸杆菌属减少,5-甲基四氢叶酸、丙氨酸、谷氨酸盐和硒等可影响变形菌门成员;④用日本生物库数据验证了部分发现,并延伸鉴定出肠菌与多种疾病的因果效应。


Mendelian randomization analyses support causal relationships between blood metabolites and the gut microbiome

Nat Genet. 2022 Jan;54(1):52-61. doi: 10.1038/s41588-021-00968-y

姜长涛团队Cell子刊:宿主肠HIF-2α与肠道菌群互作调节肥胖的新机制

Cell Metabolism

[IF:27.287]

①肠HIF-2α通过上调Ldha表达来提高肠道内乳酸水平,乳酸通过增强多糖利用促进普通拟杆菌生长;②特异性敲除肠HIF-2α导致小鼠肠道内乳酸降低,使普通拟杆菌减少,伴随扭链瘤胃球菌增多,引起胆汁酸牛磺胆酸(TCA)和脱氧胆酸(DCA)升高;③TCA和DCA通过激活脂肪细胞的胆汁酸受体TGR5来上调UCP1和CKMT2表达,从而促进白色脂肪组织生热,改善小鼠肥胖;④给小鼠补充TCA或DCA以及灌胃扭链瘤胃球菌可复现这些有益作用,而定植普通拟杆菌会抑制脂肪生热、加重肥胖。


Intestinal hypoxia-inducible factor 2α regulates lactate levels to shape the gut microbiome and alter thermogenesis

Cell Metab. 2021 Oct 5;33(10):1988-2003.e7. doi: 10.1016/j.cmet.2021.07.007

清华大学:丁酸如何增强化疗抗癌疗效?

Cell Metabolism

[IF:27.287]

①肠道菌群代谢产物丁酸盐可通过调节肿瘤微环境中的CD8+ T细胞功能,以促进奥沙利铂疗效;②丁酸盐通过促进IL-12信号通路,在体内及体外以ID2依赖的方式直接增强小鼠CD8+ T细胞的抗肿瘤细胞毒性效应;③丁酸盐可通过其组蛋白去乙酰化酶抑制活性诱导ID2的表达;④在对奥沙利铂应答的肿瘤患者的血清中,丁酸盐含量显著高于无应答的肿瘤患者;⑤在分离自健康人的CD8+ T细胞体外培养中,丁酸盐也可增加CD8+ T细胞的ID2及IFN-γ表达。


Gut microbial metabolites facilitate anticancer therapy efficacy by modulating cytotoxic CD8+ T cell immunity

Cell Metab. 2021 May 4;33(5):988-1000.e7. doi: 10.1016/j.cmet.2021.03.002

曾锐/姚颖/徐钢等Cell子刊:干酪乳杆菌Zhang缓解肾病

Cell Metabolism

[IF:27.287]

①在双肾缺血再灌注(I/R)等急性肾损伤(AKI)小鼠模型中,预防性补充干酪乳杆菌Zhang(LcZ)能减轻AKI和之后的慢性肾纤维化,效果优于嗜酸乳杆菌;②肠道菌群失调促进肾脏炎症和纤维化,补充LcZ能改善I/R引起的肠道菌群失调、肠屏障损伤和炎症,升高有益代谢物短链脂肪酸和烟酰胺,从而减少肾脏巨噬细胞和肾小管上皮细胞的炎症反应,发挥肾保护作用;③在纳入62名3-5期慢性肾病患者的1期安慰剂对照试验中,补充LcZ能减缓肾功能衰退,且安全性好。


The probiotic L. casei Zhang slows the progression of acute and chronic kidney disease

Cell Metab. 2021 Oct 5;33(10):1926-1942.e8. doi: 10.1016/j.cmet.2021.06.014

国内团队:肠道菌群促进肠干细胞自我更新的新机制

Cell Research

[IF:25.617]

①肠道菌群通过促进肠血清素能神经元分泌5-羟色胺(5-HT),促进Lgr5+肠干细胞(ISC)的自我更新和功能;②肠道菌群代谢物戊酸通过阻断抑制基因转录的NuRD复合物与色氨酸羟化酶2(Tph2)启动子的结合,来促进肠血清素能神经元表达Tph2,进而生成5-HT;③5-HT通过其受体HTR2A/3A,激活表达前列腺素E2(PGE2)的巨噬细胞亚群产生PEG2;④PEG2通过结合ISC上的EP1/EP4受体,促进Wnt/β-catenin信号活化,进而促进ISC自我更新。


Gut microbiota drives macrophage-dependent self-renewal of intestinal stem cells via niche enteric serotonergic neurons

Cell Res. 2022 Apr 4. doi: 10.1038/s41422-022-00645-7

香港中文大学:新冠肺炎患者的肠道菌群组成可能影响疾病严重程度

Gut

[IF:23.059]

①收集100名新冠肺炎患者及78名对照的粪便样本,并持续收集其中27名患者的粪便样本,直至其新冠病毒检测阴性后30天;②无论患者是否接受药物治疗,患者的肠道菌群组成显著不同于对照;③患者肠道菌群中的某些具有免疫调节功能的共生菌(柔嫩梭菌群、直肠真杆菌及双歧杆菌等)的相对丰度低于对照,且在病毒检测阴性30天后的相对丰度仍较低;④患者的肠道菌群组成与血浆中的炎症因子、趋化因子及组织损伤标志物水平相关。


Gut microbiota composition reflects disease severity and dysfunctional immune responses in patients with COVID-19

Gut. 2021 Apr;70(4):698-706. doi: 10.1136/gutjnl-2020-323020

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