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幼年抗生素暴露"放大"后续肠道炎症,益生菌或可修复 | 热心肠日报

该篇日报由R·base创作生成,人工审核校对。牧医所张宏福/张顺芬等:幼年抗生素暴露"放大"后续肠道炎症

该篇日报由R·base创作生成,人工审核校对。

牧医所张宏福/张顺芬等:幼年抗生素暴露"放大"后续肠道炎症,特定益生菌或可修复

Microbiome——[12.7]

① 背景与设计:针对早期林可霉素暴露引发的肠道损伤,构建仔猪模型及小鼠粪菌移植模型评估菌群作用,并验证特定益生菌的干预效果。② 核心发现:林可霉素通过耗竭肠道罗伊氏粘液乳杆菌,加剧宿主对脂多糖的炎症易感性,特异性菌株回补可显著修复肠屏障并抑制NLRP3炎症小体。③ 暴露诱导损伤:林可霉素暴露导致仔猪肠道绒毛萎缩及肠隐窝结构破坏,显著下调Claudin-1等紧密连接蛋白表达水平。④ 菌群传递致病性:粪菌移植证实,暴露组仔猪缺失乳杆菌的紊乱菌群,直接驱动受体小鼠在脂多糖攻击下发生更严重的结肠炎与体重流失。⑤ 菌株保护效应:口服补充罗伊氏粘液乳杆菌SKLAN202402ZF菌株显著逆转了林可霉素暴露小鼠的肠道形态损伤与炎症细胞浸润。⑥ 靶向分子机制:该菌株显著抑制TLR4/MyD88/NLRP3信号轴激活,减少IL-1β等促炎因子释放,并上调抗炎介质FOXP3及屏障蛋白表达。

【原文信息】

Lactobacillus reuteri SKLAN202402ZF inhibited by early-life lincomycin exposure alleviate intestinal damage and inflammation sensitivity

2026-03-06 , doi: 10.1186/s40168-025-02327-z

湖南师大杨焕胜/张奕童等:肠道类器官高效筛选益生菌,促肠上皮增殖

Microbiome——[12.7]

① 研究背景与设计:为开发高效益生菌筛选策略,利用猪源芽孢杆菌库与空肠类器官共培养筛选候选菌,并结合转录组、代谢组及受体拮抗实验解析其作用机制。② 核心发现与意义:类器官可作为益生菌与活性代谢物筛选平台;鉴定Bacillus velezensis PGM541通过产生丁酸激活FFAR2驱动肠上皮增殖。③ 益生菌筛选:PGM541无细胞上清显著增加类器官隐窝深度与Ki67+细胞比例;猪仔体内处理伴随结肠丁酸升高及小肠隐窝加深。④ 活性代谢物:HPLC分离联合非靶向代谢组鉴定丁酸为关键效应分子;基因组与转录组显示PGM541具完整丁酸合成通路。⑤ 受体作用机制:PGM541处理显著上调FFAR2表达;FFAR2拮抗剂GLPG0974阻断丁酸或菌源代谢物诱导的类器官增殖。⑥ 疾病模型验证:DSS小鼠结肠炎模型中补充PGM541显著缓解体重下降与肠道损伤并恢复上皮增殖。

【原文信息】

Intestinal organoid screen reveals that Bacillus velezensis PGM541 promotes epithelial proliferation via its metabolite butyric acid

2026-03-05 , doi: 10.1186/s40168-026-02346-4

NC:全球人群中的肠道分节丝状菌,揭示新物种与幼年定植高峰

Nature Communications——[15.7]

① 背景与设计:针对人类共生菌分节丝状菌(SFB)认知有限的问题,结合形态学、电镜观察、基因组学与全球宏基因组数据分析,系统解析人类SFB的物种多样性、系统发育及定植生态。② 核心发现与意义:人类肠道存在多种SFB谱系且全球广泛分布但丰度极低,儿童断奶期出现短暂定植高峰,提示其可能参与早期肠道免疫建立。③ 新物种鉴定:电子显微镜及全基因组测序证实非洲儿童肠道内存在新物种Anisomitus miae,具有典型钩状附着结构及淀粉与糖原降解相关基因模块。④ 全球谱系分布:通过全球公共序列检索比对,在六大洲44个国家人群中识别4个主要与2个次要人类SFB谱系,并存在共定植现象。⑤ 定植动力学:纵向队列显示SFB在儿童断奶后1–5岁阶段出现短暂但显著定植高峰,持续时间约1个月。⑥ 宿主特异性:人源SFB在无菌小鼠中未能定植且人群数据提示母婴传播可能,反映SFB明显的宿主特异性。

【原文信息】

Segmented filamentous bacteria are worldwide human gut commensals

2026-03-05 , doi: 10.1038/s41467-026-70010-4

Nature子刊:饿肚子抗衰老?饮食限制的科学证据与现实挑战(综述)

Nature Aging——[19.4]

① 核心观点概述:饮食限制(DR)是延缓哺乳动物衰老最有效的非遗传干预手段,但不同方案的机制与效果差异显著,需迈向个体化策略。② 干预形式与效果:DR包括热量限制(CR)、间歇性禁食和特定营养限制等多种形式,在多种动物中均可延长寿命,但不同物种及遗传背景对DR反应差异明显。③ 关键分子机制:脂肪流失并非DR促进长寿的主因,长寿获益更多源于禁食期引发的饥饿信号及细胞通路改变,如激活自噬、AMPK、FGF21、NAD+代谢、SIRT及抑制mTORC1等通路,从细胞代谢和应激适应层面延缓衰老过程。④ 物种与遗传差异:不同品系对DR的响应甚至截然相反,部分基因型小鼠寿命反而缩短,表明遗传因素比饮食本身对寿命的决定作用更强。⑤ 人类临床局限:旨在减少25%热量摄入的CALERIE随机试验中,仅实现约19.5%且后期进一步降低,虽然改善代谢指标,但尚未证明能够延长寿命,且须区分减肥与抗衰老的独立机制。⑥ 潜在副作用风险:DR可能增加机体对极寒和病毒感染的脆弱性,同时可能导致骨骼肌流失、伤口愈合迟缓及毛发再生受损,提示其健康收益需与潜在生理代价进行权衡。⑦ 药物模拟与转化:胰高血糖素样肽-1受体(GLP-1R)激动剂、雷帕霉素等模拟物虽能复现部分代谢获益,但难以完全替代禁食的生理性应答,未来亟需精准干预策略。

【原文信息】

Dietary restriction in aging and longevity

2026-03-06 , doi: 10.1038/s43587-026-01091-5

隐形营养库,低蛋白饮食下肠道菌群供应25%肌肉必需氨基酸

ISME Journal——[10]

① 背景与设计:为量化肠道微生物对宿主必需氨基酸(AAESS)供给的贡献,对野生来源鹿鼠实施不同蛋白含量与食物复杂度的饮食干预,并结合氨基酸碳稳定同位素分析、16S rRNA基因测序与宏基因组学追踪AAESS来源。② 核心发现:宿主骨骼肌中约7.3–25.7%的必需氨基酸来自肠道微生物,且在低蛋白或食物结构复杂饮食条件下该贡献更高,提示肠道微生物在宿主蛋白代谢稳态中发挥重要作用。③ 微生物贡献:同位素混合模型显示支链氨基酸Val、Leu、Ile及Thr的微生物来源尤为显著,在半自然饮食条件下部分氨基酸的微生物贡献可达约54.9%。④ 菌群结构:肠道位置与饮食类型显著驱动菌群结构变化,其中盲肠具有最高微生物多样性与生物量,并富集拟杆菌门与厚壁菌门等优势类群。⑤ 功能潜力:宏基因组分析显示具AAESS合成潜力的菌群在半自然低蛋白饮食中更丰富,并呈现跨菌群的氨基酸合成与代谢互馈网络。⑥ 生态机制:携带尿素酶基因的细菌在微生物贡献较高样本中富集,提示通过尿素氮回收与氨利用促进氨基酸合成,从而在蛋白质受限环境中补偿宿主营养需求。

【原文信息】

Microbially Derived Essential Amino Acids Compensate for Dietary Deficiencies in an Ecologically Relevant Mammalian Host

2026-03-07 , doi: 10.1093/ismejo/wrag044

Science子刊:预防食物过敏,玉米大豆小麦蛋白或是训练T细胞耐受的关键

Science Immunology——[16.3]

① 抗原发现设计:从肠道调节性T细胞(Treg)来源TCR构建杂交瘤并结合食物组分筛查、cDNA文库、合成肽定位和MHCII四聚体追踪,解析小鼠口服耐受中的天然膳食抗原。② 核心发现意义:玉米、大豆和小麦种子贮藏蛋白构成一类此前未明的口服耐受抗原来源,其中αZein为免疫显性靶标,提示耐受并非被动忽视食物,而是由特异性Treg持续维持。③ 表位鉴定:筛选确定玉米αZein、大豆球蛋白G1和麦醇溶蛋白的免疫显性表位,后二者存在不同程度跨植物保守或交叉反应④ T细胞特征:αZein223-233特异性T细胞主要为小肠Foxp3+RORγt+ Treg,该细胞群伴随断奶期食物暴露而出现并依赖持续膳食输入维持,其规模庞大且最多可占外周Treg池的2%。⑤ 免疫抑制与功能:膳食暴露诱导的αZein特异性Treg显著表达Lag3等抑制分子,在体外及体内炎症模型中均显著限制初始T细胞扩增与TH1细胞分化。

【原文信息】

Identification and characterization of dietary antigens in oral tolerance

2026-03-06 , doi: 10.1126/sciimmunol.aeb4684

浙江肿瘤医院韩卫东团队:鹅去氧胆酸重塑胆汁酸合成,缓解结肠炎

Molecular Therapy——[12]

① 研究背景与设计:为探究胆汁酸代谢在炎症性肠病(IBD)发病中的作用,整合患者数据、DSS结肠炎小鼠模型及单细胞RNA测序等技术。② 核心发现与意义:IBD中存在胆汁酸合成途径失衡,口服鹅去氧胆酸(CDCA)通过其代谢产物石胆酸(LCA)作用于肠道上皮维生素D受体(VDR),进而抑制中性粒细胞浸润以缓解结肠炎。③ 临床与动物模型证据:IBD患者和结肠炎小鼠的粪便/血浆中,经典途径产物(CA)与替代途径产物(CDCA/MCA)的比值显著升高,提示经典途径活跃而替代途径受抑。④ 药物干预效果:口服CDCA可纠正上述胆汁酸谱失衡,下调经典途径合成酶CYP7A1与CYP8B1并上调替代途径酶CYP7B1,并显著减轻小鼠结肠炎症状,包括减少体重下降、结肠缩短及炎症因子表达。⑤ 免疫调控机制:CDCA在肠道代谢为LCA,LCA激活上皮VDR,通过抑制NF-κB通路下调趋化因子CXCL2的表达,从而限制中性粒细胞招募。⑥ 关键通路验证:肠道上皮特异性缺失VDR或过表达CXCL2均能消除CDCA的保护作用;体外实验证实LCA抑制中性粒细胞迁移依赖于VDR。⑦ 临床相关性:IBD患者外周血中性粒细胞数量及血浆CXCL2水平与CA/CDCA比值呈显著正相关。

【原文信息】

Chenodeoxycholic acid administration redirects the bile acid synthetic pathway to limit pro-inflammatory neutrophil infiltration and alleviate colitis

2026-03-05 , doi: 10.1016/j.ymthe.2026.03.004

北京协和医学院王荃/阳检明等:肠菌代谢物4-GBA如何重塑黏膜屏障抗肠炎

Gut Microbes——[11]

① 研究背景与设计:为解析菌群代谢物调控肠黏膜稳态机制,利用代谢组学、类器官、小鼠炎症模型及单细胞测序,筛选出Bacteroides stercorirosoris来源代谢物4-胍基丁酸(4-GBA)。② 核心发现与意义:4-GBA经SLC36A1转运体依赖机制激活Hedgehog信号,驱动肠干细胞扩增与杯状细胞分化,增强粘液屏障并富集嗜黏蛋白阿克曼氏菌,形成调控肠道稳态的宿主-微生物反馈环路。③ 上皮功能调控:类器官与Lgr5谱系追踪显示4-GBA显著提高Lgr5+干细胞比例并上调Muc2、Atoh1和Spdef,促进杯状细胞生成。④ 菌群生态重塑:4-GBA通过粘液依赖的生态位扩张显著富集嗜黏蛋白阿克曼氏菌;抗生素或特异清除该菌均消除其抗炎表型。⑤ 分子机制:单细胞转录组及药理抑制实验证实4-GBA经SLC36A1激活Hedgehog信号并上调Ptch1与Gli1驱动上皮重编程。⑥ 临床相关性:溃疡性结肠炎患者SLC36A1表达下降且与疾病严重程度负相关,SLC36A1激动剂肌氨酸可激活该轴并显著缓解小鼠结肠炎。

【原文信息】

A 4-guanidinobutanoic acid-SLC36A1 axis drives a microbiota‒host feedback loop to regulate intestinal homeostasis

2026-03-04 , doi: 10.1080/19490976.2026.2639216

NC:肠菌代谢物揭示心血管疾病的心肾轴早期信号

Nature Communications——[15.7]

① 背景与分析框架:整合MetaCardis队列275名健康对照及1602名代谢病患者的多组学数据,利用中介分析及独立纵向队列,解析肠道菌群芳香族氨基酸代谢物与心肾轴功能的关联 。② 核心概要:肠道微生物相关代谢物在疾病亚临床阶段即可干扰宿主心肾功能,其循环水平具有前瞻性预测价值,显著关联独未来心血管不良事件风险。③ 菌群-心肾交互:健康个体的肠道苯丙氨酸与酪氨酸代谢通路富集与血浆前心房利钠肽升高及估算肾小球滤过率(eGFR)降低显著相关,且该稳态交互网络在心血管代谢病患者中显著衰竭。④ 关键介导机制:苯乙酰谷氨酰胺、4-甲酚硫酸盐及香草乳酸等特定微生物衍生代谢物,显著介导了特定菌群功能特征与宿主eGFR下降间的级联信号。⑤ 双向遗传因果:遗传预测的肉桂酰甘氨酸与苯乙酰肉碱循环水平升高导致eGFR降低,而宿主eGFR下降反向驱动香草乳酸等肠源尿毒症毒素的血液蓄积。⑥ 临床预测效能:在纵向队列中,上述代谢物基线高水平与未来三年心肌梗死发生风险升高伴随,联合该代谢物谱显著提升了常规临床指标对心血管疾病的预测精度。

【原文信息】

A gut microbiome-kidney-heart axis predictive of future cardiovascular diseases

2026-03-05 , doi: 10.1038/s41467-026-69405-0

NC:算法升级,低成本ONT宏基因组组装逼近昂贵金标准

Nature Communications——[15.7]

① 背景与核心设计:针对现有组装工具难以高效处理ONT大规模长读长数据的问题,开发nanoMDBG算法,通过minimizer-space纠错与组装优化ONT宏基因组分析。② 核心成果:nanoMDBG显著提升ONT宏基因组数据集的高质量组装基因组重建数量,使低成本ONT测序技术达到与同深度PacBio HiFi相当的组装水平。③ 组装算法性能:在高达400 Gbp的土壤宏基因组中,nanoMDBG重建的高质量宏基因组组装基因组(MAG)数量达到metaFlye的两倍。④ 计算资源消耗:该算法架构将大规模数据组装的CPU运算时间与内存占用大幅降低至目前最佳ONT组装工具的三分之一。⑤ 跨平台质量对标:相同测序深度下,ONT经nanoMDBG处理后在近完整MAG数量上已接近HiFi,低深度肠道样本甚至占优,但HiFi数据在单重叠群MAG恢复及蛋白质移码错误控制上仍具微弱优势。⑥ 组装错误谱特征:剪切事件与零覆盖区域分析显示,nanoMDBG的整体组装错误发生率与现有基准工具相当,其输出蛋白质的全长比例显著优于metaFlye。

【原文信息】

High-quality metagenome assembly from nanopore reads with nanoMDBG

2026-03-06 , doi: 10.1038/s41467-026-69760-y