Cell:对人类微生物组多样性的认知,再上一层楼!

 

今日话题:人类微生物组,宏基因组,癌症,肠道干细胞,噬菌体...





Cell:探索全球人类微生物组中的广大未知

Cell[IF:31.398]

① 对涵盖不同年龄、地域和生活方式的9428个人体宏基因组进行组装,获得4930个物种、154723个微生物基因组;② 77%的物种是未知物种(uSGB),大大扩展了人类微生物组多样性和参考基因组,使粪便样本中匹配到参考基因组的宏基因组读段从67.76%提高到87.51%;③ uSGB在样本中普遍存在,主要来自非西化人群,有些uSGB包含上千个基因组,鉴定出一些常见的肠道uSGB,并扩展了细菌和古菌门;④ 注释了285万个基因,许多与婴儿发育或西方化等相关。

Extensive Unexplored Human Microbiome Diversity Revealed by Over 150,000 Genomes from Metagenomes Spanning Age, Geography, and Lifestyle
01-17, doi: 10.1016/j.cell.2019.01.001

【主编评语】Cell发表的一项微生物组最新研究,对32个国家不同人群、生活方式、年龄段和身体部位(粪便、口腔、皮肤和阴道)的9428个人体宏基因组进行大规模组装,发现了大量的未知微生物物种和基因组,使人类微生物组的参考基因组规模翻了1倍,大大扩展了人们对人体微生物组多样性的认知,将为后续研究——特别是在菌株水平的肠道和口腔微生物组研究,提供很大的助力。(@mildbreeze)



Cell:细菌蛋白研究助力人类癌症预测

Cell[IF:31.398]

① 大肠杆菌类致癌物蛋白上调会导致DNA损伤和突变,人体内的同源蛋白可形成一个癌症预测网络;② 大肠杆菌上的蛋白网络过度生产DNA损伤蛋白(DDP)时,会增加内源性DNA损伤;③ DDP导致DNA损伤的机制包括通过跨膜转运体增加活性氧、复制体结合导致的染色体丢失、转录因子导致复制停滞;④ 人体内发现284个同源DDP,这些DDP及其RNA与大量已知促癌因子重合;⑤ 受检测DDP蛋白中有一半会促进DNA损伤与变异,机制与大肠杆菌中的类似。

Bacteria-to-Human Protein Networks Reveal Origins of Endogenous DNA Damage
01-10, doi: 10.1016/j.cell.2018.12.008

【主编评语】由DNA损伤会导致基因突变和细胞癌变,但是内源性DNA损伤的机制一直不甚明确。本研究在大肠杆菌中发现了大量会导致DNA损伤的蛋白(DDP),并在人体中找到了284个同源蛋白,对于利用这些类致癌物蛋白来预测癌症、研究癌症诱发机制等均具有参考价值。(@小肠君)



范祖森+田勇:环状RNA参与免疫细胞对肠道干细胞的调节作用

Nature Immunology[IF:21.809]

① 环状RNA circPan3在小鼠和人的肠道干细胞(ISC)中高表达,其缺失可削弱ISC自我更新和肠上皮再生,该作用依赖于CD45+免疫细胞;② circPan3在ISC中与RNA结合蛋白Ksrp竞争性结合IL-13受体亚基IL-13Rα1的mRNA,增加其稳定性,从而促进IL-13Rα1的蛋白生成;③ 隐窝微环境中,2型天然淋巴细胞生成的IL-13,通过ISC上的IL-13Rα1激活IL-13R下游的STAT6信号,增加转录因子Foxp1的表达,Foxp1与β-catenin结合促其入核,促进ISC自我更新。

IL-13 secreted by ILC2s promotes the self-renewal of intestinal stem cells through circular RNA circPan3
01-14, doi: 10.1038/s41590-018-0297-6

【主编评语】中科院生物物理所范祖森团队和田勇团队的合作研究本周在Nature Immunology发表。该研究发现肠道干细胞(ISC)表达的环状RNA——circPan3,可调控细胞因子IL-13的受体亚基IL-13Rα1的表达,从而促进隐窝中2型天然淋巴细胞产生的IL-13介导的ISC自我更新。(@mildbreeze)



Cell子刊:饮食影响肠道共生菌产生噬菌体

Cell Host and Microbe[IF:17.872]

① 半数肠道病毒来自于含有前噬菌体的溶原性细菌;② 在胃肠通过过程中,肠道共生菌罗伊氏乳杆菌中的前噬菌体被激活;③ 在富含果糖的饮食下,罗伊氏乳杆菌中噬菌体的产生进一步增加;④ 果糖及短链脂肪酸可激活Ack信号通路,后者与乙酸的产生相关,乙酸可触发细菌的应激反应,从而促进噬菌体产生;⑤ 罗伊氏乳杆菌的Ack通路或RecA(应激反应中的一个关键组分)突变株的噬菌体产生减少。

Dietary Fructose and Microbiota-Derived Short-Chain Fatty Acids Promote Bacteriophage Production in the Gut Symbiont Lactobacillus reuteri
01-15, doi: 10.1016/j.chom.2018.11.016

【主编评语】来自Cell Host and Microbe上的一项最新研究,发现肠道共生菌——罗伊氏乳杆菌可在饮食摄入的刺激下,激活基因组中的前噬菌体,而富含果糖的饮食可通过激活Ack信号通路促进噬菌体的产生。(@沈志勋)



溶原性噬菌体中的毒素基因,加剧致病菌感染疾病

PLoS Pathogens[IF:6.158]

① 编码了志贺毒素2(Stx2)的前噬菌体可使肠出血性大肠杆菌(EHEC)溶源化,引起严重的临床症状;② 在细菌的SOS应答中,DNA损伤可诱导裂解性噬菌体的生长及Stx2的产生;③ 使用被编码了Stx2的Φstx2dact噬菌体溶源化的鼠柠檬酸杆菌感染小鼠,可产生类似EHEC感染后的肠道症状,并导致Stx2介导的致死性疾病;④ Stx2介导的小鼠致死性感染不需要实际的噬菌体感染或对共生细菌的溶源化,但需要SOS的诱导及随后的Stx2基因表达。

Prophage induction, but not production of phage particles, is required for lethal disease in a microbiome-replete murine model of enterohemorrhagic E. coli infection
01-01, doi: 10.1371/journal.ppat.1007494

【主编评语】PLoS Pathogens上发表的一项最新研究,报道了在致病菌感染过程中前噬菌体发挥的关键作用:致病菌被前噬菌体溶源化,在致病菌的SOS应答中,编码了毒素基因的前噬菌体被诱导,并促进了毒素基因的表达,从而在小鼠体内引起致命性疾病。(@沈志勋)



Science子刊:工程益生菌或能治疗高氨血症

Science Translational Medicine[IF:16.71]

① 对口服益生菌大肠杆菌Nissle1917进行基因改造,通过删除相关负调节因子、插入无视反馈调控的合成酶,来增强其L-精氨酸生物合成能力;② 该工程菌株命名为SYNB1020,能将氨转化为L-精氨酸,降低肠内氨含量;③ 在两种小鼠高血氨症模型中,SYNB1020可降低血氨,提高存活率;④ 纳入52个健康人的1期临床试验中,SYNB1020耐受性良好,在体内呈现剂量依赖性的代谢活性,停服2周后即从受试者粪便中清除;⑤ 需更多临床研究检验其用于高血氨症的效果。

An engineered E. coli Nissle improves hyperammonemia and survival in mice and shows dose-dependent exposure in healthy humans
01-16, doi: 10.1126/scitranslmed.aau7975

【主编评语】美国的生物合成公司Synlogic专注于研发治疗疾病的工程益生菌,本周Science Translational Medicine发表了该公司团队的最新成果——一种能将氨转化为L-精氨酸的工程益生菌SYNB1020,已完成动物实验和1期临床,或能治疗尿素循环障碍以及肝性脑病相关的高血氨症。(@mildbreeze)



维生素D未能改善老人的骨密度

American Journal of Clinical Nutrition[IF:6.549]

① 将379名70岁以上的老人分为三组,每个月分别服用12000、24000、48000国际单位的维生素D3,测定臀部的骨质密度(BMD)及相关不良事件;② 经过12个月维生素D3补充后,其25羟-维生素D浓度分别增加了为15.9, 24.6和 39.0 nmol/L;③ 三组的BMD变化值并无差异,但甲状旁腺素均降低,补充剂量越高其降低越显著;④ 三组人群的不良事件发生也无差别,共有3例高钙血症、249例跌倒,无肾结石发生;⑤ 12个月的维生素D补充,并不会改善老人的骨密度。

Randomized controlled trial of vitamin D supplementation in older people to optimize bone health
01-08, doi: 10.1093/ajcn/nqy280

【主编评语】维生素D缺乏现象在老年人中普遍存在,可能导致骨质流失,增加摔倒和发生骨折的风险。但是本随机对照试验发现,12个月的维生素D补充并不会抑制老人的骨密度的减少,对其骨质流失相关的负面事件也并无影响。该结果对研究维生素D在老年人中的作用,指导合理使用维生素均有参考价值。(@小肠君)



非吸烟女性肺癌患者的唾液菌群变化

Frontiers in Oncology[IF:4.416]

① 研究纳入75名非吸烟女性肺癌患者及172名健康对照;② 肺癌患者的唾液菌群多样性和丰富度低于对照组,且菌群组成具有显著差异;③ 非吸烟女性肺癌患者的鞘氨醇单胞菌和芽单胞菌属相对丰度较高,对照组的不动杆菌属和链球菌属丰度更高;④ 免疫细胞化学标志物细胞角蛋白7、甲状腺转录因子1与肠杆菌科丰度呈显著正相关,天冬氨酸蛋白酶A与芽单胞菌属呈正相关;⑤ 非吸烟女性肺癌患者唾液菌群与癌症通路、p53信号通路、细胞凋亡和结核相关。

Dysbiosis of the Salivary Microbiome Is Associated With Non-smoking Female Lung Cancer and Correlated With Immunocytochemistry Markers
2018-11-20, doi: 10.3389/fonc.2018.00520

【主编评语】来自山东师范大学、青岛大学附属医院、临沂人民医院团队合作在Frontiers in Oncology上发表的一项最新研究,对比鉴定了非吸烟女性肺癌患者与健康人的唾液菌群多样性及组成的差异,并发现了部分菌群相关的免疫细胞化学标志物的差异,另外,患者的菌群与部分癌症相关信号通路有紧密关联。(@沈志勋)



来源:热心肠研究院



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