【原】Top期刊專欄 | 最新微生物研究進(jìn)展（2021310）

微生態(tài) 2021-04-13

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今天微生態(tài)匯總了近期Top期刊最新的微生物領(lǐng)域研究成果，包括Gastroenterology、Gut、Microbiome、ISME Journal、Gut Microbes等期刊。

為了方便各位小伙伴研讀，我們整理了這些文章對應(yīng)的pdf文檔，有需要的小伙伴可以免費(fèi)領(lǐng)取文獻(xiàn)包（限48h）。具體領(lǐng)取方式請參見文末。

Gastroenterology

科研| Gastroenterology：糞便菌群移植治療難治性梭狀芽胞桿菌反復(fù)感染的長期安全性評估

本文由弈軒編譯

梅奧診所胃腸病和肝病科的Sahil Khanna等人于2021年1月11日在Gastroenterology發(fā)表題為《Long-term Safety of Fecal Microbiota Transplantation for Recurrent Clostridioides difficile Infection》的文章，本研究通過對經(jīng)過糞便菌群移植（FMT）治療難治性梭狀芽胞桿菌（Clostridioides difficile Infection, CDI）疾病的患者的長期跟蹤調(diào)查，評估FMT治療手段的安全性，結(jié)果顯示FMT還是比較安全的，感染傳播的風(fēng)險也很低。而本研究發(fā)現(xiàn)的一些新的診斷，應(yīng)在以后的研究中加以探討。

摘要：背景：糞便菌群移植（FMT）是治療復(fù)發(fā)性艱難梭菌感染（CDI）的有效方法，有關(guān)中長期安全性的最新數(shù)據(jù)正在統(tǒng)計。

方法：通過對接受FMT復(fù)發(fā)CDI的患者進(jìn)行了一項(xiàng)基于前瞻性調(diào)查研究（2012年9月-2018年6月）。關(guān)于人口統(tǒng)計學(xué)和共病的數(shù)據(jù)是從醫(yī)療記錄中提取的。分別于FMT后1周、1個月、6個月、1年（短期）和≥2年（長期）聯(lián)系患者。在每個時間點(diǎn)記錄癥狀和新的醫(yī)學(xué)診斷。對數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)以說明調(diào)查無反應(yīng)偏倚。使用年齡（每10年遞增）、性別、調(diào)查時間和合并癥建立了不良事件的多變量logistic回歸模型，且具有統(tǒng)計學(xué)意義（p<0.05）。

結(jié)果：總共有609例患者接受了FMT：中位年齡56歲（范圍18-94歲），女性占64.8％，患有炎癥性腸?。↖BD）的占22.8％。在短期隨訪（n = 609）時，> 60％的患者出現(xiàn)腹瀉，<33％的患者出現(xiàn)便秘。在1年時，有9.5％的人報告了其他CDI癥狀。多因素分析顯示，IBD、透析依賴性腎病和多發(fā)FMTs患者腹瀉風(fēng)險較高，女性便秘風(fēng)險較高，IBD患者便秘風(fēng)險較低（均p<0.05）。長期隨訪（n=447）的中位隨訪時間為3.7年（范圍2.0-6.8）?？傮w而言，報告了73例新診斷，其中13％為胃腸道，10％體重增加，11.8％新感染（均被認(rèn)為與FMT無關(guān)）。FMT后感染的中位時間為29個月（范圍0-73）。

結(jié)論：FMT看起來很安全，感染傳播的風(fēng)險也很低。報告中發(fā)現(xiàn)的一些新的診斷，應(yīng)在以后的研究中加以探討。

關(guān)鍵詞：不良癥狀；腹瀉；微生物組；腹痛；結(jié)果

原名：Long-term Safety of Fecal Microbiota Transplantation for Recurrent Clostridioides difficile Infection

譯名：糞便菌群移植治療難治性梭狀芽胞桿菌反復(fù)感染的長期安全性評估

期刊：Gastroenterology

IF：17.373

發(fā)表時間：2021.1.11

通訊作者：Sahil Khanna

通訊作者單位：梅奧診所胃腸病和肝病科

DOI號：10.1053/j.gastro.2021.01.010

原文鏈接：

https://www./science/article/abs/pii/S001650852100069X

Gut

科研| GUT：通過磁控取樣膠囊內(nèi)窺鏡無創(chuàng)獲取腸道生物信息新方案

本文由木子編譯

華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院協(xié)和醫(yī)院消化內(nèi)科Zhen Ding等人于2021年1月15日在GUT發(fā)表題為《Novel scheme for non-invasive gut bioinformation acquisition with a magnetically controlled sampling capsule endoscope》的文章，本研究通過新開發(fā)的磁控取樣膠囊內(nèi)窺鏡技術(shù)獲取腸道菌群及其代謝產(chǎn)物生物信息，能有效區(qū)別不同腸道區(qū)域和疾病模型，對人類疾病的進(jìn)一步預(yù)防、診斷、預(yù)后和治療有具有重要意義。

摘要：腸道菌群及其代謝物與多種系統(tǒng)性疾病有關(guān)。目前獲取微生物菌群及其代謝物相關(guān)信息的方法有限。為方便、無創(chuàng)性、準(zhǔn)確的獲取消化道的生物信息，本文研發(fā)一種精確的磁控取樣膠囊內(nèi)窺鏡技術(shù) (MSCE) 用于疾病診斷和評估。研究設(shè)置對照組和抗生素誘導(dǎo)腹瀉組，通過磁控取樣膠囊內(nèi)窺鏡技術(shù)和外科手術(shù)采集空腸和回腸胃腸道內(nèi)容物，用微生物組和代謝組學(xué)技術(shù)分析胃腸道內(nèi)容物。與外科手術(shù)相比，磁控取樣膠囊內(nèi)窺鏡技術(shù)能準(zhǔn)確獲取腸道菌群及其代謝產(chǎn)物信息，有效區(qū)別不同腸道區(qū)域和疾病模型。在抗生素誘導(dǎo)腹瀉模型中，使用磁控取樣膠囊內(nèi)窺鏡技術(shù)，我們發(fā)現(xiàn)擬桿菌門、Patescibacteria、放線菌門的數(shù)量和馬尿酸水平急劇下降，大腸桿菌志賀菌數(shù)量和吡咯烷二酮水平增加。磁控取樣膠囊內(nèi)窺鏡介導(dǎo)的取樣技術(shù)揭秘了與代謝疾病、癌癥和神經(jīng)系統(tǒng)紊亂有關(guān)的特定腸道微生物群和代謝產(chǎn)物，包括腸球菌、毛螺旋菌科、乙酰左旋肉堿和琥珀酸。磁控取樣膠囊內(nèi)窺鏡技術(shù)具有良好的封閉性能且取樣后無污染。我們新開發(fā)的磁控取樣膠囊內(nèi)窺鏡技術(shù)在磁控制下可直接可視化無創(chuàng)準(zhǔn)確獲取腸道生物信息，有助于疾病的進(jìn)一步預(yù)防、診斷、預(yù)后和治療。

關(guān)鍵詞：胃腸道內(nèi)鏡、炎癥性腸病、腸道細(xì)菌

原名：Novel scheme for non-invasive gut bioinformation acquisition with a magnetically controlled sampling capsule endoscope

譯名：通過磁控取樣膠囊內(nèi)窺鏡無創(chuàng)獲取腸道生物信息新方案

期刊：GUT

IF：19.819

發(fā)表時間：2021.01.15

通訊作者：Rong Lin

通訊作者單位：華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院協(xié)和醫(yī)院消化內(nèi)科

DOI號：10.1136/gutjnl-2020-322465

原文鏈接：

https://gut./content/early/2021/01/15/gutjnl-2020-322465

科研| Gut：Synbindin在結(jié)腸炎中能夠抑制促炎巨噬細(xì)胞對抗抗微生物和粘膜炎癥的活化

本文由艾奧里亞編譯

上海交通大學(xué)（Shanghai Jiao Tong University）的艾羅燕等人于2021年1月13日在Gut發(fā)表題為《Synbindin restrains proinflammatory macrophage activation against microbiota and mucosal inflammation during colitis》的文章，該校艾羅燕和徐安濤擔(dān)任該研究通訊作者。該研究通過不同的基因敲除方式，探究了synbindin在結(jié)腸炎中的調(diào)節(jié)作用，基于基因敲除技術(shù)，信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，免疫熒光法和免疫共沉淀法等方法，筆者發(fā)現(xiàn)，Synbindin是TLR4信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，在結(jié)腸炎過程中抑制促炎巨噬細(xì)胞對微生物菌群的激活。

文章摘要：目的：Synbindin作為一種典型的膜束縛因子，其在免疫應(yīng)答中的作用日益廣泛。本研究中，我們探究了synbindin在結(jié)腸炎中調(diào)節(jié)Toll樣受體4 (TLR4)信號和巨噬細(xì)胞對微生物菌群響應(yīng)中的作用。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計：基于不同的synbindin雜合敲除方式，本研究構(gòu)建了三種不同的小鼠模型（synbindin整體敲除，骨髓特異性synbindin敲除以及腸上皮細(xì)胞特異性synbindin敲除三種不同的小鼠），并應(yīng)用于揭示synbindin在葡聚糖硫酸鈉 (DSS) 結(jié)腸炎中的作用。本研究探究了synbindin對響應(yīng)細(xì)菌脂多糖 (LPS) 或Fusobacterium Ucleata的TLR4信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和巨噬細(xì)胞活化的影響；基于免疫熒光法和免疫共沉淀法評估了synbindin和Rab7b的共定位以及兩者之間的相互作用。同時測定了IBD患者循環(huán)單核細(xì)胞和腸粘膜巨噬細(xì)胞中synbindin的表達(dá)。

結(jié)果：整體synbindin單倍體缺乏顯著加劇了DSS誘導(dǎo)的腸道炎癥。腸道微生物菌群枯竭消除了對DSS敏感性的增加，這一現(xiàn)象在骨髓細(xì)胞(非腸上皮細(xì)胞)中特異性敲出synbindin使也同樣被觀察到。此外，在synbindin干擾時，我們在巨噬細(xì)胞中觀察到其在響應(yīng)細(xì)菌LPS或Fusobacterium Ucleata時所表現(xiàn)出嚴(yán)重異常的促炎基因特征和過表達(dá)的TLR4信號。無論是在DSS結(jié)腸炎小鼠，還是急性IBD患者的腸粘膜巨噬細(xì)胞和循環(huán)單核細(xì)胞中，synbindin都顯著增加。白細(xì)胞介素23和粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞集落刺激因子可誘導(dǎo)synbindin的表達(dá)。在機(jī)理的研究中我們發(fā)現(xiàn)，synbindin與Rab7b能夠直接相互作用，從而協(xié)調(diào)TLR4的內(nèi)體降解途徑以終止信號。

結(jié)論：Synbindin是TLR4信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，在結(jié)腸炎過程中抑制促炎巨噬細(xì)胞對微生物菌群的激活。

原名：Synbindin restrains proinflammatory macrophage activation against microbiota and mucosal inflammation during colitis

譯名：Synbindin在結(jié)腸炎中能夠抑制促炎巨噬細(xì)胞對抗抗微生物和粘膜炎癥的活化

期刊：Gut

IF：19.819

發(fā)表時間：2021.1.20

通訊作者：艾羅燕，徐安濤

通訊作者單位：上海交通大學(xué)（Shanghai Jiao Tong University）

DOI號：10.1136/gutjnl-2020-321094

原文鏈接：

https://gut./content/early/2021/01/13/gutjnl-2020-321094

Microbiome

科研| Microbiome：利用代謝模型了解宿主-微生物之間的相互作用

本文由艾奧里亞編譯

格羅寧根大學(xué)（University of Groningen）的Jack Jansma等人于2021年1月20日在Microbiome發(fā)表題為《Understanding the host-microbe interactions using metabolic modeling》的文章，該校Sahar El Aidy擔(dān)任該研究通訊作者。復(fù)雜微生物群落內(nèi)的相互作用以及微生物群落和宿主之間的相互作用很難闡明，但了解這些相互作用對于成功干預(yù)微生物群落至關(guān)重要。該綜述表明，基于流平衡分析（flux balance analysis）的計算方法的使用提供了對微生物相互作用的新的理解，有助于形成新的可檢驗(yàn)的假說，并使以個性化的方式研究益生菌給藥的有效性成為可能。

文章摘要：人體腸道中蘊(yùn)藏著大量對人體健康其關(guān)鍵作用的共生微生物。然而，復(fù)雜的微生物群落內(nèi)部微生物與微生物之間的相互作用，以及微生物群落與其宿主之間的相互作用很難闡明，這限制了與微生物群落失調(diào)相關(guān)的各種疾病的治療研究。而利用流平衡分析我們可以更好地研究這些相互作用。流平衡分析使用帶注釋的基因組規(guī)模的新陳代謝網(wǎng)絡(luò)，來確定代表細(xì)菌在特定代謝環(huán)境(如腸道)中的完整新陳代謝的代謝通量的分布。在共享的代謝環(huán)境中模擬一系列細(xì)菌物種可以研究許多擾動所產(chǎn)生的影響，例如以個性化的方式改變飲食或添加益生菌物種。本文旨在向?qū)嶒?yàn)生物學(xué)家介紹流平衡分析在宿主-微生物菌群相互作用領(lǐng)域的可能應(yīng)用，并討論其在改善人類健康方面的潛在用途。

原名：Understanding the host-microbe interactions using metabolic modeling

譯名：利用代謝模型了解宿主-微生物之間的相互作用

期刊：Microbiome

IF：11.607

發(fā)表時間：2021.1.20

通訊作者：Sahar El Aidy

通訊作者單位：格羅寧根大學(xué)（University of Groningen）

DOI號：10.1186/s40168-020-00955-1

原文鏈接：

https://microbiomejournal./articles/10.1186/s40168-020-00955-1

科研| Microbiome：糞便移植治療期間，在實(shí)驗(yàn)性結(jié)腸炎模型中，抗生素處理引起的相關(guān)失調(diào)將影響腸道微生物調(diào)控腸道炎癥的能力

本文由艾奧里亞編譯

歐洲癌癥中心（IEO European Institute of Oncology IRCCS）的Francesco Strati等人于2021年2月在Microbiome發(fā)表題為《Antibiotic-associated dysbiosis affects the ability of the gut microbiota to control intestinal inflammation upon fecal microbiota transplantation in experimental colitis models》的文章，該校Francesco Strati和Federica Facciotti共同擔(dān)任通訊作者。人體腸道微生物菌群在維持胃腸道的完整性、免疫系統(tǒng)的動態(tài)平衡和宿主能量代謝方面起著至關(guān)重要的作用?？股氐膽?yīng)用使得醫(yī)學(xué)領(lǐng)域在治療易感染性疾病方面發(fā)生了革命性的變化；然而，它們在有效殺死病原菌的同時，還不加區(qū)別地影響有益腸道微生物的生長。本研究中，我們探究了抗生素在影響腸道微生物菌群調(diào)控炎癥中的作用。基于對腸道微生物菌群、代謝物和粘膜免疫系統(tǒng)之間相互作用的分析，以確定恢復(fù)健康的腸道微環(huán)境和重新引導(dǎo)免疫系統(tǒng)走向動態(tài)平衡的關(guān)鍵要素。

文章摘要：背景：腸道微生物菌群在維持宿主生理健康中起著十分重要的作用，同時其在一些病發(fā)機(jī)制中也起著核心作用。抗生素能夠破壞腸道微生物菌群的組成和功能，這對宿主會產(chǎn)生長期的有害影響。最近的研究表明，不同臨床治療的療效也與腸道微生物菌群之間息息相關(guān)。本研究中，在糞便微生物菌群移植（FMT）治療時，在實(shí)驗(yàn)性結(jié)腸炎模型以及人體腸道活檢的體外實(shí)驗(yàn)中，我們探究了不同的抗生素處理對腸道微生物菌群調(diào)控腸道炎癥能力的影響。

結(jié)果：小鼠糞便供體首先采用不同的抗生素（萬古霉素、鏈霉素和甲硝唑）進(jìn)行預(yù)處理，隨后用于結(jié)腸炎小鼠的FMT治療。通過對腸道菌群、糞便代謝組學(xué)和結(jié)腸固有層免疫細(xì)胞的免疫表型進(jìn)行分析表明，抗生素預(yù)處理顯著影響了微生物菌群調(diào)控腸道炎癥的能力。鏈霉素和萬古霉素處理的微生物菌群未能調(diào)控腸道炎癥，其特征是與IBD相關(guān)的病原菌的大量繁殖，以及與氧化應(yīng)激和單糖代謝相關(guān)的代謝物的存在。相反，甲硝唑處理的微生物群保留了其調(diào)控炎癥的能力，這與Lactobacillus的富集和涉及iNKT細(xì)胞的先天免疫響應(yīng)的共存相關(guān)。此外，用萬古霉素預(yù)處理的無菌糞水，對IBD患者的腸固有層單核細(xì)胞和iNKT細(xì)胞進(jìn)行共培養(yǎng)，可以發(fā)現(xiàn)，CD₄⁺T細(xì)胞群中Th1/Th17發(fā)生傾斜；另一方面，甲硝唑則誘導(dǎo)iNKT細(xì)胞極化為產(chǎn)生IL10。

結(jié)論：不同的抗生素治療下，能夠通過改變微生物群落結(jié)構(gòu)和微生物菌群衍生的代謝物來影響腸道微生物菌群調(diào)控實(shí)驗(yàn)性結(jié)腸炎的能力。

原名：Antibiotic-associated dysbiosis affects the ability of the gut microbiota to control intestinal inflammation upon fecal microbiota transplantation in experimental colitis models

譯名：糞便移植治療期間，在實(shí)驗(yàn)性結(jié)腸炎模型中，抗生素處理引起的相關(guān)失調(diào)將影響腸道微生物調(diào)控腸道炎癥的能力

期刊：Microbiome

IF：11.607

發(fā)表時間：2021.2

通訊作者：Francesco Strati，F(xiàn)ederica Facciotti

通訊作者單位：歐洲癌癥中心（IEO European Institute of Oncology IRCCS）

DOI號：10.1186/s40168-020-00991-x

原文鏈接：

https://microbiomejournal./articles/10.1186/s40168-020-00991-x

ISME Jounal

科研| The ISME Journal：磷缺乏引起外生菌根對胞外酶的最優(yōu)分配

本文由Sun編譯

英屬哥倫比亞大學(xué)生物系J. Marty Kranabetter等人于2021年01月08日在The ISME Journal發(fā)表題為《Phosphorus deficiencies invoke optimal allocation of exoenzymes by ectomycorrhizas》的文章，本研究通過在保持宿主樹種和樹齡不變的情況下，采用EM真菌P是否沿著該土壤P梯度變化的采集策略沿海杉木林 (pseudosuga menzesii var. menzesii) 分析EM根尖表面一系列胞外酶的活性，并將外切酶濃度與土壤P關(guān)聯(lián)，包括無機(jī)P以及³¹P揭示的有機(jī)組分NMR進(jìn)行取樣試驗(yàn)，結(jié)合土壤P的利用率與N的綜合指數(shù)關(guān)系反映EM真菌的分配策略。進(jìn)而探究磷酸酶活性的最高水平是否與限制在灰化層低P土壤中的EM真菌物種相關(guān)。為微生態(tài)研究中揭示單一樹木寄主EM真菌群落對土壤P有效性下降的響應(yīng)方式和程度提供依據(jù)。

文章摘要：外生菌根 (EM) 真菌可以通過胞外水解酶 (exoenzymes) 獲取P，但目前尚不清楚原生EM真菌群落對土壤P有效性下降的響應(yīng)方式和程度。在不列顛哥倫比亞省沿海灰化梯度上，研究了pseudosuga menzesii EM根中6種胞外酶的活性 (木糖苷酶, n -乙酰氨基葡萄糖苷酶, β-葡萄糖苷酶, 酸性磷酸單酯酶, 酸性磷酸二酯酶 [APD], 漆酶)。我們發(fā)現(xiàn)，APD活性與無機(jī)P下降呈曲線關(guān)系并增加了四倍。胞外酶的活性與有機(jī)P的含量無關(guān)，但是在使用³¹P-NMR進(jìn)行更精細(xì)的分離時，APD活性與表面有機(jī)層 (森林地面) 中磷酸二酯及正磷酸鹽的比例之間存在很強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系。大多數(shù)胞外酶的大量增加 (2到5倍) 與P. menzesii葉片P濃度的下降一致，但在統(tǒng)計上與葉片氮（N）: 磷（P）比率的關(guān)系更好。持續(xù)高產(chǎn)關(guān)鍵胞外酶的EM真菌物種是專屬于灰化土地塊。與N限制相關(guān)的P缺乏可能是胞外酶投入的最佳預(yù)測指標(biāo)，反映了EM真菌的最佳分配策略。資源約束有助于物種更替和不同的、適應(yīng)性良好的EM真菌群落的組裝。

原名：Phosphorus deficiencies invoke optimal allocation of exoenzymes

by ectomycorrhizas

譯名：磷缺乏引起外生菌根對胞外酶的最優(yōu)分配

期刊：The ISME Journal

IF：9.18

發(fā)表時間：2021.01

通訊作者：J. Marty Kranabetter

通訊作者單位：英屬哥倫比亞大學(xué)生物系

DOI號：10.1038/s41396-020-00864-z

原文鏈接：

https://www./articles/s41396-020-00864-z

科研| The ISME Journal：野火擾動的土壤熱解有機(jī)質(zhì)所引起的生境異質(zhì)性調(diào)控細(xì)菌群落組裝過程

本文由張福韜編譯

浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院土水資源與環(huán)境研究所/浙江省農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，徐建明等人于2021年1月29日在The ISME Journal發(fā)表題為《Habitat heterogeneity induced by pyrogenic organic matter in wildfire-perturbed soils mediates bacterial community assembly processes》的文章，本研究選取兩個獨(dú)立的野火擾動后森林位點(diǎn)，結(jié)合16 S rRNA、生境專性群落分析及火燒土壤細(xì)菌群落重建來研究熱解有機(jī)質(zhì)對土壤細(xì)菌群落的影響。研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了熱解有機(jī)質(zhì)，通過環(huán)境選擇和異質(zhì)微生境中具有不同pH生態(tài)位偏好的專性微生物分散作用，強(qiáng)有力地控制野火擾動后土壤細(xì)菌群落組裝過程。

摘要：雖然野火產(chǎn)生的熱解有機(jī)質(zhì)（PyOM）對火后生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)具有關(guān)鍵作用，但是野火擾動后，熱解有機(jī)質(zhì)控制土壤微生物群落裝配的特定機(jī)制在很大程度上還不清楚。本研究中，我們研究了熱解有機(jī)質(zhì)對兩個獨(dú)立且被野火擾動的森林土壤細(xì)菌群落的影響。我們觀察到，野火擾動的土壤細(xì)菌群落的α-多樣性最高，且細(xì)菌群落以無火燒土壤--火燒土壤--熱解有機(jī)質(zhì)的順序逐漸變化。從無火燒土壤和熱解有機(jī)質(zhì)中重建的微生物群落與野火擾動土壤的真實(shí)細(xì)菌群落的α-多樣性和群落結(jié)構(gòu)相似。熱解有機(jī)質(zhì)和土壤中的專性細(xì)菌聚集在系統(tǒng)發(fā)育一致的譜系上，這些譜系具有譜系內(nèi)pH-生態(tài)位保守性和譜系間pH-生態(tài)位多樣性。我們的研究結(jié)果表明，野火擾動的土壤熱解有機(jī)質(zhì)通過環(huán)境選擇和系統(tǒng)發(fā)育一致的專性微生物擴(kuò)散作用相結(jié)合調(diào)控野火擾動的土壤細(xì)菌群落組裝，這些專性微生物在含有不同熱解有機(jī)質(zhì)的火燒土壤的異質(zhì)微生境中具有生境偏好。

原名：Habitat heterogeneity induced by pyrogenic organic matter in wildfire-perturbed soils mediates bacterial community assembly processes

譯名：野火擾動的土壤熱解有機(jī)質(zhì)所引起的生境異質(zhì)性調(diào)控細(xì)菌群落組裝過程

期刊：The ISME Journal

IF：9.18

發(fā)表時間：2021.01.29

通訊作者：徐建明

通訊作者單位：浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院土水資源與環(huán)境研究所

DOI號：10.1038/s41396-021-00896-z

原文鏈接：

https://www./articles/s41396-021-00896-z

科研| ISME：水平基因轉(zhuǎn)移對于大型藻類上微生物生物膜功能方面的作用

本文由小白同學(xué)編譯

澳大利亞新南威爾士大學(xué)生物、地球與環(huán)境科學(xué)學(xué)院Torsten Thomas等人于2021年02月08日在The ISME Journal發(fā)表題為《Contribution of horizontal gene transfer to the functionality of microbial biofilm on a macroalgae》的文章，本研究通過分析大型海藻上生物膜群落的功能基因，并與環(huán)境海水中生物的基因進(jìn)行比較，對基因水平轉(zhuǎn)移在生物膜群落形成中的作用進(jìn)行了探討。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，海洋大型藻類表面生物膜可以從周圍海水環(huán)境中獲取生長所需的相關(guān)功能基因，且微生物基因組的多樣性也會受到垂直傳播機(jī)制的影響。本文中有關(guān)海洋藻類上微生物功能基因的分析和討論有助于進(jìn)一步闡明由水平基因轉(zhuǎn)移驅(qū)動的微生物進(jìn)化和生態(tài)適應(yīng)性，對于深入理解環(huán)境微生物的基因多樣性也具有重要意義。

摘要：水平基因轉(zhuǎn)移（HGT）被認(rèn)為是微生物進(jìn)化和適應(yīng)生態(tài)位的重要驅(qū)動力，常見于生物膜微生物群落中。然而，在復(fù)雜的自然生物膜體系中，發(fā)生水平轉(zhuǎn)移的具體基因和功能以及HGT的相關(guān)作用機(jī)制仍不清楚。針對這個問題，本研究對大型海藻上生物膜群落的功能基因進(jìn)行了富集分析，并與周圍海水中的微生物群落進(jìn)行了比較。研究發(fā)現(xiàn)，生物膜中的水平基因轉(zhuǎn)移多發(fā)生于同一綱或目的細(xì)菌之間，且通常涉及養(yǎng)分運(yùn)輸、糖和褐藻多酚降解及應(yīng)激反應(yīng)等功能，都是利于細(xì)菌在該生態(tài)環(huán)境中生存的基因。水平基因轉(zhuǎn)移并非由可移動遺傳元件所驅(qū)動，而可能是一種非特異性的DNA攝取。與浮游生物群落相比，參與轉(zhuǎn)移的基因功能與生物膜群落中富集的基因功能之間重合的不多。這表明，細(xì)菌在生物膜中生存所需的很多功能基因可能來自于環(huán)境中的共生體或垂直傳遞。本研究有助于深入理解進(jìn)化和生態(tài)過程在促使生物膜群落形成和其基因組多樣性方面的相關(guān)作用。

原名：Contribution of horizontal gene transfer to the functionality of microbial biofilm on a macroalgae

譯名：水平基因轉(zhuǎn)移對于大型藻類上微生物生物膜功能方面的作用

期刊：The ISME Journal

IF：9.18

發(fā)表時間：2021.02.08

通訊作者：Torsten Thomas

通訊作者單位：澳大利亞新南威爾士大學(xué)

DOI號：10.1038/s41396-020-00815-8

原文鏈接：

https://www./articles/s41396-020-00815-8

Gut Microbes

科研| Gut Microbes：基于獨(dú)特腸道微生物單核苷酸變異標(biāo)記物的新型結(jié)直腸癌預(yù)測模型的建立

本文由艾奧里亞編譯

海南大學(xué)（Hainan University）的Ma Chenchen等人于2021年1月在Gut Microbes發(fā)表題為《Establishing a novel colorectal cancer predictive model based on unique gut microbial single nucleotide variant markers》的文章，海南大學(xué)張家超教授以及江南大學(xué)翟齊嘯教授共同擔(dān)任該研究通訊作者。該研究首次從三個發(fā)現(xiàn)隊列（n=249）中鑒定結(jié)直腸癌（CRC）患者腸道微生物單核苷酸突變（SNVs），從SNVs水平上探究了結(jié)直腸癌和腸道微生物菌群之間的關(guān)系。此外，該研究通過招募一個驗(yàn)證隊列，并對發(fā)現(xiàn)隊列進(jìn)行了二次采樣，以評估CRC預(yù)測模型的準(zhǔn)確性。最后，基于四個疾病隊列，該研究確定了CRC SNV標(biāo)志物的特異性。該團(tuán)隊通過建立一種基于腸道微生物菌群SNV特征的高精度預(yù)測模型，開發(fā)了一種可行的無創(chuàng)CRC診斷方法。

文章摘要：由于目前不同微生物菌株的基因含量可能不同，即使是屬于同一物種的微生物菌株也可能存在5-30%不等的基因差異，這導(dǎo)致了目前基于宏基因組所鑒定的結(jié)直腸癌（CRC）微生物標(biāo)志物可能會對診斷造成干擾。本研究中，我們在來自3個CRC隊列（n=249）的25個物種中注釋到7549個非冗余單核苷酸變體（SNV）。隨后，利用隨機(jī)森林算法，我們識別出22個有助于區(qū)分結(jié)直腸癌患者和健康受試者的微生物SNV標(biāo)記物，以此構(gòu)建了一個新的結(jié)直腸癌預(yù)測模型。通過檢驗(yàn)，我們的預(yù)測模型在訓(xùn)練（AUC=75.35%）和驗(yàn)證隊列（AUC=73.08%~88.02%）中都表現(xiàn)出很高的準(zhǔn)確率。我們基于對4個代謝性疾病隊列進(jìn)行Meta分析，在更廣泛的背景下進(jìn)一步探究了這些SNV標(biāo)記物的特異性。在這些SNVs標(biāo)記物中，有3個在大腸癌患者中富集的SNVs位于Eubacterium rectale和Faecalibacterium prausnitzii基因組中，具有結(jié)直腸癌特異性（AUC=72.51%~94.07%）。

原名：Establishing a novel colorectal cancer predictive model based on unique gut microbial single nucleotide variant markers

譯名：基于獨(dú)特腸道微生物單核苷酸變異標(biāo)記物的新型結(jié)直腸癌預(yù)測模型的建立

期刊：Gut Microbes

IF：7.74

發(fā)表時間：2021.1

通訊作者：翟齊嘯；張家超

通訊作者單位：江南大學(xué)（Jiangnan University）；海南大學(xué)（Hainan University）

DOI號：10.1080/19490976.2020.1869505

原文鏈接：

https://www./doi/full/10.1080/19490976.2020.1869505

科研| Gut Microbes：英夫利昔單抗治療兒童克羅恩病結(jié)局相關(guān)的微生物和代謝特征

本文由如風(fēng)編譯

同濟(jì)大學(xué)附屬上海市第十人民醫(yī)院聯(lián)合上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬兒童醫(yī)院的劉占舉、張婷等人于2021年01月11日在Gut Microbes在線發(fā)表題為《Microbial and metabolic features associated with outcome of infliximab therapy in pediatric Crohn's disease》的文章，本研究通過收集健康兒童和新診斷克羅恩?。?/span>CD）兒童的糞便，結(jié)合基因測序和代謝組學(xué)技術(shù)對微生物組和代謝組學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，為兒童CD患者的治療及預(yù)后研究提供了新的思路。

摘要：腸道微生物失調(diào)和代謝組學(xué)改變與克羅恩病（CD）的發(fā)病機(jī)理有關(guān)。我們研究的目的是描述在英夫利昔單抗（IFX）治療后具有不同臨床結(jié)局的兒童CD患者的腸道微生物組結(jié)構(gòu)和代謝活性。從20名健康兒童和29名新診斷的兒童CD患者中收集糞便樣本。采用16S rRNA/ ITS2基因測序和靶向代謝組學(xué)技術(shù)分析腸道細(xì)菌微生物組、真菌微生物組和代謝組學(xué)數(shù)據(jù)。兒童CD患者的短鏈脂肪酸（SCFAs）產(chǎn)生細(xì)菌的相對豐度較低，包括糞鏈球菌（Faecalibacterium）、集群梭狀芽孢桿菌（Clostridium clusters）IV和XIVb、羅斯氏菌（Roseburia）和瘤胃球菌（Ruminococcus）與糞內(nèi)短鏈脂肪酸（SCFAs）水平降低相關(guān)。非共軛膽汁酸（BAs）池的減少和非共軛膽汁酸/共軛膽汁酸比值的降低與含有膽鹽水解酶（BSH）基因的雙歧桿菌（Bifidobacterium）、集群梭狀芽孢桿菌（Clostridium clusters）IV和XIVb的相對豐度降低有關(guān)。IFX處理富集了CD受試者中BSH產(chǎn)生菌，這可能解釋了共軛膽汁酸水平降低、非共軛膽汁酸水平升高以及非共軛/共軛膽汁酸比例升高的原因。此外，IFX治療的持續(xù)應(yīng)答（SR）與較高的甲基桿菌（Methylobacterium）、鞘氨醇單胞菌（Sphingomonas）、葡萄球菌（Staphylococcus）和鏈球菌（Streptococcus）豐度以及較高的糞便氨基酸濃度（包括L-天冬氨酸、亞油酸和L-乳酸）相關(guān)。我們的研究表明，IFX的作用可能是通過富集產(chǎn)生SCFA和BSH的細(xì)菌類群來部分介導(dǎo)的，從而抑制炎癥并恢復(fù)BA代謝。一些糞便菌群和代謝產(chǎn)物可能預(yù)示了兒童CD患者IFX治療后的效果。