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国自然热点:肠道菌群的10种研究思路(上篇)

资助成果

2022-10-27   来源 : 学术查

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肠道菌群可将饮食等环境输入与遗传和免疫信号整合在一起影响宿主的新陈代谢和免疫等反应。当肠道菌群紊乱后,会引起肠黏膜通透性的改变、打破平衡,从而影响宿主的代谢和免疫,对多种疾病的发生发展产生作用。

近年来,以肠道菌群为研究对象的高分文章不断涌现,也成为国家自然科学基金的资助项目中炙手可热的研究领域,不断有研究证实肠道菌群与癌症、阿尔茨海默病、肥胖、糖尿病、自闭症等多种疾病相关。人们越来越认识到肠道菌群在疾病的诊断、治疗等方面的重要意义,在肠道菌群方向加强了科研投入,启动了一些重大研究计划。国际上,2007年,美国国立卫生研究院(NIH)宣布启动“人类微生物组计划(HMP)”;2008年,欧盟委员会宣布启动“人类肠道宏基因组计划(MetaHIT)”;在我国,中国科学院微生物组计划于2017年启动。随着肠道菌群与疾病之间的深入研究,一些疾病防治研究成果相继产出。

今天,小编为大家整理了10篇近期发表的肠道菌群相关高分文章,另附每篇文章的思路图和原文链接,有助于了解最新的肠道菌群研究思路,感兴趣的文章可跳转具体链接研读全文。


1. Prolonged Impairment of Short-Chain Fatty Acid and L-Isoleucine Biosynthesis in Gut Microbiome in Patients With COVID-19

Gastroenterology(IF 22.682)

Pub Date: 2022-02-01

与非Covid-19对照相比,具有严重/危重疾病的Covid-19患者显示出肠道微生物官能团的显著改变(P <.001),其特征在于短链脂肪酸(SCFA)和L-异亮氨酸生物合成所需的肠道微生物组的减少以及生产尿素能力的增强。在Covid-19患者恢复后,肠道微生物组中的SCFA和L-异亮氨酸生物合成受损情况仍持续超过30天。在疾病治愈之前和之后的Covid-19患者中,SCFA和L-异亮氨酸的粪便浓度显著降低。SCFA和L-异亮氨酸生物合成的缺乏与Covid-19患者疾病严重程度和免疫反应显著相关。这些研究结果说明了肠道微生物组和Covid-19严重程度之间的潜在联系,并揭示了肠道微生物组在Covid-19疾病发作和进展中的部分作用。

原文链接:https://www.gastrojournal.org/article/S0016-5085(21)03650-7/fulltext?referrer=https%3A%2F%2Fwww.puppy-med.com%2F#secsectitle0135


2. Reuterin in the healthy gut microbiome suppresses colorectal cancer growth through altering redox balance

Cancer Cell(IF 31.743)

Pub Date: 2022-02-14

微生物生态失调是结直肠癌(CRC)的标志,与炎症,肿瘤生长和治疗反应相关。该研究发现,来自健康小鼠或人类的微生物代谢产物具有生长抑制,这种反应在小鼠和CRC患者中会减弱。微生物分析表明,小鼠和人类CRC中罗伊氏乳杆菌及其代谢产物Reuterin被下调。Reuterin改变氧化还原平衡,并降低CRC细胞的增殖和活性。Reuterin诱导选择性蛋白质氧化并抑制核糖体生物发生和蛋白质翻译。外源性罗伊氏乳杆菌限制了结肠肿瘤的生长,增加肿瘤活性氧,并减少体内蛋白质的翻译。这些研究结果表明,健康的微生物,特别是罗伊氏乳杆菌,能够通过微生物的代谢物交换来抑制CRC。


原文链接:https://www.cell.com/cancer-cell/fulltext/S1535-6108(21)00613-9


3. Strain-level fitness in the gut microbiome is an emergent property of glycans and a single metabolite

Cell(IF 41.582)

Pub Date: 2022-02-03

人类肠道菌群居住在多样化的化学环境中,挑战了我们了解塑造生态系统的力量的能力。该研究揭示了细菌的适应性,即人类肠道中细菌的主要顺序,是聚糖和一种特定代谢物丁酸酯的出现特性。不同的糖用作应变变量的适应性开关激活丁酸酯的环境依赖性抑制功能。丁酸酯内丁酸酯在拟杆菌中的差异适应性作用是由酰基辅酶A硫酯酶活性和调控酰基辅酶A转移酶的核苷酸多样性的物种水平变化介导的。人肠道中的拟杆菌适应性与酰基辅酶A转移酶的表达以及丁酸酯相关联但并非独立相关联。这些研究结果表明,由于核心基因组中的灵活性介导的每个部分的化学成分的相互作用效果无法预测,拟杆菌的每种菌株都存在于独特的适应环境中。

原文链接:https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(22)00002-2?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0092867422000022%3Fshowall%3Dtrue


4. Microbiota-specific T follicular helper cells drive tertiary lymphoid structures and anti-tumor immunity against colorectal cancer

Immunity(IF 31.745)

Pub Date: 2021-12-14

肠道菌群的组成与肿瘤的发展和抗肿瘤免疫的疗效有关。该研究发现,在CRC小鼠模型中引入肝杆菌(HHEP)不会改变微生物情况,而是通过细胞毒性淋巴细胞增加肿瘤浸润并抑制肿瘤生长。抗肿瘤免疫与CD8+ T细胞无关,但取决于CD4+ T细胞,B细胞和天然杀伤(NK)细胞。HHEP定殖诱导了HHEP特异性T卵泡辅助(TFH)细胞,增加了结肠TFH细胞的数量,并支持HHEP+肿瘤相邻的三级淋巴结构的成熟。TFH细胞对于HHEP介导的肿瘤抑制和免疫浸润是必需的,而将HHEP特异性CD4+ T细胞转移到TFH细胞缺陷型BCL6FL/FLCD4CRE小鼠中,则恢复了其抗肿瘤免疫。这些研究结果说明引入免疫肠道细菌可以促进结肠中与TFH相关的抗肿瘤免疫,为利用肠道微生物群治疗(对常规药物和免疫疗法耐药的)结直肠癌提供了强有力的证据。

原文链接:https://www.cell.com/immunity/fulltext/S1074-7613(21)00494-5?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS1074761321004945%3Fshowall%3Dtrue


5. Gut microbiome correlates of response and toxicity following anti-CD19 CAR T cell therapy

Nat Med(IF 53.44)

Pub Date: 2022-03-14

anti-CD19 嵌合抗原受体(CAR) T细胞疗法对高危血液恶性肿瘤患者的治疗达到了前所未有的效果。然而,高达60%的患者仍会复发,高达80%的患者会经历CAR毒性,如细胞因子释放综合征或免疫效应细胞相关神经毒性综合征。该研究探究了肠道微生物组在经anti-CD19 CAR T细胞治疗的B细胞淋巴瘤和白血病患者中的作用,结果发现临床治疗结果与特异性细菌群和代谢途径的差异有关。最终研究结果表明,肠道微生物组的变化与B细胞恶性肿瘤患者anti-CD19 CAR T细胞治疗后的临床结果有关,为临床改善anti-CD19 CAR T细胞疗法效果提供了可参考依据。

原文链接:https://www-nature-com.proxy.library.carleton.ca/articles/s41591-022-01702-9


2021年度国自然医学部国自32大科研热点的中标数统计如下:

2022热点

2021年医学部总中标数

2022热点

2021年医学部总中标数

免疫调控

852

细胞焦亡

118

血管生成、重构

531

代谢重编程

118

线粒体

485

单细胞测序

105

外泌体

430

DNA甲基化

97

miRNA

413

组蛋白修饰

80

干细胞

371

内质网

76

lncRNA

371

炎性小体

76

细胞自噬

358

中性粒细胞诱捕网

67

肠道菌群

312

糖酵解

55

circRNA

287

氧化应激

46

m6A、m5C、m7G

270

类器官

46

铁死亡

257

超级增强子

25

转录调控

232

精氨酸甲基化

25

缺氧、低氧

211

相分离

21

泛素化

186

乳酸化修饰

21

乙酰化

135

迁移体



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