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绘谱导读︱2021年6月代谢组学文献精选

麦特绘谱

2021.7.08

六月文献导读

1. Nature Communications︱细菌联合治疗慢性免疫介导性结肠炎与恢复肠道内稳态

2. Nature Microbiology︱高脂饮食喂养的小鼠肠道微生物组的改变与抗生素耐受性相关

3. GUT︱多组学系统分析色氨酸代谢与2型糖尿病的相关性

4. PNAS︱丁酸通过增强CPT1A活性促进脂肪酸氧化和iTreg分化

5. Cell Metabolism︱酸性肿瘤环境中n-3和n-6 PUFAs的过氧化诱导铁死亡并介导抗癌作用

6. Cell Reports︱高脂饮食激活脂肪酸氧化介导肠道干性和致瘤性

7. GUT︱IgG4相关硬化性胆管炎和原发性硬化性胆管炎的粪便微生物组和代谢组分析

8. Nature Communications︱婴儿呼吸道合胞病毒（RSV）毛细支气管炎与儿童哮喘风险的多组学内型研究

9. Cell Metabolism︱机械诱导的细胞代谢促进MT谷氨酰化以应答癌症信号

10. Cell Metabolism︱肠道菌群代谢产物通过调节细胞毒性CD8+ T细胞免疫促进抗癌治疗效果

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Nature Communications︱细菌联合治疗慢性免疫介导性结肠炎与恢复肠道内稳态

炎症性肠病（IBD）包括两种主要的临床疾病：克罗恩病和溃疡性结肠炎。慢性肠道炎症可由多种外源性和内源性信号所诱导发生。目前的IBD治疗策略主要为抗炎和免疫抑制疗法，这些药物仅在一小部分患者中能够诱导持续的、无类固醇的缓解，且可能具有多种严重的副作用。此外，这些药物并不能纠正包括渗漏的粘膜屏障、促炎肠道微生物组和免疫调节缺陷这些引起慢性炎症的相关机制。活生物治疗药物用于治疗IBD是一种可行的替代疗法，早期发现梭状芽孢杆菌IV和XIVa可以减轻动物模型中的IBD炎症反应。因此本文通过代谢相互依存关系合理设计出具有高定植力菌株组合，并将其用于治疗实验性结肠炎。

（1） GUT-103菌群的设计。作者首先从健康人粪便样本中分离菌株可以组合成一个代谢相互依赖的菌群，对菌群中的基因组注释出可能编码所需治疗IBD的蛋白质，鉴定出保守的属。通过菌株彼此之间互补必需氨基酸、维生素和辅因子等关系，选出17株菌组成GUT-103，它们之间代谢依赖的治疗功能。与其他不能在肠道中生存并快速通过系统的益生菌相比，这些组合使细菌在结肠中停留更长时间；

（2）GUT-103成功预防和治疗实验性结肠炎。作者通过实验模型模拟GUT-103在IBD炎症环境中协同保护肠道稳态和定殖，发现这些优势菌群可合成SCFA和吲哚，预防和治疗慢性免疫介导的结肠炎，并分析了代谢物质组的平衡、不同菌株营养缺陷反应和相互作用。发现GUT-103可以定殖肠道，不会引起炎症反应，代谢组学分析其有效降低了结合胆汁酸的水平，尤其是牛磺酸结合胆汁酸。总之，这些结果证明了GUT-103的保护和治疗活性，并在体内验证了这种合理设计的联合体预期的病理生物替代物和保护性代谢功能；

（3）优化GUT-108菌株组合的设计及其在人源化小鼠中的应用。接着根据GUT-103的数据优化17株菌为11株，组成GUT-108，在人源化慢性T细胞介导的小鼠模型中可以逆转结肠炎；

（4）GUT-108逆转肠道菌群失调，恢复肠上皮功能。它可以减少肺炎克雷伯菌、肠沙门氏菌、大肠杆菌和志贺氏菌等病原体，同时扩大定殖的保护菌和有益菌；产生促进粘膜愈合和免疫调节反应的代谢物，如短链脂肪酸、吲哚类和有益胆汁酸；减少炎性细胞因子和Th-1和Th-17细胞；诱导产生IL-10的结肠调节细胞，以及IL-10非依赖的稳态通路。因此，作者建议GUT-108用于治疗和预防IBD和其他以微生物区系和粘膜通透性失衡为特征的炎症情况的复发。

Rationally designed bacterial consortia to treat chronic immune-mediated colitis and restore intestinal homeostasis. Nature Communications. 2021. https://doi.org/10.1038/s41467-021-23460-x.

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