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今天是第2353期日报。
菌群与人类健康（综述）
Chemical Reviews[IF:72.087]
① 通过与人体的长期进化共存，不同部位（消化、呼吸、泌尿和生殖系统及皮肤）的菌群对人类健康与疾病发展具有关键作用；② 当前菌群工程的挑战和局限性：缺乏对菌群相关疾病机制理解、改造遗传上面临的挑战以及工程菌群的时空调节等；③ 功能元组学和合成生物学方法解决工程微生物治疗的限制，通过各种策略调节人体微生物组的组成和功能，对宿主产生治疗作用；④ 研究多组学和微生物的细胞重编程等技术，使微生物组研究和工程取得重大进展。
Microbiome and Human Health: Current Understanding, Engineering, and Enabling Technologies
11-01, doi: 10.1021/acs.chemrev.2c00431
【主编评语】人体菌群由一组动态的微生物群落组成，这些菌群栖息在身体的不同部位。因此，菌群与宿主的共同进化使菌群在促进人类健康方面发挥着深远的作用，而人体菌群紊乱可导致或加剧多种疾病。近日，发表在Chemical Reviews的这篇综述中，介绍了当前对人类健康与疾病发展间的关系，重点突出在消化系统、呼吸系统、泌尿系统和生殖系统以及皮肤中发现的菌群；讨论了各种策略，并通过这些策略调节人体菌群的组成和功能，从而对宿主产生治疗作用；最后，研究了多组学方法和微生物细胞重编程等技术，这些技术可促进菌群研究的发展。（@圆圈儿）
Nature子刊：一文读懂古菌的细胞生物学进展（综述）
Nature Microbiology[IF:30.964]
① 古菌细胞大小分布在100nm~12μm之间，细胞形态具有多样性，在特定环境中可能发挥着重要功能；② 归纳了不同古菌细胞膜结构（S-层、表面附属物、分泌系统）及胞内组成（基因组、细胞骨架）等关键成分特点；③ 古菌的两种细胞分裂机制分别具有原核（细菌微管同源蛋白FtsZ驱动细胞壁组装）与真核（ESCRT-III家族蛋白促使膜重塑）细胞特征；④ 技术方面，需要开发更高分辨率的高温荧光显微镜和恒温荧光蛋白，并优化古菌培养条件及遗传操作系统。
The cell biology of archaea
10-17, doi: 10.1038/s41564-022-01215-8
【主编评语】古菌（又称古生菌、古细菌等），是单细胞微生物，多生活在极端的生态环境中。过去十年中揭示了古菌在自然界的多样性和普遍性，越来越多的研究强调了它们在生态学、生物技术甚至人类健康中的重要性。近日，德国弗莱堡大学在Nature Microbiology发表最新综述，描述了古菌细胞生物学的最新进展，并讨论了它们的形态、细胞组织、细胞包膜和内部组织结构特点。还论述了高度多样化古菌的两种细胞分裂机制，未来还需借助高性能的观测仪器、优化古菌培养条件等手段进一步挖掘古菌的新颖性，值得关注。（@九卿臣）
候选门级辐射类群：一类被忽视却影响广泛的人体共生细菌（综述）
Clinical Microbiology Reviews[IF:50.129]
① 候选门级辐射类群（CPR）超门是一类庞大的细菌类群；② CPR体积微小、基因组精简，需寄生/共生于其宿主细菌上，其特性随着微生物检测、成像、培养技术和分类学概念的发展而逐渐清晰；③ CPR以共生菌的形式定植在人类的口腔、胃肠道和生殖道等部位，并受性别、年龄、地域、饮食、怀孕等因素的影响；④ CPR的水平在一些疾病中失调，与口腔、胃肠道和阴道等的炎症和粘膜疾病以及感染性疾病相关；⑤ 益生菌等干预方法或可调节CPR的丰度和多样性。
Candidate Phyla Radiation, an Underappreciated Division of the Human Microbiome, and Its Impact on Health and Disease
06-06, doi: 10.1128/cmr.00140-21
【主编评语】候选门级辐射类群（Candidate Phyla Radiation，简称CPR）在1981年作为“极小细菌”被首次报道，之后随着研究的开展，人们对这类细菌的了解逐渐深入。近年来，越来越多的证据表明，CPR是人体共生菌群中不可忽视的一部分。Clinical Microbiology Reviews发表在这篇综述，回顾了CPR的研究历史，概述了其研究方法以及分类学、生活方式和特性，介绍了CPR在人类菌群中的分布、影响因素和与疾病的关联。（@mildbreeze）
补充双歧杆菌或可预防饮食诱导的肥胖
Microbiome[IF:16.837]
① 对48例肥胖、51例体重正常的参与者进行粪菌16s rRNA测序，发现长双歧杆菌（Bl）和两歧双歧杆菌（Bb）丰度与内脏脂肪组织重量、BMI、甘油三酯水平、脂肪肝严重程度呈负相关；② 口服Bl MG723或Bb MG731菌株可降低高脂食物喂养（HFD）小鼠体重，控制炎症，抑制脂肪和葡萄糖合成，促进胆汁酸和能量代谢；③ 二者可增强胆汁酸信号以促进白色脂肪组织的氧化磷酸化；④ Bl MG723或Bb MG731菌株定植可抑制胆固醇合成并缓解HFD诱导的无菌小鼠肥胖。
Bifidobacterial carbohydrate/nucleoside metabolism enhances oxidative phosphorylation in white adipose tissue to protect against diet-induced obesity
11-04, doi: 10.1186/s40168-022-01374-0
【主编评语】肠道菌群与宿主的相互作用可以影响宿主的代谢，与肥胖、糖尿病等代谢性疾病的发生发展有关，肠道菌群调节也成为治疗相关疾病的新策略。近日，韩国研究人员在Microbiome发表最新研究文章，发现两种双歧杆菌与宿主肥胖相关，口服相关菌株可以通过调控宿主代谢过程改善饮食诱导的肥胖。（@芥末）
马曦团队：肠道菌群间的群体感应 （综述）
Critical Reviews in Food Science and Nutrition[IF:11.208]
① Gˉ菌群体感应（QS）主要由AHL作为信号分子，G+菌QS主要由自诱导肽 AIP介导，Gˉ菌和G+菌中均能由AI-2介导，为细菌世界里的“通用语言”；② 通过QS系统，细菌可以感知其他细菌产生的不同的QS信号，从而管理自身QS基因的表达，丰富了种间交流的方式；③ 从QS的角度深入了解细菌与宿主之间的相互作用，有助于对抗肠道致病性感染，重塑肠道菌群平衡，促进宿主肠道健康④ 对肠道菌群QS系统的了解可以开发针对细菌疾病的营养和治疗手段。
Quorum sensing mediates gut bacterial communication and host-microbiota interaction
10-14, doi: 10.1080/10408398.2022.2134981
【主编评语】肠道菌群是一个复杂的共生群体，其相互之间通过群体感应（QS）进行交流；单个群体也需要通过感应外界的信号指导自己的行为。中国农业大学马曦团队在Critical Reviews in Food Science and Nutrition发表的综述，总结了传统的经典QS的模式、肠道菌群间的QS以及QS在肠道菌群-宿主互作之间的作用。文章为以菌群为靶点的健康或疾病干预提供相应理论指导。（@Bingbing）
基于人工智能创建的个性化饮食或可调节IBS患者肠道菌群
Gut Microbes[IF:9.434]
① 基于罗马IV标准招募25名IBS-M患者，分为个性化营养饮食组（n=14）和标准IBS饮食组（n=11），干预6周；② 干预后两组患者IBS症状严重程度量表（IBS-SSS）均明显改善，个性化营养组得分改善明显高于标准IBS饮食组；③ 干预后两组菌群多样性无明显变化，个性化营养组中粪杆菌属丰度显著增加；④ 利用机器学习对干预前菌群建模，获得微生物衍生的IBS指数得分，在两个干预组中微生物衍生的IBS指数得分都有改善，个性化营养组改善更大。
Artificial intelligence-based personalized diet: A pilot clinical study for irritable bowel syndrome
11-01, doi: 10.1080/19490976.2022.2138672
【主编评语】肠易激综合征（IBS）是一种慢性功能性胃肠道疾病，最近证据表明，饮食已成为治疗IBS一种有效的干预方法，肠道菌群可能在IBS疾病发生、进展和严重程度中起着重要作用，但不同病人有其独特的菌群组成会影响饮食干预的有效性，因此，需要促使微生物群疗法更加个性化。近日，发表在Gut Microbes的最新研究，基于罗马IV标准招募25名IBS患者，分个性化营养饮食组（n=14）和标准IBS饮食组（n=11），干预6周，发现通过机器学习算法创建的特定个性化饮食可实现调节IBS患者的肠道菌群。但该研究的样本量较小，相关结论仍有待进一步验证。（@九卿臣）
张和平+赵建民等：Probio-M8联合药物可改善绝经后骨质疏松症患者骨代谢
European Journal of Nutrition[IF:4.865]
① 纳入40名绝经后骨质疏松症（PMO）患者，随机分为益生菌组（骨化三醇+钙片+乳双歧杆菌Probio-M8）和对照组（骨化三醇+钙片+安慰剂）；② 持续干预3个月后，安慰剂组PMO患者的骨密度未发生明显改变，Probio-M8联合药物可显著提高PMO患者血清中维生素D3水平，降低甲状腺素（PTH）水平；③ Probio-M8可增加PMO患者肠道菌群间的互作网络，尤其是产丁酸类细菌；④ Probio-M8影响了碳水化合物代谢、磷酸胆碱胞苷酰转移酶等与骨质疏松相关基因丰度。
Bifidobacterium lactis Probio-M8 improves bone metabolism in patients with postmenopausal osteoporosis, possibly by modulating the gut microbiota
11-05, doi: 10.1007/s00394-022-03042-3
【主编评语】绝经后骨质疏松症（PMO）是指发生于绝经后妇女，以全身性的骨量减少、伴随骨的微结构改变，导致骨脆性增加，因而增加骨折危险性的一种疾病。根据PMO发病机理，维生素D类似物（如骨化三醇）、钙片等被广泛用于PMO临床治疗。然而，长期使用这些药物会产生便秘和高钙血症等副作用。近日，内蒙古农业大学张和平、内蒙古医科大学附属医院赵建民及团队在European Journal of Nutrition发表最新研究，设计一项RCT试验，招募40名PMO患者，随机分为Probio-M8组（钙片+骨化三醇+Probio-M8菌粉，150亿CFU/天）和安慰剂组（钙片+骨化三醇+安慰剂）并进行为期三个月的干预，发现与服用常规药物相比，Probio-M8联合给药对PMO患者骨代谢的改善效果更显著，其有益效果可能与调节肠道菌群及其代谢通路有关。总之，该研究为乳双歧杆菌Probio-M8联合药物缓解骨质疏松症增添新证据，值得关注。（@九卿臣）
胡圣伟+倪伟+陈同等：动物微生物组组成与功能综合数据库—CRAMdb
Nucleic Acids Research[IF:19.16]
① 建立了动物宏基因组领域首个跨宿主、跨样本位点和跨表型比较的综合数据库CRAMdb；② 该数据库整理、收集和统一标准分析了世界范围内动物微生物组相关数据，实现了不同物种、不同样本位点和不同表型背景下宿主与微生物关联性的交互查询和联合比较分析；③ 分析来自475个项目的516种动物的微生物组，涉及43个表型，构建了含9430种细菌、278种古菌、2216种真菌和458个病毒的数据库；④ 数据库包括两个主要模块内容，即微生物组成和微生物关联。
CRAMdb: a comprehensive database for composition and roles of microbiome in animals
11-01, doi: 10.1093/nar/gkac973
【主编评语】近年来，随着高通量测序技术与生物信息学技术的快速发展，已经成为研究人员解决动物健康与疾病的诊断、治疗、预防等一系列科学难题的两把利刃。随着科学数据的爆炸式增长，急需建立以动物宏微生物组为核心的开放数据库，以存储世界范围内的组学研究数据。近日，中国中医科学院陈同、石河子大学胡圣伟、倪伟及团队在Nucleic Acids Research发表最新研究，建立一个包含与动物相关的细菌、古细菌、真菌和病毒数据的CRAMdb综合数据库（http://www.ehbio.com/CRAMdb/；含9430种细菌、278种古细菌、2216种真菌和458种病毒等超1.2万种微生物），用于探索各种动物中微生物的组成和功能，以及与表型的关联等。总之，极大地促进了国内外动物微生物相关数据的汇总、储存以及共享，也为未来的实际转化应用奠定了基础。（@九卿臣）
Nature子刊：CAMMiQ可用于识别和量化宏基因组数据中不同基因组
Nature Communications[IF:17.694]
① 开发了一种组合优化框架（CAMMiQ），用于识别和量化宏基因组数据集中的不同基因组；② CAMMiQ通过灵活处理子串长度有效提升了子串的可选性，而不受限于常用的固定长度、唯一子串，最大限度地扩大了可能的覆盖范围；③ 这些子串允许准确地解耦高度相似的基因组混合物，比领先的替代方案准确性更高，无需额外的计算资源，如常用基准数据集所示；④ CAMMiQ可以较好区分模拟宏基因组数据和真实单细胞宏转录组数据中相关性较强的细菌菌株。
Strain level microbial detection and quantification with applications to single cell metagenomics
10-28, doi: 10.1038/s41467-022-33869-7
【主编评语】从高通量测序数据中计算识别和量化不同微生物对于我们了解人类健康至关重要，现有计算方法无法很好地平衡精确度和计算速率之间的问题。近日，印第安纳大学研究人员在Nature Communications发表最新研究，开发了一种组合优化框架（CAMMiQ），通过灵活处理子串/k-mers长度，用于识别和量化宏基因组数据集中的不同基因组，CAMMiQ可利用更高比例的reads，能更准确识别亚种/菌株水平的基因组。此外，CAMMiQ在实际基因组分类和量化方法中提供了比现有方法更好的灵敏度和特异性，值得关注和尝试。（@九卿臣）
粪便样本、厌氧分离培养方法可反映肠道菌群组成
Microbiome[IF:16.837]
① 纳入10名健康受试者，在厌氧条件下收集粪便（F）、均质化粪便（FHg）、直肠活检组织（B）和活检冲洗液（BW）；② 对F、BW厌氧培养菌落及新鲜F、FHg、B、BW样品进行二代测序以分析其菌群组成；③ 同一个体的F、FHg和BW样品的菌群组成及相对丰度是相似的，表明粪便样品可用于检测直肠菌群组成；④ 直肠活检组织与上述三者在菌群组成上存在显著差异；⑤ 厌氧分离培养与新鲜样品测序得到的细菌组成类似，证明厌氧分离培养能够反映肠道菌群组成。
Comparison of microbial signatures between paired faecal and rectal biopsy samples from healthy volunteers using next-generation sequencing and culturomics
10-14, doi: 10.1186/s40168-022-01354-4
【主编评语】粪便样本常用于检测健康或患病人群的肠道菌群特征。但粪便菌群是否能够反映整个肠道、尤其是肠道黏膜相关的菌群特征存在争议。另外，传统的细菌培养方法对肠道中厌氧菌效果不佳，但厌氧分离培养是否能够反映肠道菌群特征尚缺乏评估。近日，Microbiome发表的研究文章表明，配对的粪便和直肠活检冲洗样本的细菌特征非常相似，肠道细菌的厌氧分离培养也显示出与扩增子测序相似的细菌组成，从而证明粪便样本和厌氧分离培养方法都可以用于反映肠道细菌组成。（@芥末）
感谢本期日报的创作者：Sunflower，一只豆豆菌，沈琪辰，WK红叶，九卿臣，阿童木，白蓝木
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