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繪譜導讀︱2021年6月代謝組學文獻精選

麥特繪譜

2021.7.08

六月文獻導讀

1. Nature Communications︱細菌聯合治療慢性免疫介導性結腸炎與恢復腸道內穩態

2. Nature Microbiology︱高脂飲食喂養的小鼠腸道微生物組的改變與抗生素耐受性相關

3. GUT︱多組學系統分析色氨酸代謝與2型糖尿病的相關性

4. PNAS︱丁酸通過增強CPT1A活性促進脂肪酸氧化和iTreg分化

5. Cell Metabolism︱酸性腫瘤環境中n-3和n-6 PUFAs的過氧化誘導鐵死亡并介導抗癌作用

6. Cell Reports︱高脂飲食激活脂肪酸氧化介導腸道干性和致瘤性

7. GUT︱IgG4相關硬化性膽管炎和原發性硬化性膽管炎的糞便微生物組和代謝組分析

8. Nature Communications︱嬰兒呼吸道合胞病毒（RSV）毛細支氣管炎與兒童哮喘風險的多組學內型研究

9. Cell Metabolism︱機械誘導的細胞代謝促進MT谷氨?；詰鸢┌Y信號

10. Cell Metabolism︱腸道菌群代謝產物通過調節細胞毒性CD8+ T細胞免疫促進抗癌治療效果

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Nature Communications︱細菌聯合治療慢性免疫介導性結腸炎與恢復腸道內穩態

炎癥性腸?。↖BD）包括兩種主要的臨床疾病：克羅恩病和潰瘍性結腸炎。慢性腸道炎癥可由多種外源性和內源性信號所誘導發生。目前的IBD治療策略主要為抗炎和免疫抑制療法，這些藥物僅在一小部分患者中能夠誘導持續的、無類固醇的緩解，且可能具有多種嚴重的副作用。此外，這些藥物并不能糾正包括滲漏的粘膜屏障、促炎腸道微生物組和免疫調節缺陷這些引起慢性炎癥的相關機制。活生物治療藥物用于治療IBD是一種可行的替代療法，早期發現梭狀芽孢桿菌IV和XIVa可以減輕動物模型中的IBD炎癥反應。因此本文通過代謝相互依存關系合理設計出具有高定植力菌株組合，并將其用于治療實驗性結腸炎。

（1）?GUT-103菌群的設計。作者首先從健康人糞便樣本中分離菌株可以組合成一個代謝相互依賴的菌群，對菌群中的基因組注釋出可能編碼所需治療IBD的蛋白質，鑒定出保守的屬。通過菌株彼此之間互補必需氨基酸、維生素和輔因子等關系，選出17株菌組成GUT-103，它們之間代謝依賴的治療功能。與其他不能在腸道中生存并快速通過系統的益生菌相比，這些組合使細菌在結腸中停留更長時間；

（2）GUT-103成功預防和治療實驗性結腸炎。作者通過實驗模型模擬GUT-103在IBD炎癥環境中協同保護腸道穩態和定殖，發現這些優勢菌群可合成SCFA和吲哚，預防和治療慢性免疫介導的結腸炎，并分析了代謝物質組的平衡、不同菌株營養缺陷反應和相互作用。發現GUT-103可以定殖腸道，不會引起炎癥反應，代謝組學分析其有效降低了結合膽汁酸的水平，尤其是牛磺酸結合膽汁酸?？傊@些結果證明了GUT-103的保護和治療活性，并在體內驗證了這種合理設計的聯合體預期的病理生物替代物和保護性代謝功能；

（3）?優化GUT-108菌株組合的設計及其在人源化小鼠中的應用。接著根據GUT-103的數據優化17株菌為11株，組成GUT-108，在人源化慢性T細胞介導的小鼠模型中可以逆轉結腸炎；

（4）GUT-108逆轉腸道菌群失調，恢復腸上皮功能。它可以減少肺炎克雷伯菌、腸沙門氏菌、大腸桿菌和志賀氏菌等病原體，同時擴大定殖的保護菌和有益菌；產生促進粘膜愈合和免疫調節反應的代謝物，如短鏈脂肪酸、吲哚類和有益膽汁酸；減少炎性細胞因子和Th-1和Th-17細胞；誘導產生IL-10的結腸調節細胞，以及IL-10非依賴的穩態通路。因此，作者建議GUT-108用于治療和預防IBD和其他以微生物區系和粘膜通透性失衡為特征的炎癥情況的復發。

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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