3文聚焦亚精胺：调肠道/助认知/抗衰老 | 热心肠日报
今天是第1787期日报。
Nature子刊：细菌产生的腐胺如何促进肠道健康？
Nature Communications[IF:12.121]
① 在无菌小鼠中定植野生型（而非腐胺生物合成缺陷型）的大肠杆菌，可提高结肠细胞内的多胺（腐胺和亚精胺）水平，加速肠上皮更新；② 共生细菌衍生的腐胺还能增加结肠中抗炎巨噬细胞的含量，并改善小鼠的实验性结肠炎症状；③ 机制上，细菌腐胺被宿主细胞摄入后可转化为具有生物活性的亚精胺，亚精胺可作为底物促进eIF5A（真核细胞翻译起始因子）发生功能性的羟腐胺赖氨酸化修饰，从而促进结肠上皮细胞增殖、调控巨噬细胞功能。
Symbiotic polyamine metabolism regulates epithelial proliferation and macrophage differentiation in the colon
04-08, doi: 10.1038/s41467-021-22212-1
【主编评语】肠道菌群代谢产物在宿主健康中有重要作用，多胺（如腐胺和亚精胺）就是其中的一类。Nature Communications近期发表的一项研究，揭示了细菌多胺调控宿主肠道稳态的一种新机制。（@mildbreeze）
Cell子刊：膳食亚精胺或能改善认知功能
Cell Reports[IF:8.109]
① 在老年小鼠中，补充膳食亚精胺可改善其认知功能，这与增强海马区的线粒体呼吸能力有关；② 在果蝇中，膳食亚精胺能增强线粒体呼吸能力，改善嗅觉记忆，该作用由自噬调节因子Atg7和线粒体自噬因子Pink1及Parkin介导；③ 机制上，膳食亚精胺可进入大脑，通过促进海马区的eIF5A羟腐胺赖氨酸化，增强细胞自噬和线粒体自噬，改善线粒体功能，促进认知功能；④ 在纳入815人的前瞻性队列中，膳食亚精胺摄入量与人的认知表现相关。
Dietary spermidine improves cognitive function
04-13, doi: 10.1016/j.celrep.2021.108985
【主编评语】亚精胺是一种促进自噬作用的多胺类物质，有潜在的促健康长寿的作用。Cell Reports发表的一项最新研究，以小鼠和果蝇为模型，揭示了膳食亚精胺在改善认知功能方面的潜力和机制。（@mildbreeze）
Cell子刊：膳食亚精胺或能减缓大脑衰老
Cell Reports[IF:8.109]
① 在果蝇大脑中， 羟腐胺赖氨酸化的真核翻译起始因子5A（eIF5A）水平随衰老而下降，但能通过补充膳食亚精胺来提高；② 多种降低eIF5A羟腐胺赖氨酸化水平的突变果蝇模型中，都存在类似衰老大脑的线粒体功能缺陷，加速了运动和记忆功能的过早衰退；③ 补充亚精胺可促进大脑线粒体功能，改善衰老相关的运动和记忆衰退，但eIF5A羟腐胺赖氨酸化缺陷型突变会破坏这些有益作用。
eIF5A hypusination, boosted by dietary spermidine, protects from premature brain aging and mitochondrial dysfunction
04-13, doi: 10.1016/j.celrep.2021.108941
【主编评语】真核翻译起始因子5A (eIF5A) 是真核生物中普遍存在且高度保守的蛋白质，是公认的维持细胞活性必不可少的翻译起始因子。eIF5A含有一个独特的氨基酸—— 羟腐胺赖氨酸，亚精胺可作为该基团的合成底物。Cell Reports发表的一项最新研究表明，膳食亚精胺可增强果蝇大脑的羟腐胺赖氨酸化eIF5A的水平，从而改善线粒体功能，抑制大脑衰老。（@mildbreeze）
粪菌移植可能通过调节miRNA缓解艰难梭菌感染
Gastroenterology[IF:17.373]
① 纳入42名接受FMT治疗的rCDI患者，在治疗前、治疗4周及12周后粪便收集血清样本；② 64种miRNA的水平在粪菌移植后上调，在24名患者的验证队列中对变化最大的6种miRNA进行确认；③ 在rCDI小鼠模型中，粪菌移植上调7种miRNA（5种与患者中相同），CDI复发可下调这些miRNA；④ TcdB抑制肠道粘膜中的miRNA，粪菌移植上调的6种miRNA可分别抑制FGF21、IL-12B、IL-18及TNFRSF9的表达；⑤ 其中，miR23a与miR-150可在TcdB诱导的细胞毒性中起到保护性作用。
Fecal microbiota transplantation for recurrent Clostridioides difficile infection associates with functional alterations in circulating microRNAs
04-09, doi: 10.1053/j.gastro.2021.03.050
【主编评语】来自Gastroenterology上发表的一项最新研究，发现复发性艰难梭菌感染（rCDI）患者在接受粪菌移植（FMT）治疗后，血清中的64种microRNA（miRNA）显著上调，并在验证队列中确认了其中变化最大的6种miRNA。在rCDI小鼠模型中，粪菌移植可上调7种miRNA（包括在患者中变化最大的5种miRNA）。机制上，艰难梭菌毒素B（TcdB）可通过调节Drosha以抑制这些miRNA的产生，而这些miRNA可能通过调控FGF21、IL-12B、IL-18及TNFRSF9的表达，对TcdB诱导的细胞毒性起到缓解作用。（@szx）
Nature子刊：预测艰难梭菌感染的菌群标志物
Nature Communications[IF:12.121]
① 纳入945名住院患者，分析抗生素治疗前和治疗后的肠道菌群，寻找能预测抗生素相关艰难梭菌感染（CDI）的菌群标志物；② 基线时，较低的菌群多样性，以及菌群中富含肠球菌而缺乏瘤胃球菌、Blautia、普雷沃氏菌和双歧杆菌属，与抗生素治疗后发生CDI相关，这些预测性的菌群标志物在另一队列中也得到验证；③ 不同类型的广谱抗生素可引起不同的菌群失调特征，其中β-内酰胺类抗生素会特别使肠球菌增多。
Microbiota-based markers predictive of development of Clostridioides difficile infection
04-14, doi: 10.1038/s41467-021-22302-0
【主编评语】Nature Communications最新发表2篇背靠背研究，对欧洲多中心的ANTICIPATE队列研究的患者数据进行分析，探索了可预测抗生素治疗后发生艰难梭菌感染（CDI）的预测标志物，具有临床应用潜力。本研究对其中945名患者的肠道菌群进行分析，报道了或能预测抗生素相关CDI的菌群标志物。（@mildbreeze）
Nature子刊：抗生素相关艰难梭菌感染的预测因素
Nature Communications[IF:12.121]
① 纳入1007名接受抗生素治疗的住院患者，对艰难梭菌感染（CDI）的发生率和预测标志物进行前瞻性研究；② 90天内的首次CDI累积发生率是1.9%，抗生素相关腹泻发生率为14.1%；③ 与CDI风险升高相关的预测因素包括：碳青霉烯类抗生素治疗（HR=5.3）、直肠中存在产毒素艰难梭菌（HR=10.3）、肠球菌OTU丰度高而瘤胃球菌OTU丰度低（HR=5.4）、肠道菌群α多样性指数低（HR=9.7）；④ 基线的标准化尿液3-硫酸吲哚酚水平与CDI不相关。
Incidence and predictive biomarkers of Clostridioides difficile infection in hospitalized patients receiving broad-spectrum antibiotics
04-14, doi: 10.1038/s41467-021-22269-y
【主编评语】Nature Communications最新发表2篇背靠背研究，对欧洲多中心的ANTICIPATE队列研究的患者数据进行分析，探索了可预测抗生素治疗后发生艰难梭菌感染（CDI）的预测标志物，具有临床应用潜力。本研究报道了该队列中1007名患者的CDI发生率，以及潜在的可预测CDI的患者临床特征和标志物。（@mildbreeze）
一文读懂肠道细胞器的功能和作用（综述）
Trends in Cell Biology[IF:16.041]
① 细胞器参与肠道的一系列生理过程和功能，如屏障功能、器官间通讯、干细胞增殖、菌群调控、进食、脂质合成和生长；② 内体、多泡体、自噬体、溶酶体、线粒体、过氧化物酶体、脂滴等参与调控EGFR、Hippo、Notch、TOR、NF-κB、Wnt、BMP和JAK-STAT等信号通路；③ 内质网、高尔基体、乳糜微粒、脂滴、线粒体和过氧化物酶体等参与调控代谢和应激反应；④ 质膜参与微绒毛组装、顶端基部极性和营养吸收；⑤ 肠道细胞器的功能在多种生物中具有保守性。
The Role of Organelles in Intestinal Function, Physiology, and Disease
02-04, doi: 10.1016/j.tcb.2021.01.003
【主编评语】肠道执行多样化的生物学功能，Trends in Cell Biology近期发表的综述从亚细胞层面，详细介绍了不同细胞器在肠道功能、生理和疾病中的作用。（@mildbreeze）
Cell子刊：潘氏细胞的肠道“清道夫”功能
Current Biology[IF:9.601]
① 在小鼠模型和小肠类器官模型中，由辐射或激光消融诱导凋亡的肠上皮细胞（IEC）能被邻近的潘氏细胞吞噬和摄取；② 在细胞实验中，约8%的IEC能吞噬凋亡细胞，而移除潘氏细胞后，IEC的这种吞噬能力降低1/3；③ 小鼠中，靶向性耗竭潘氏细胞会大幅削弱辐射后的肠上皮胞葬作用，说明潘氏细胞在体内参与对辐射引起的凋亡IEC的清除；④ 这些发现可为研究炎症性肠病以及癌症治疗引起的肠道炎症带来启示。
Efferocytosis by Paneth cells within the intestine
04-13, doi: 10.1016/j.cub.2021.03.055
【主编评语】正常状态下，凋亡细胞会被吞噬细胞或上皮细胞等通过“胞葬作用”进行吞噬和清理，过程中释放出的抗炎介质可减少局部组织的炎症；反之，若死亡的细胞不能被及时清除掉，就会促进形成炎症环境，不利于维持组织器官稳态。肠上皮处于持续的增殖和更新状态下，死亡的肠上皮细胞（IEC）作为肠道中的“垃圾”是如何被清除掉的呢？此前研究认为，死亡的IEC会脱落到肠腔中，进而被机体排出。但Current Biology发表的一项最新研究却表明，潘氏细胞能通过胞葬作用，吞噬和清除死亡IEC，促进维持肠道的健康稳态。（@mildbreeze）
Science子刊：用多器官模型研究帕金森病中的肠-肝-脑轴
Science Advances[IF:13.116]
① 将人类肠道和肝脏的微生理系统（MPS）与多能干细胞衍生的脑MPS连接起来，并加入循环CD4+ T细胞，创建模拟系统研究帕金森病（PD）；② 大脑MPS与肠道和肝脏MPS的互作，会增加与神经元、星形胶质细胞和小胶质细胞成熟相关的基因的表达；③ 添加短链脂肪酸（SCFA）可上调大脑MPS中的脂代谢相关途径，并在源于健康人的MPS系统中降低了炎症介质水平，但在源自PD基因突变患者的MPS系统中增加了病理相关的基因表达。
Human physiomimetic model integrating microphysiological systems of the gut, liver, and brain for studies of neurodegenerative diseases
01-29, doi: 10.1126/sciadv.abd1707
【主编评语】神经退行性疾病中，多器官间的互作可能对疾病的发生发展有重要作用。Science Advances近期发表的一项研究，构建了包含肠、肝、脑、免疫等多个组织器官部件的体外模拟系统，并用其研究了帕金森病中的肠-肝-脑互作。（@mildbreeze）
感谢本期日报的创作者：Unbroken，mildbreeze，szx，lzm
点击阅读过去10天的日报：
0413 | 李兰娟院士再发GUT：新冠患者症状重，出院6月肠菌仍不丰
0410 | 傅静远等Cell重大突破：人间4年，菌界几朝？(附2600字专访)
0409 | 历史性闭环："菌群导向性食物"RCT登上NEJM！
0408 | 今日Nature：小肠胆汁酸高，T细胞如何忍受？
0407 | 陈家亮+黄秀娟等GUT：瘦菌+生活干预，胖人肠菌"变瘦"
0406 | 李兰娟院士等最新GUT：新冠病毒影响菌群和脂质组
点击阅读原文，查看更多热心肠日报的内容