运动减肥效果好不好，有种肠菌可能很重要 | 热心肠日报
今天是第2547期日报。
肠道菌群助力运动减重
Microbiome[IF:16.837]
① 纳入307名健康男性评估体育活动（PA）与肥胖的长期或短期关联，并用209名健康女性亚队列进行验证；② 腐烂别样杆菌丰度较高的个体中，长期PA减重2.26 kg，而在腐烂别样杆菌丰度较低的个体中仅减重1.01 kg；③ 在与BMI、脂肪质量、血浆HbA1c和6个月体重变化相关的短期PA中，观察到与腐烂别样杆菌相关的一致性修饰；④ 这种修饰作用可能部分归因于腐烂别样杆菌编码的四种代谢途径，包括叶酸转化、脂肪酸β氧化、糖异生和硬脂酸生物合成。
The gut microbiome modifies the associations of short- and long-term physical activity with body weight changes
05-30, doi: 10.1186/s40168-023-01542-w
【主编评语】超重和肥胖是全球性的健康问题，肠道菌群可调节宿主能量平衡和肥胖相关的代谢反应。体育活动会增加能量消耗，因此通常用于控制体重，但肠道菌群是否能调节体育活动与体重的关联性仍然未知。Microbiome最新一项研究利用两个队列中的综合流行病学、鸟枪法宏基因组和宏转录组数据，并围绕肠道菌群对短期和长期体育活动与多种体重测量指标之间关联的影响进行检测。数据表明腐烂别样杆菌可以增强体育活动与体重之间的有益关联，提示肠道菌群或可作为提高体育活动在体重管理中功效的新策略。（@RZN）
从肠道漏出来的细菌脂多糖如何促肥胖
BMC Medicine[IF:11.15]
① 对肥胖和正常体重志愿者的分化腹部皮下（AbdSc）脂肪细胞进行内毒素处理，评估线粒体功能和脂肪组织（BRITE）表型的变化；② 全身内毒素水平与棕色脂肪组织（BAT）基因表达呈负相关；③ 体外内毒素处理AbdSc脂肪细胞可导致线粒体动力学、生物发生及BRITE表型分别减少74.6%、81.2%和93.8%；④ 相比肥胖AbdSc脂肪细胞，瘦AbdSc脂肪细胞对肾上腺素能信号更敏感；⑤ 内毒素可减轻对肾上腺素能信号的反应（减少92.6%）。
The impact of metabolic endotoxaemia on the browning process in human adipocytes
04-19, doi: 10.1186/s12916-023-02857-z
【主编评语】脂肪组织 (AT) 功能失调有助于代谢疾病的病理生理学，其病因可能是由于肠源性内毒素血症引起脂肪细胞线粒体功能的变化并减少BRITE（米色）脂肪细胞的比例。近日，发表在BMC Medicine上的这篇文章，研究了内毒素（脂多糖；LPS）是否直接导致人脂肪细胞线粒体功能受损、脂肪细胞褐变及减肥手术前后肥胖状态的影响，首次强调系统性肠源性内毒素血症会导致个体脂肪细胞功能障碍和脂肪细胞群褐变能力降低，从而加剧代谢后果。（@圆圈儿）
Nature Reviews：二甲双胍的作用机制和潜力（综述）
Nature Reviews Endocrinology[IF:47.564]
① 肝脏和肠道是二甲双胍的主要靶向器官，线粒体和溶酶体是二甲双胍降糖作用的细胞器靶点；② 宿主-肠道菌群的相互作用有助二甲双胍的疗效；③ 二甲双胍通过AMPK依赖和非AMPK依赖机制参与固有和适应性免疫系统，在各种免疫相关疾病中具有抗炎和免疫调节特性；④ 二甲双胍治疗促进2型糖尿病患者释放GDF15，或有助减轻体重，但对降低血糖水平而言非必需；⑤ 未来应关注二甲双胍在癌症、年龄相关疾病、炎症性疾病和COVID-19等疾病辅助治疗中的应用。
Metformin: update on mechanisms of action and repurposing potential
05-02, doi: 10.1038/s41574-023-00833-4
【主编评语】目前，二甲双胍是大多数指南中治疗2型糖尿病的优选药物，已使用超过60年，每天有超过2亿患者使用，其治疗作用背后的机制很复杂，目前仍未完全了解。早期证据强调肝脏是参与二甲双胍降低血糖水平的主要器官。然而，越来越多的证据表明其他组织也可能是其重要作用的部位。Nature Reviews Endocrinology最新综述，总结了二甲双胍作用机制的最新研究进展，并讨论了潜在的新治疗用途。（@RZN）
开发CBA/J小鼠模型基因组数据库并揭示新的炎症分类变种
Microbiome[IF:16.837]
① 对未处理和感染沙门氏菌的炎症小鼠粪便菌群进行基因组重建，确定沙门氏菌对肠道菌群组成和功能的影响；② 重建了2281个细菌基因组和4516个病毒基因组；③ 沙门氏菌显著改变CBA/J小鼠肠道菌群组成，且有30个属和98个物种被富集；④ 炎症菌群中调节宿主抗炎途径的微生物基因减少，而呼吸能量产生的基因增加；⑤ 沙门氏菌感染期间，丁酸浓度降低且与产生宿主抗炎效应的菌丰度降低相关；⑥ 该数据库既可确定新谱系，也可扩展抗炎症菌株的宿主相关性。
Exposing new taxonomic variation with inflammation — a murine model-specific genome database for gut microbiome researchers
05-20, doi: 10.1186/s40168-023-01529-7
【主编评语】CBA/J小鼠模型广泛被用于免疫学和肠道病原体研究，该模型不需要抗生素干预即可定植沙门氏菌，因此该模型更能模拟人类胃肠炎疾病进展，然而其肠道菌群尚不清楚。近日，发表在Microbiome上的这篇文章，首次描述了CBA/J小鼠肠道菌群和病毒基因组，并发现能够抵抗沙门氏菌引起的炎症以维持关键肠道功能的特定菌群，未来或可成为益生菌。（@圆圈儿）
蓝藻水华会破坏鱼类的肠道菌群
Microbiome[IF:16.837]
① 将模式生物硬骨鱼暴露于不同强度水华的模拟铜绿微囊藻微观环境中，评估水华对硬骨鱼肠道细菌群落组成和功能以及各种宿主组织中代谢产物组成的影响；② 铜绿微囊藻水华以剂量依赖的方式改变鱼肠道细菌群落，导致厚壁菌门丰度下降，潜在的条件致病菌增加；③ 共生功能体的肠道代谢组有主要改变，而细菌伴侣宏基因组中编码功能受到影响较小；④ 细菌群落往往在蓝藻水华结束后恢复，并在第二次爆发的情况下保持敏感，反映出肠道群落的高度反应。
Disruption of fish gut microbiota composition and holobiont’s metabolome during a simulated Microcystis aeruginosa (Cyanobacteria) bloom
05-16, doi: 10.1186/s40168-023-01558-2
【主编评语】蓝藻水华是生活在湖泊和池塘等淡水慢系统中的后生动物遇到的最常见的压力源之一。水华损害鱼类健康，特别是通过缺氧和产生包括蓝藻毒素在内的生物活性化合物。Microbiome近期发表的文章，发现短期和长期暴露于蓝藻水华都会影响肠道菌群组成和功能，但肠道菌群在水华结束后可恢复。（@章台柳）
张志刚团队：能适应极端环境的藏猪肠道菌群有何特征？
NPJ Biofilms and Microbiomes[IF:8.462]
① 从低海拔圈养猪（中国和欧洲共287头）和65头高海拔藏猪粪便样本重建获得8210个MAGs，归属于1050个SGBs（73.47%是新物种）；② 藏猪和低海拔猪肠菌结构存在显著差异，藏猪相关SGBs能够消化多种复杂多糖（如纤维素、几丁质和果胶等）；③ 纤维杆菌门和Elusimicrobia相关物种在藏猪肠道中富集，参与短链/中链脂肪酸、氨基酸和维生素合成；④ 纤维杆菌门合成乙酸、丙氨酸、血红素和四氢叶酸等代谢物能力较强，这些代谢物有助于宿主适应高海拔。
Gut microbiome signatures of extreme environment adaption in Tibetan pig
05-24, doi: 10.1038/s41522-023-00395-3
【主编评语】藏猪能够适应青藏高原的极端环境，这与其自身基因组信号有关，但目前对肠道菌群在宿主适应中的作用知之甚少。近日，云南大学张志刚及团队在NPJ Biofilms and Microbiomes发表最新研究，从低海拔圈养猪和高海拔藏猪粪便样本重建获得8210个MAGs，发现纤维杆菌门和Elusimicrobia相关物种与高海拔藏猪有显著关联，可能有助于宿主适应青藏高原极端环境，值得关注。（@九卿臣）
用SNV进行更准确的微生物源追踪
Genome Biology[IF:17.906]
① 目前存在的三种微生物来源追踪方法均以物种丰度作为输入文件，存在分辨率不足的问题；② 将单核苷酸变异（SNV）作为FEAST的输入时，相较物种-FEAST其计算效率提高，并更准确地估计微生物来源；③ 通过出生后一年婴儿的微生物组数据集，验证了其来自母亲的微生物源比例变化；④ 分析新生儿重症监护病房婴儿肠道微生物组，评估环境来源微生物对目标样本贡献的多样性；⑤ 分析海洋微生物组样本，评估了其全球微生物来源的贡献度。
SNV-FEAST: microbial source tracking with single nucleotide variants
04-30, doi: 10.1186/s13059-023-02927-8
【主编评语】这是发表在Genome Biology上的一份工作，作者将SNV作为FEAST的输入文件以提高其准确度和计算效率，同时为了克服计算负担，开发了一种新的标签SNV鉴定方法。通过三个独立的数据集验证了该方法的准确性和鉴定评估了环境样本对目标样本的贡献度，比物种丰度信息作为输入更准确地估计贡献并提供新的见解。（@Johnson）
宁康等：用DeepMicroCancer诊断癌症类型
Briefings in Bioinformatics[IF:13.994]
① 基于组织和血液样本中微生物数据构建了随机森林和转移学习模型-DeepMicroCancer，用于多种类型癌症的诊断；② 构建组织-组织和血液-血液随机森林模型并评估其预测性能后，发现对模型贡献最大的前10个微生物其贡献得分完全不同，表明癌症患者组织和血液中微生物数据特征存在一定差异；③ 建立了组织-血液模型，发现该模型明显优于血液-血液模型；④ 当样本数量较少时，使用转移学习模型可提高癌症诊断的准确性。
Artificial intelligence-enabled microbiome-based diagnosis models for a broad spectrum of cancer types
05-04, doi: 10.1093/bib/bbad178
【主编评语】基于微生物组的癌症诊断是基因组学方法在癌症诊断中日益重要的补充，但目前基于微生物组的癌症诊断模型普遍面临困难。近日，华中科技大学宁康及团队在Briefings in Bioinformatics发表最新研究，基于组织和血液样本中微生物数据开发了一种随机森林和转移学习模型-DeepMicroCancer，用于多种类型癌症的诊断，性能较好，值得关注。（@九卿臣）
南方科技大学：纳米孔选择测序挖掘稀有菌落
Genome Research[IF:9.438]
① 本文建立了一种基于纳米孔选择测序的简单强大的metaRUpore宏基因研究方法；② 该方法对模拟菌群、嗜热厌氧反应器（TAD）菌群和人类肠道菌群的研究中，显著降低高丰度种群数据，适度增加稀有类群的覆盖率；③ 该方法有助于成功实现稀有物种的近似完整的基因组组装，较SR组装显示出更好完整性和连续性，基因流规模较保守；④ 高丰度种群的DNA在RU测序期间被有效地排出，减少数据集中k-mer频率差异，而防止稀有物种的k-mer被过滤掉。
Genome enrichment of rare and unknown species from complicated microbiome by nanopore selective sequencing
04-11, doi: 10.1101/gr.277266.122
【主编评语】肠道菌群中包含有大量稀有菌群，而这些稀有菌群在整个机体的微生态系统的健康和稳定性方面发挥重要的作用。但目前肠道菌群的研究中，稀有菌群是研究的忙点之一，这主要是由于稀有菌群因为其个体生长速度缓慢等原因，在整个肠道菌群中含量稀少，无论是传统的方法还是宏基因组的研究中这部分数据很难被捕获。近期南方科技大学的夏雨团队在Genome Research发表了其课题组最新的研究成果，他们建立一种纳米孔选择测序技术（metaRUpore)，该技术可以极大的降低高丰度菌的测序而适度增加稀有菌的测序覆盖率，对肠道微生物群落宏基因研究提供了积极的技术提升。（@Zhonghua）
解析ADHD和ASD患儿肠道菌群特征
Gut Microbes[IF:9.434]
① 纳入95名受试者，中位年龄10岁，其中32名ADHD，12名ASD，11名共病ADHD/ASD；② ADHD和ASD的肠道菌群组成在α和β多样性方面高度相似，但与非相关对照不同，属水平上粪杆菌和Howardella相对丰度降低，伊格尔兹氏菌、Hungatelle和活泼瘤胃球菌相对丰度增加；③ 一部分患有ADHD和ASD的儿童的正常肠道屏障功能受损，LPS结合蛋白（LBP）升高，且LBP增加与IL-8，IL-12和IL-13呈正相关；④ 肠道屏障通透性增加与ADHD和ASD患者的免疫失调相关。
Children and adolescents with attention deficit hyperactivity disorder and autism spectrum disorder share distinct microbiota compositions
05-18, doi: 10.1080/19490976.2023.2211923
【主编评语】注意力缺陷多动障碍（ADHD）和自闭症谱系障碍（ASD）是常见的神经发育障碍，病因知之甚少，遗传性并不能完全解释疾病的发展。虽然已有研究表明，肠道菌群参与ADHD和ASD的发展，但涉及哪些细菌仍然未知。此外，尽管两种神经发育障碍之间存在临床重叠，但与它们相关的菌群变异尚未平行研究，也从未在共病ADHD/ASD中进行过研究。发表于Gut Microbes上的研究，分析了患有ADHD、ASD和共病ADHD/ASD的儿童和青少年的肠道菌群，评估了肠道屏障和免疫系统在ADHD和/或ASD中的变化。结果发现，在ADHD或ASD儿童中存在肠道屏障破坏和免疫失调。（@RZN）
感谢本期日报的创作者：RZN，Zzz，阿当，Sunflower，九卿臣，DM
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