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杨仕明郭春君团队同日Cell子刊:高原伤精抗癌失效祸起肠菌 热心肠日报

发布时间: 2026-01-08 20:48:59 作者: 新闻中心

  :高海拔环境导致男性质量下降,本研究利用高原人群样本与低压低氧暴露(HHE)小鼠模型,探究肠道菌群在生精功能障碍中的作用和机制。②:高海拔引起肠道菌群失调,富集共生梭菌(C. symbiosum),其代谢物琥珀酸(su)积聚于睾丸,经巨噬细胞GPR91/TRPV4/Ca2+轴引发局部免疫紊乱,从而加剧生精障碍。③:HHE小鼠生育力和质量降低,抗生素处理和粪菌移植实验表明肠道菌群发挥致病作用。④:高原人群及HHE小鼠中,C. symbiosum及其代谢产物琥珀酸(su)水平升高;HHE通过上调肠腔NAD+增强该菌谷氨酸脱氢酶活性,导致su过量产生;灌胃该菌或其富含su的培养上清(而非敲除su合成酶基因frdA的缺陷型菌株)导致小鼠质量下降。⑤:在睾丸中积累的su特异性结合睾丸巨噬细胞表面的GPR91受体,通过TRPV4通道介导胞内Ca2+内流,促使巨噬细胞向促炎亚型(CD68+CD163-)极化并分泌TNF-α,从而直接诱导生精细胞凋亡。⑥:在巨噬细胞特异性Trpv4敲除小鼠中,灌胃C. symbiosum或给予su,均无法诱导睾丸炎症或损伤。

  ①研究背景与设计:本研究结合小鼠模型与多组学分析,系统探究了肠道菌群氨基酸代谢对结直肠癌进展及抗肿瘤免疫的调控作用。②核心发现与意义:研究之后发现拟杆菌属基因bo-ansB通过耗竭肿瘤微环境中的天冬酰胺(Asn)抑制CD8+ T细胞的抗肿瘤活性,确立了饮食、菌群代谢与免疫系统三者间的互作关系是癌症治疗的关键调节轴。③菌群缓冲饮食效应:肠道菌群的存在削弱了高氨基酸饮食对肿瘤生长的直接推动作用,且菌群的氨基酸代谢效率与宿主肿瘤负荷紧密关联。④关键代谢基因锁定:通过对单一代谢基因缺陷菌株的定植筛选,发现拟杆菌的天冬酰胺酶基因bo-ansB能明显影响肿瘤生长,其通过消耗Asn影响肿瘤对膳食Asn的响应。⑤饮食代谢门控效应:定植表达bo-ansB的菌株时,补充Asn会导致肿瘤恶化;而定植敲除bo-ansB的菌株时,补充Asn能增强抗肿瘤免疫;该“双刃剑”效应依赖于功能性CD8+ T细胞。⑥免疫重编程机制:bo-ansB存在时,肿瘤微环境中的Asn水平无法增强CD8+ T细胞的抗肿瘤作用,反被癌细胞作为生长资源;而bo-ansB缺失造成肿瘤微环境Asn大量富集,促使CD8+ T细胞上调转运体SLC1A5,进而增强其干性及线粒体代谢,提升抗PD-1免疫治疗疗效。⑦临床相关性验证:结直肠癌患者粪便中ansB同源基因丰度非常明显升高,且与粪便Asn水平呈负相关,提示该代谢通路具有作为预后标志物或干预靶点的潜力。

  ①研究背景与设计:本研究旨在明确低蛋白饮食改善肾纤维化的关键氨基酸组分,利用单侧输尿管梗阻(UUO)小鼠模型对15种氨基酸限制饮食进行了系统筛选与评估。②核心发现与机制:研究确立了甲硫氨酸限制(MetR)具有最优抗纤维化效能,并揭示其通过表观遗传抑制TGF-β-Smad3-Hoxc8/P-TEFb轴,阻断纤维化基因的转录延伸。③分子通路与转录:TGF-β信号激活Smad3直接结合Hoxc8启动子,诱导其表达并与P-TEFb复合物相互作用,形成正反馈回路驱动纤维化基因转录延伸。④表观遗传调控:MetR明显降低Hoxc8基因启动子区域的激活性组蛋白修饰(H3K4me3和H3K36me3),从染色质层面抑制其转录激活。⑤体内功能验证:成纤维细胞特异性Hoxc8敲除小鼠在UUO及5/6肾切除模型中均表现出纤维化减轻,且术后MetR干预同样具备治疗潜力。⑥临床病理相关性:IgA肾病及多囊肾患者肾组织中HOXC8蛋白表达非常明显升高,且其水平与估算肾小球滤过率(eGFR)呈负相关,提示其临床转化价值。

  ①研究对象与方法:本研究针对复杂环境共污染难题,从驯化活性污泥中分离关键菌株,利用SuperCC基因组尺度代谢模型(GSMM)结合多组学技术,解析了微生物在多碳源条件下的代谢互作网络。②核心发现:提出包含降解菌(Degrader)、辅助菌(Helper)及增效菌(Potentiator)的DHP-Com合成菌群设计范式,以提升污染物降解效能;其中,广谱资源利用菌(辅助菌)驱动群落代谢合作,而呈现稳定高丰度的增效菌发挥维持群落稳定的关键作用。③代谢互作机制:代谢组学与通量平衡分析(FBA)显示,Brevundimonas sp.等增效菌通过分泌氨基酸和多肽向群落提供非竞争性代谢支持,充当维持系统稳态的“沉默守护者”。④群落效能验证:在涵盖抗生素、除草剂等八种污染物的复杂场景中,全功能合成菌群表现出最优的生长与降解性能,增效菌贡献指数(PCI)量化证实了其无法替代的生态位价值。⑤方法学创新意义:SuperCC框架突破了多菌株复杂代谢网络模拟的计算瓶颈,确立了以土著增效菌为核心的理性设计策略,为环境生物修复工程提供了强有力的理论工具。

  ①研究背景与方法:本研究旨在填补啮齿类动物病毒组空白,采集新疆5地101只长尾旱獭的多种组织样本,联合应用MDA及MTT测序技术绘制全病毒图谱。②核心发现与意义:研究鉴定出涵盖21个科的3314个病毒重叠群,发现72种新病毒并揭示组织嗜性及跨物种传播风险,拓展了哺乳动物病毒分类体系。③组织嗜性分布:分析显示病毒群落存在独特的组织生态位,腺病毒主要富集于肠道,疱疹病毒偏好淋巴结,而β冠状病毒属则严格局限于肺部。④冠状病毒新亚属:在肺部发现的两个新种McCoV XJ72F和XJ87F与已知冠状病毒差异显著,基于系统发育及基因组特征被提议归入β冠状病毒属下的新亚属Mabecovirus。⑤跨物种传播证据:系统发育分析表明旱獭携带的轮状病毒A(Rotavirus A)和暂时热病毒属(Ephemerovirus)序列与牛源毒株高度同源,提示畜牧环境中的跨宿主溢出事件。⑥DNA病毒多样性:识别出3个哺乳动物腺病毒属(Mastadenovirus)新种及3个β疱疹病毒亚科(Betaherpesvirinae)新种,且均符合ICTV新物种分类标准。⑦新型环状病毒:从肠道识别出的基因组异常大的环状DNA病毒XJ21C因遗传差异显著被提议建立新科Megacoviridae,同时发现多种新型多瘤病毒及瘤病毒。

  ①研究背景与设计:本研究针对健康穿山甲病毒组基线数据匮乏的问题,利用宏转录组技术对比分析了83只健康与52只患病穿山甲的病毒谱,评估病毒多样性及人畜共患风险。②核心发现与结论:鉴定出51种病毒操作分类单元(vOTU),揭示了健康宿主作为病毒库的潜力,并发现跨物种病毒重组及多种高风险人畜共患病毒。③病毒群落差异:健康个体主要携带Parvoviridae和Circoviridae,而Orthopneumovirus hominis和Orthorubulavirus mammalis等潜在致病原仅在患病个体中检出,有助于区分共生与致病病毒。④跨物种重组证据:在健康穿山甲中发现的Morbillivirus canis序列与家犬来源的同源毒株在特定基因组区域发生了重组事件,提示了野生动物与伴侣动物间的病毒交互动态。⑤共感染网络特征:共感染分析显示Copiparvovirus P171T与Pangolin protoparvovirus存在非常明显强正相关,提示这两种病毒可能共享传播途径或存在生态协同作用。⑥共患病风险:机器学习模型预测出16种具有高人类感染潜能的vOTU,这中间还包括在健康群体中高频检出的Pangolin pestivirus和Manis javanica papillomavirus 1。⑦研究意义与启示:本研究确立了健康穿山甲的病毒组基线,强调了在“同一健康”框架下监测无症状野生动物对于预警新发传染病溢出的关键价值。

  ①研究背景与设计:本研究针对使用捕食螨进行生物防治的潜在生态副作用,利用长期田间试验及土壤微宇宙模型,探究了投放捕食螨(Stratiolaelaps scimitus)对茶园土壤抗生素抗性基因(ARGs)和毒力因子(VFGs)扩散的影响。②核心发现:研究之后发现,捕食螨通过食物链级联效应强化了对细菌的捕食压力,筛选出具有高防御力的放线菌门成为优势类群,进而导致土壤ARGs和VFGs丰度非常明显升高。③群落演化机制:捕食螨处理驱动细菌群落发生基因组简化并向高GC含量演化,放线菌门凭借高核苷酸多样性和生长速率优势,其相对丰度从对照组的25.0%激增至41.8%。④关键物种分析:宏基因组分析锁定假诺卡氏菌科(Pseudonocardiaceae)为ARGs和VFGs的主要宿主,其在全球不同生境中普遍携带多重耐药基因(如利福平耐药相关基因)及免疫调节等毒力因子。⑤机制验证实验:微宇宙实验证实,捕食螨通过捕食弹尾纲触发营养级联效应,导致原生生物与细菌的网络连接度增加,进而驱动抵抗原生生物捕食的放线菌富集及抗性基因扩散。⑥应用前景启示:根据结果得出捕食螨生物防治在控制害虫的同时可能带来微生物组层面的抗性基因传播风险,提示在可持续农业管理中需将“同一健康”风险纳入评估体系。

  ①DPO研究背景与设计:吡嗪类群体感应分子3,5-二甲基吡嗪-2-醇(DPO)此前仅见于致病菌霍乱弧菌,本研究筛选37种人肠道共生菌并构建合成菌群小鼠模型,探究其在健康菌群中的分布与动态。②核心发现与价值:证实DPO广泛存在于肠道共生菌,确立其作为新型广谱群体感应分子,在维持菌群结构稳定的同时介导细菌通讯及宿主互作。③共生菌普遍合成DPO:体外筛选发现18种高产菌株(如d大肠杆菌)DPO浓度1 μM,覆盖革兰氏阴性/阳性菌,打破了仅弧菌属合成的认知。④DPO体内分布特征:高产菌株接种导致小鼠肠道DPO非常明显升高并富集于下消化道,推测与该区域黏蛋白富含合成前体L-苏氨酸有关。⑤功能与结构的解耦:高产菌株定植虽未显著改变微生物多样性,但DPO水平的剧变揭示了传统测序无法捕捉的微生物功能层面活跃动态。⑥合成机制与调控潜力:DPO合成依赖高度保守的L-苏氨酸3-脱氢酶(Tdh),表明该保守通路可能广泛调节菌群组装及宿主生理。⑦研究工具创新:开发DPO全细胞生物传感器(WCB)结合合成菌群模型(hCom2),为解析肠道微生物分子通讯提供了新工具。

  ①核心主旨:本文综述了帕金森病作为一种系统性疾病,其发病机制涉及肠道微生物组失调引发的全身炎症及T细胞介导的自身免疫反应。②菌群失调特征:患者肠道内短链脂肪酸(SCFA)产生菌减少,而嗜黏蛋白阿克曼氏菌等黏蛋白降解菌增多导致肠道屏障受损。③免疫炎症机制:菌群失调导致辅助性T细胞17(Th17)与调节性T细胞(Treg)比例失衡,并激活Toll样受体(TLR)引发炎症级联反应。④自身免疫反应:微生物抗原可通过分子模拟机制(如细菌淀粉样蛋白)诱导针对α-突触白的T细胞自身免疫反应及线粒体抗原呈递。⑤肠脑轴向传播:肠道炎症信号和免疫细胞可经迷走神经或血液循环进入中枢神经系统,激活小胶质细胞并加剧多巴胺能神经元死亡。⑥潜在治疗策略:益生元、益生菌和粪菌移植(FMT)等疗法旨在通过重建肠道菌群平衡和免疫稳态来改善帕金森病的运动及非运动症状。⑦未来研究方向:未来需通过纵向研究明确微生物组改变与疾病的因果关系,并解析遗传风险如何通过“微生物-免疫轴”影响疾病进程。

  ①研究背景与设计:本研究通过欧洲克罗恩病和结肠炎组织(ECCO)协作网络,回顾性分析了142例布难治或依赖型显微镜下结肠炎(MC)患者接受高级疗法的真实世界结局。②核心发现与药物比较:研究表明JAK抑制剂在短期临床缓解率及长期治疗持续性方面,均显著优于抗TNF制剂及维多珠单抗。③短期疗效与数据分析:JAK抑制剂组的诱导期临床应答率高达95.2%,明显高于抗TNF制剂(约64%)和维多珠单抗(59.1%),多变量分析证实药物类别是疗效的独立预测因子。④长期维持与停药风险:JAK抑制剂的中位治疗维持的时间达1.6年,显著长于生物制剂组(0.6-0.9年),其维持治疗的比值比(OR)为5.07 ,因原发性无应答或继发性失效而停药的比例更低。⑤手术干预与临床启示:尽管使用了生物制剂或小分子药物,全组仍有6例(4.2%)患者因药物控制失败最终接受结直肠切除或造口手术,提示难治性MC仍存在未被满足的治疗需求。