10月26日的《熱心腸日報》，我們解讀了 10 篇文獻，關注：抗生素，糖尿病，胃腸道炎症，膽汁酸，心血管代謝，H2S，奶牛，精子質量，帕金森病，類黃酮，中藥。

Nature Reviews：腸道菌群和膽汁酸代謝如何影響人體健康（綜述）

Nature Reviews Microbiology——[78.297]

① 腸道菌群參與初級膽汁酸（BA）向次級膽汁酸的轉化和腸肝再循環，其組成、豐度和代謝活性受BA的影響；② 抗生素使用等因素引起的菌群失調、體育運動對胃腸蠕動的影響、飲食成分中的膽固醇和纖維等因素都會影響菌群對BA的代謝；③ 菌群BA代謝失調與艱難梭菌感染、炎症性腸病、代謝綜合征及肥胖、肝腸腫瘤的發生發展有關；④ 通過糞菌移植或補充益生菌改善菌群組成、或使用次級BA調節菌群的BA代謝，可能有益于上述疾病的防治和維持人群健康。

【主編評語】

膽汁酸（BA）是兩親性類固醇分子，既在小腸內促進脂質的吸收或排泄，又能夠作用于多個器官影響個體的代謝、免疫等功能。初級BA由肝細胞合成，而腸道菌群的代謝途徑則可將初級BA轉化成次級BA。近日，Nature Reviews Microbiology發表的綜述文章，系統總結了宿主-腸道菌群的相互作用如何通過菌群影響BA庫、BA反過來如何塑造菌群組成，並對菌群-膽汁酸網絡失調引發的疾病及其潛在治療手段進行了探討。（@芥末）

【原文信息】

Bile acids and the gut microbiota: metabolic interactions and impacts on disease

2022-10-17, doi: 10.1038/s41579-022-00805-x

Nature Reviews：抗生素如何影響糖尿病及胃腸道炎症疾病（綜述）

Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology——[73.082]

① 抗生素的廣泛使用與IBD、乳糜瀉、嗜酸性食管炎、1型/2型糖尿病的增加相關；② 抗生素暴露誘導腸道菌群組成及功能發生顯著變化，這種變化可被轉移並可影響疾病進展；③ 抗生素暴露的水平、類型及時間（尤其是兒童時期）可解釋疾病風險的差異；④ 越來越多的證據表明抗生素誘導的菌群失調與疾病發展相關，需要前瞻性流行病學研究、臨床試驗等進一步證實；⑤ 益生菌/元、合生制劑、糞菌移植等新興療法可恢複菌群，但最重要的是抗生素使用的管理。

【主編評語】

Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology上發表的一篇綜述文章，詳細介紹了抗生素暴露與胃腸道炎症疾病（IBD、乳糜瀉、嗜酸性食管炎）及糖尿病（包括1型及2型）的關聯，並基于流行病學研究討論了腸道菌群在上述疾病中的作用機制，同時基于臨床試驗數據總結了抗生素的影響。（@aluba）

【原文信息】

Antibiotics in the pathogenesis of diabetes and inflammatory diseases of the gastrointestinal tract

2022-10-18, doi: 10.1038/s41575-022-00685-9

Nature Reviews：一文讀懂腸道菌群與心血管代謝疾病（綜述）

Nature Reviews Cardiology——[49.421]

① 心血管代謝疾病的腸道表現包括菌群豐度和多樣性下降、産丁酸菌等有益菌減少、潛在致病菌增加；② 腸道菌群或宿主-菌群共有代謝物，如短鏈脂肪酸、膽汁酸、氧化三甲胺等，溝通腸道與腸外器官，傳遞環境暴露、疾病風險等信號；③ 腸道菌群影響心血管藥物生物利用和治療效果，藥物反過來影響菌群的生境、組成和活性；④ 補充益生元、合生制劑、後生元，通過生物工程菌株或腸道菌群編輯改善體內菌群結構，或是防治心血管代謝疾病的潛在手段。

【主編評語】

肥胖、血脂異常、胰島素抵抗等心血管代謝疾病往往先于心血管疾病發生，並與腸道菌群失調關系密切。近日，Nature Reviews Cardiology發表綜述，系統總結了心血管代謝疾病發生發展過程中腸道菌群的變化，描述了腸道菌群及其代謝物影響宿主代謝和心血管藥物療效的機制，對精確靶向腸道菌群治療心血管代謝疾病的潛在手段進行了歸納。（@芥末）

【原文信息】

The potential of tailoring the gut microbiome to prevent and treat cardiometabolic disease

2022-10-14, doi: 10.1038/s41569-022-00771-0

Nature子刊：腸道穩態維持不僅僅依賴酶促反應，還有普通化學反應

Nature Metabolism——[19.865]

① 體外實驗、大腸杆菌培養實驗、腸道菌群培養實驗以及小鼠體內實驗均證明H2S可通過非生物性化學反應實現偶氮類物質的偶氮還原；② H2S介導的偶氮還原對腸道化學環境調節發揮著重要的作用；③ H2S主要源于腸道菌群對半胱氨酸的代謝，因此基于半胱氨酸代謝的H2S生成是腸道菌群的核心生化輸出；④ 給予異源偶氮物質可降低腸道中的H2S濃度，緩解H2S在腸道內的積累，二者協同調控腸道化學環境穩態；⑤ 這種化學物質互作是維持腸道化學穩態的重要機制。

【主編評語】

H2S是腸道中一種重要的還原性物質，主要來源有腸道菌群對含硫蛋白代謝産生、硫酸鹽細菌産生，以及由宿主腸道上皮代謝産生。在機體內，H2S對結腸細胞具有毒性，但是另一方面H2S可以促進腸道黏液層的完整性，具有神經保護的作用，因此對于其對腸道的，特別是腸道化學環境的影響具有重要的作用。近期一篇發表在Nature Metabolism上的研究工作，發現H2S在腸道中可以介導非生物性的氧化還原反應，促進偶氮類物質偶氮鍵的斷裂，從而消除偶氮類物質對機體的有害作用。這一研究揭示了腸道化學環境中的非生物性化學變化，提示這類化學變化對腸道化學環境的塑造具有重要的影響。（@Zhonghua）

【原文信息】

Bacterial hydrogen sulfide drives cryptic redox chemistry in gut microbial communities

2022-10-20, doi: 10.1038/s42255-022-00656-z

Cell子刊：次級膽汁酸代謝紊亂是1型糖尿病前兆

Cell Reports Medicine——[16.988]

① 對23例産生單個抗胰島抗體兒童（P1Ab)，13例産生多抗胰島抗體兒童（P2Ab）和38例對照（CTR）的6個不同年齡期血清膽汁酸（BA）代謝、大便樣本中腸道菌群組成進行了相關分析；② 年齡對于BA代謝和腸道菌群組成的影響最爲顯著；③ 腸道菌群和BA代謝改變與胰島自身免疫活性密切相關；④ P2Ab組的次級BA代謝産物在胰島抗體出現時顯著降低，腸道菌群組成和豐度發生顯著相關變化；⑤ 宿主-菌群間次級BA協同代謝失調早發于胰島自身免疫和I型糖尿病。

【主編評語】

膽汁酸是由肝髒中膽固醇爲底物合成的兩親性分子，是促進小腸中脂質吸收的重要因子。膽汁酸代謝在體內分爲初級代謝和次級代謝，經膽管排入腸道後，大部分膽汁酸會經過二次吸收進入機體，在全身脂質代謝和葡萄糖代謝中發揮關鍵的調控作用。已有很多研究發現膽汁酸代謝異常與包括脂肪肝、心髒病、2型糖尿病在內的多種疾病相關。因此，腸道菌群-膽汁酸調控軸成爲代謝疾病臨床治療潛在的靶點。有研究顯示在胰島自體免疫疾病以及1型糖尿病兒童早期伴隨有膽汁酸代謝異常和腸道菌群紊亂的特征，但膽汁酸代謝異常和腸道菌群紊亂在疾病發生的關系尚不明確。近期一篇發表在Cell Reports Medicine的研究工作，對一組後期發展爲胰島自身免疫疾病和1型糖尿病的兒童進行了前瞻性的分析，結果顯示膽汁酸代謝異常與疾病的早期特征有強相關性。（@Zhonghua）

【原文信息】

Dysregulation of secondary bile acid metabolism precedes islet autoimmunity and type 1 diabetes

2022-10-03, doi: 10.1016/j.xcrm.2022.100762

毛勝勇團隊：奶牛腸道菌群代謝膽汁酸的規律及高精料日糧的擾動效應

ISME Journal——[11.217]

① 采集18頭奶牛的108個全腸道內容物樣品測序，獲得372個MAGs參與膽汁酸解聚、氧化和去羟化途徑；② 奶牛十二指腸和空腸中膽汁酸以牛磺膽酸和甘膽酸等爲主，後腸主要是脫氧膽酸等；③ 膽汁酸代謝物種主要來自Acutalibacteraceae和另枝菌屬，攜帶膽汁鹽水解酶（BSH）物種普遍會降解宿主粘液多糖；④ 439個BSH基因可聚爲12個Clusters，Cluster1中BSH基因豐度增加與厚壁菌門菌株CAG-110有關，其豐度增加會促進膽酸濃度升高，與腸道炎症密切相關。

【主編評語】

膽汁酸（BA）是介導動物腸道菌群與宿主互作的重要信號分子，盡管BA相關微生物菌株和酶對單胃動物的重要性已經得到認可，但有關反刍動物腸道內BA組成、BA代謝相關的微生物群落結構及其功能尚不清楚。近日，南京農業大學毛勝勇及團隊在ISME Journal發表最新研究，通過對18頭奶牛的108個全腸道內容物樣品測序，獲得了372個MAGs參與膽汁酸解聚、氧化和去羟化途徑。發現奶牛腸道不同部位的膽汁酸組成分布呈區段化特點，高精料日糧幹預試驗，發現Cluster1（對膽汁鹽水解酶相關基因聚類獲得）中BSH基因豐度增加與厚壁菌門菌株CAG-110有關，其豐度增加會促進膽酸濃度升高，與腸道炎症密切相關。總之，該研究進一步明確了奶牛腸道菌群代謝膽汁酸的基本規律，也揭示了日糧結構對微生物代謝膽汁酸及腸黏膜免疫穩態的影響，值得關注。（@九卿臣）

【原文信息】

Genome-centric investigation of bile acid metabolizing microbiota of dairy cows and associated diet-induced functional implications

2022-10-19, doi: 10.1038/s41396-022-01333-5

趙勇團隊：調節2型糖尿病小鼠的腸道菌群可提高精子質量

Microbiology spectrum——[9.043]

① 建立5周齡小鼠的2型糖尿病（T2D）模型，移植褐藻寡糖處理後小鼠的糞菌（A10-FMT）顯著降低血糖；② T2D小鼠的精子濃度及精子運動能力顯著降低至健康小鼠的10%-20%，A10-FMT恢複5-10倍；③ A10-FMT顯著增加T2D小鼠小腸中的Allobaculum、小腸及糞便中的乳杆菌屬、血液中的丁酸及其衍生物、二十碳五烯酸（EPA）、睾丸中的二十二碳六烯酸（DHA）、EPA、睾酮及其衍生物；④ A10-FMT改善肝功能及系統性抗氧化環境，並促進精子發生相關蛋白的表達。

【主編評語】

中國農業科學院的趙勇團隊在Microbiology spectrum上發表的一項最新研究，發現2型糖尿病小鼠的精子濃度及精子運動能力顯著降低，而移植褐藻寡糖處理後小鼠的糞菌可改善腸道菌群，並增加血液和/或睾丸中的特定代謝産物（睾酮等），以促進精子發生，從而恢複精子的濃度及運動能力。（@aluba）

【原文信息】

Gut-Testis Axis: Microbiota Prime Metabolome To Increase Sperm Quality in Young Type 2 Diabetes

2022-10-10, doi: 10.1128/spectrum.01423-22

劉威團隊：腸源性α-突觸核蛋白啓動和加重帕金森病的發病機理

Translational Neurodegeneration——[9.883]

① 在果蠅腸道內特異地表達人源α‑synuclein，表現帕金森病相關症狀，如壽命縮短，運動受損和多巴胺神經元丟失；② 高表達人源α‑synuclein引起果蠅腸道損傷、異質性增生和基因表達譜異常；③ 腸源α‑synuclein導致腸道菌群紊亂，去除微生物組和抑制菌群紊亂有效地減緩帕金森病嚴重性；④ 腸道菌群紊亂激活DUOX–ROS–JNK信號通路；⑤ 腸源α‑synuclein與腦源性α‑synuclein協同作用，進一步加重帕金森病症。

【主編評語】

帕金森病（PD）是發病率第二高的神經退行性疾病，Braak提出了著名假說，認爲帕金森疾病起源于人的腸道。小鼠模型證實，腸源性α‑synuclein通過迷走神經誘發和加重帕金森病，但是目前對單純的腸源性α‑synuclein是否具有致病性仍然未知。近日，安徽農業大學劉威與新加坡國立神經科學研究所Tan Eng-King等共同在Translational Neurodegeneration發表文章。該文巧妙地利用果蠅模型，特異地在腸道內表達人源α‑synuclein，研究單純的腸道源α‑synuclein在帕金森致病過程中誘發性機理，並且發現腸源性α‑synuclein導致腸道菌群紊亂和腸組織異型增生，表明單純腸源性α‑synuclein即可誘發帕金森病。與此同時，單純腸源性α‑synuclein與腦源性α‑synuclein協同作用，進一步加重帕金森病症。因此，該研究提示公衆，關注腸源性α‑synuclein在帕金森病的早期預防和病變過程中的作用。（@熱心腸小夥伴們）

【原文信息】

Intestine-derived α-synuclein initiates and aggravates pathogenesis of Parkinson’s disease in Drosophila

2022-10-17, doi: 10.1186/s40035-022-00318-w

燕茹團隊：黃酮對β葡萄糖醛酸酶抑制的結效評價

International Journal of Biological Macromolecules——[8.025]

① 評價了21種膳食黃酮對3種不同來源的Loop-1型GUS（β葡萄糖醛酸酶）的抑制作用，通過體外實驗和代表性化合物分子對接初步建立了GUS抑制的構效關系；② 黃酮對大腸杆菌和巴士葡萄球菌GUS的抑制特性相似，其羟基以及B環上羟基數量與抑制能力高度正相關，分子對接結果顯示通過A和/或C環能形成強相互作用；③ 黃酮對無乳鏈球菌GUS的抑制呈現不同特征，其GUS上α-螺旋空間位阻提供的與黃酮C環羰基接觸的疏水表面是其被變構抑制所必須的。

【主編評語】

哺乳動物腸道菌群中不同的菌屬有不同的β葡萄糖醛酸酶（GUS），而GUS在宿主健康中發揮著重要的作用。如對糖苷標記的多種生物活性物質的去糖苷作用有有助于這些物質的再吸收利用。近來有研究發現，一些臨床藥物代謝過程也有GUS的參與，如結腸癌一線藥物伊立替康在被糖苷化修飾經膽道排出後，會在腸道中被GUS去糖苷化而導致腸道毒性。因此在如結腸癌等疾病的治療中，應用GUS抑制劑抑制其酶活性有助于降低臨床的副作用。然而，由于腸道中GUS衆多，結構和活性非常複雜，因此如何篩選出特異性的或者是廣譜性的GUS抑制劑是該領域面臨的巨大挑戰。近期國內澳門大學燕茹團隊在International Journal of Biological Macromolecules上報道了其在該領域的最新研究進展，基于食源性黃酮是GUS天然抑制劑的特征，他們評價了21種食源性黃酮對3種不同來源的GUS在催化對硝基苯-β-d-葡糖苷酸水解的抑制效應，並通過分子對接實驗結果提出不同GUS結構和活性的相關性。這些研究結果提示，不同黃酮對來源不同的Loop-1型GUS有不同的抑制偏好性，強調在GUS抑制劑篩選中需要綜合設計。（@Zhonghua）

【原文信息】

Inhibition and structure-activity relationship of dietary flavones against three Loop 1-type human gut microbial β-glucuronidases

2022-09-09, doi: 10.1016/j.ijbiomac.2022.09.018

燕茹團隊：傳統中藥如何有益結腸炎治療

Chinese Medicine——[4.546]

① 在大鼠中研究補益藥人參、黃芪與解毒藥黃芩、大黃的提取物對DSS誘導的結腸炎的治療作用；② 比解毒藥相比，補益藥更有效地緩解結腸炎症狀、結腸損傷和免疫失衡；③ 四種草藥均改善了結腸炎大鼠的腸道菌群結構，但改善後的結構因不同草藥而異，這與不同的活性成分、作用靶點相關；④ 草藥引起的腸道菌群變化早于宿主尿液代謝譜變化，尿液代謝譜與差異菌屬相關性隨幹預進程增加；⑤ 大黃和黃芩幹預分別改變大鼠尿液葡萄糖醛酸和酰基甘氨酸水平。

【主編評語】

近年來，全球範圍內炎症性腸病（IBD）的發病率呈升高趨勢。常用于緩解IBD的類固醇、免疫抑制劑等藥物易發生不良反應和耐藥，而傳統中醫藥有望成爲IBD的替代療法。根據中醫理論，補益藥（如人參、黃芪）、解毒藥（如黃芩、大黃）常作爲緩解腸炎等胃腸疾病的複方制劑的主要成分。但這些藥物治療腸炎的具體機制尚不清楚。澳門大學中華醫藥研究院及中藥質量研究國家重點實驗室燕茹教授及其團隊近日在Chinese Medicine發表研究文章，發現在大鼠中，上述四種中藥均可通過改善腸道菌群和調節宿主代謝而治療實驗性結腸炎，促進了對傳統中藥補益藥和解毒藥的現代科學理解。（@芥末）

【原文信息】

Understanding the tonifying and the detoxifying properties of Chinese medicines from their impacts on gut microbiota and host metabolism: a case study with four medicinal herbs in experimental colitis rat model

2022-10-04, doi: 10.1186/s13020-022-00673-w

感謝本期日報的創作者：芥末，aluba，Sunflower，一只豆豆菌，Zzz，熱心腸小夥伴們，XC YIN

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