07 月 15 日的《热心肠日报》，我们解读了 9 篇文献，关注：新冠，交叉反应，三代测序，拉曼，宿主遗传，多囊卵巢综合征，肠道菌群代谢产物，脆弱拟杆菌，生物材料。

Science子刊：对新冠病毒的预存免疫可能源于对共生菌的交叉反应

Science Immunology——[30.63]

① 分析疫情前的健康人血液样本，采用pMHC四聚体染色和富集方法，鉴定出预存的新冠病毒特异性CD4+ T细胞，一大部分为记忆T细胞；② 这些预存的新冠病毒特异性T细胞具有多样化的特征，包括多种极化状态和向屏障组织（如肠道、皮肤）迁移的潜力；③ 这些T细胞能与皮肤和胃肠道的共生细菌抗原发生交叉反应，其水平可能类似对普通感冒冠状病毒的交叉反应水平；④ 对共生微生物的非感染性暴露可能是影响对新冠病毒预存免疫的一个关键因素。

【主编评语】

此前研究表明，在未感染新冠病毒（SARS-CoV-2）的个体中，存在识别新冠病毒的T细胞，包括病毒特异性的记忆细胞。这种对新冠病毒的预存免疫记忆，可能一定程度上源于过去对普通感冒冠状病毒的感染经历，同时可能也存在其他的抗原刺激来源在共同塑造这种预存免疫。Science Immunology最新发表的一项研究表明，由共生微生物的抗原刺激引起的T细胞交叉反应，可能是塑造对新冠病毒预存免疫的一个重要因素。这为理解新冠症状/风险在不同个体中的差异性提供了新视角。（@mildbreeze）

【原文信息】

SARS-CoV-2-specific T cells in unexposed adults display broad trafficking potential and cross-react with commensal antigens

2022-07-14, doi: 10.1126/sciimmunol.abn3127

Nature子刊：纳米孔R10.4测序无需矫正，可获得更高水平的细菌基因组

Nature Methods——[47.99]

① 使用R10.4纳米孔芯片测序，序列准确度可达99%；② 通过模拟数据评测，与R9.4.1数据相比，在覆盖度超过40X，R10.4可从纯培养物或宏基因组数据中生成接近完整的细菌基因组，而无需短读长序列校正；③ 相比R9.4.1，R10.4组装精度的提升，主要是由于对均聚物处理能力的提高；④ 目前R9.4.1的吞吐量比R10.4高出至少两倍，因此目前性价比最高的选择是R9.4.1加Illumina短读长测序校正。

【主编评语】

Oxford Nanopore测序平台具有高通量、信息丰富、平台设备多样化的特点。纳米孔测序无读长限制，能够对包括短读长在内的任何DNA序列片段进行测序。纳米孔测序的准确度一直被大家关注，研究人员也通过不断更新纳米孔设计和改造马达蛋白酶来提高测序准确度。近日，丹麦奥尔堡大学在Nature Methods发表最新研究，他们通过模拟数据测评了R9.4.1和R10.4纳米孔芯片产生的数据，发现R10.4组装精度提升，主要归结于对均聚物处理能力的提高。此外，R10.4可从纯培养物或宏基因组数据中生成更高水平的细菌基因组，而无需短读长序列校正。但是R9.4.1纳米孔芯片的数据产出量大和成本较低，因此，目前选择R9.4.1加Illumina短读长测序校正的性价比更高，值得相关人员进一步关注和测试。（@九卿臣）

【原文信息】

Oxford Nanopore R10.4 long-read sequencing enables the generation of near-finished bacterial genomes from pure cultures and metagenomes without short-read or reference polishing

2022-07-04, doi: 10.1038/s41592-022-01539-7

拉曼结合原位杂交实现单细胞水平菌群代谢分析

PNAS——[12.779]

① 报告一种基于成像的方法开发，称为受激拉曼散射-双光子荧光原位杂交 (SRS-FISH)，用于以单细胞分辨率对微生物群落进行高通量代谢和身份分析；② SRS-FISH提供每个细胞10到100毫秒的成像速度，比目前最先进的方法快两到三个数量级；③ 结合重水中的氘作为活动标记，描绘人体肠道微生物组中30000个单细胞对各种黏膜糖的代谢反应；④ 成功应用SRS-FISH识别人类肠道微生物组中有效的黏膜糖利用者，黏膜糖代谢通常由拟杆菌门主导。

【主编评语】

这是发表在PNAS上的一份工作，作者结合受激拉曼散射的优势进行单细胞稳定同位素探测以及双光子FISH，以高通量方式识别细胞，同时实现对胞内直径约为1µm的低浓度代谢物检测。该技术相较传统自发拉曼技术，具备通量高、成像速度快的优势。在原位跟踪人体肠道微生物的黏膜糖觅食相关行为时，作者发现黏膜糖代谢通常由拟杆菌门主导，但在岩藻糖代谢方面梭菌表现优于拟杆菌门。（@Johnson）

【原文信息】

SRS-FISH: A high-throughput platform linking microbiome metabolism to identity at the single-cell level

2022-06-21, doi: 10.1073/pnas.2203519119

国内团队：宿主遗传学与“菌脉”相传（综述）

Trends in Genetics——[11.821]

① 生命早期肠道菌群与后续多种疾病有关；② 早期肠道菌群的建立和发育与母体肠道、阴道、乳汁和皮肤的菌群有关，且受分娩方式、喂养方式、母体疾病等因素影响；③ 母体遗传背景影响阴道、乳汁和肠道菌群构成，进而通过母婴垂直传递影响子代肠道菌群建立；④ 代际菌群垂直传递与宿主遗传有关，且不仅受到母体遗传的影响，还受到父系遗传的影响；⑤ 宿主遗传学和微生物组之间的相互作用是双向的：宿主遗传影响菌群组成，菌群影响宿主基因表达。

【主编评语】

四川大学华西第二医院Shaopu Wang与团队在Trends in Genetics发表综述，探讨了宿主遗传学在塑造菌群代际传递中的作用。（@mildbreeze）

【原文信息】

The road not taken: host genetics in shaping intergenerational microbiomes

2022-06-27, doi: 10.1016/j.tig.2022.05.016

国内团队：菌群代谢物NAMO或可预防单纯疱疹病毒性脑炎

Gut Microbes——[9.434]

① 单纯疱疹病毒性脑炎（HSE）小鼠表现出肠道菌群失调、代谢产物组成及色氨酸-烟酰胺代谢发生改变；② 单纯疱疹病毒I型（HSV-1）嗜神经性感染激活小胶质细胞，改变免疫特性和细胞数量，刺激抗病毒免疫反应，并诱导HSE；③ 抗生素处理肠道菌群导致小胶质细胞过度活化，炎症反应、细胞因子 de产生增强，病毒载量增加，最终导致HSE；④ 新霉素敏感菌产生的烟酰胺n-氧化物（NAMO）可恢复NAD+依赖的线粒体自噬，抑制小胶质细胞活化和HSE进展。

【主编评语】

单纯疱疹病毒性脑炎（HSE）是由单纯疱疹病毒 I 型（HSV-1）感染引起的并发症，可导致免疫缺陷病人出现神经系统疾病甚至死亡。然而影响HSE的潜在因素未知。近日，暨南大学王一飞团队在Gut Microbes 发表文章，通过研究肠道菌群对HSV-1感染和HSE进展的影响，发现肠道菌群代谢物烟酰胺n-氧化物（NAMO）通过调节小胶质细胞线粒体的自噬，可预防HSE。因此，通过细菌或营养的方法可能是未来治疗嗜神经病毒相关神经退行性疾病的新策略。（@圆圈儿）

【原文信息】

The intestinal microbial metabolite nicotinamide n-oxide prevents herpes simplex encephalitis via activating mitophagy in microglia

2022-07-06, doi: 10.1080/19490976.2022.2096989

饮食和多囊卵巢综合征（PCOS）对肠道菌群的影响

Gut Microbes——[9.434]

① 对多囊卵巢综合征（PCOS）样小鼠和对照组小鼠，给予蛋白质、碳水化合物和脂肪含量不同的营养干预；② 膳食宏量营养素的比例影响对照和PCOS样小鼠的肠道菌群α和β多样性；③ 相同饮食模式下，对照组和PCOS样小鼠之间的菌群α多样性无显著差异，而β多样性受PCOS病理而显著改变；④ 一个与产酸拟杆菌相似度99.2%的OTU与肥胖负相关，且在PCOS样小鼠中显著减少；⑤ 移植对照小鼠的粪便菌群，使受体PCOS样小鼠的肠道菌群向对照转变，但未改善病理。

【主编评语】

多囊卵巢综合征（PCOS）一种常见的育龄女性内分泌和代谢疾病，与肠道菌群存在关联。Gut Microbes发表的这项研究在小鼠模型中揭示了膳食宏量营养素和PCOS病理对小鼠肠道菌群的影响，并进一步探索了粪菌移植对PCOS小鼠菌群和病理的影响。（@mildbreeze）

【原文信息】

The interplay between PCOS pathology and diet on gut microbiota in a mouse model

2022-07-04, doi: 10.1080/19490976.2022.2085961

蜂类肠道共生菌的物种分化

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America——[12.779]

① 对来自多种蜂类的共生肠菌Gilliamella（117株）和Snodgrassella（57株）进行基因组测序，构建进化树并用基因流方法进行细菌种类划分，表明细菌的谱系分化存在于不同宿主物种之间，也存在于单个宿主个体之内；② 细菌功能基因（如糖代谢、含氮废物利用及细菌间互作相关基因等）的富集情况的差异，反映了对特定宿主和生态位的适应；③ 利用工程荧光细菌发现Gilliamella的不同谱系分布于宿主后肠的不同区域，与菌的氮利用能力的差异相对应。

【主编评语】

PNAS发表的这项研究以社会性蜂类的肠道细菌为研究对象，探索了共生菌的谱系演化和物种趋异的形成机制。结果表明，细菌在不同宿主物种中的长期隔离，以及在单个宿主内部的空间生态位划分，都可阻隔同种细菌菌株之间的基因流动，从而导致细菌的谱系分化。（@mildbreeze）

【原文信息】

Species divergence in gut-restricted bacteria of social bees

2022-04-25, doi: 10.1073/pnas.2115013119

同时激活宿主靶向毒素和细菌靶向毒素的半胱氨酸蛋白酶

mBio——[7.786]

① 脆弱拟杆菌NCTC9343对其它三株脆弱拟杆菌存在独立于VI型分泌系统的代谢物杀菌活性；② 转座子文库筛选出其杀菌活性关键基因为fpn和fab1；③ 半胱氨酸蛋白酶Fpn可切割宿主靶向毒素原毒素BFT，也切割细菌靶向毒素原毒素Fab1，导致其分泌和抗菌活性；④ fab1下游基因产物Rfab1可保护宿主免受Fab1介导的杀菌作用；⑤ fpn基因在92株脆弱拟杆菌基因组中高度保守，其中仅有20%存在fab1/rfab1基因簇，即其独立于fpn进行水平基因转移。

【主编评语】

这是发表在mBio的一份工作，作者通过杀菌表型筛查发现了脆弱拟杆菌种内不依赖于VI型分泌系统的拮抗作用，通过转座子文库筛选发现了半胱氨酸蛋白酶Fpn以及新的细菌靶向毒素元毒素Fab1在抗菌活性的重要贡献，有趣的是，Fpn同时还介导宿主靶向毒素原毒素BFT的活化。fab1其下游往往存在rfab1基因可介导宿主免受Fab1的杀伤作用。fpn在脆弱拟杆菌中高度保守，但fab1/rfab1基因簇比例较少，可能独立于fpn进行水平基因转移。另外，Fpn也可能介导其他的途径行使抗菌活性。（@Johnson）

【原文信息】

A Common Pathway for Activation of Host-Targeting and Bacteria-Targeting Toxins in Human Intestinal Bacteria

2021-08-31, doi: 10.1128/mBio.00656-21

凝胶贴片预防肠吻合口漏

Advanced Functional Materials——[19.924]

① 制备以一种由四种丙烯酸物质组成的新型聚(丙烯酰胺-丙烯酸甲酯-丙烯酸)水凝胶，用于封闭吻合口瘘；② 新型水凝胶通过交叉渗透水凝胶网络连接到肠壁表面，增强了粘附性；③ 与纤维蛋白基密封剂(包括Tachosil)相比，新型水凝胶即使暴露在肠道液体中也不会降解，并具有很强的组织黏附性；④ 此外，新型水凝胶在离体肠道模型中有效地封闭吻合口，显著优于Tachosil。

【主编评语】

这是发表在Advanced Functional Materials上的一份工作，作者通过聚合四种丙烯酸单体获得了粘性聚（丙烯酰胺-丙烯酸甲酯-丙烯酸）贴片，通过两次交联固化可以实现在肠吻合口处的强粘附和长期滞留，比目前商用封闭剂有效时间更长（贴片失效时间>24 小时，而常用的 Tachosil 为 5 分钟），有效阻止肠漏发生，表现出良好商业化前景。（@Johnson）

【原文信息】

Chemically Stable, Strongly Adhesive Sealant Patch for Intestinal Anastomotic Leakage Prevention

2021-02-01, doi: 10.1002/adfm.202007099

感谢本期日报的创作者：mildbreeze，青城昊，白蓝木，汪汪，DMG-Quasimodo，Zhang，小飞笛发发，Johnson，Pumpkin

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