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《自然·医学》双发:从菌群和代谢组,一窥心血管疾病 | 热心肠日报

今天是第2088期日报。

Nature子刊:代谢组+微生物组,揭示心血管疾病的个体化风险因素

Nature Medicine[IF:53.44]

① 纳入199名ACS患者和970名对照,鉴定出ACS独特的代谢组和肠道菌群特征;② ACS中533种血清代谢物发生改变,水平降低的占大多数且多与菌群和饮食有关;③ ACS肠道菌群中某种梭菌科细菌耗竭,其与多个CAD相关代谢物的水平相关,可能对CAD起保护作用;④ 患者的代谢异常及其潜在决定因素有个体差异,且与临床特征和结局相关;⑤ 与菌群和饮食有关的ACS代谢异常也存在于有代谢障碍的对照者中,但程度较轻,可能参与了CAD前的早期代谢障碍;⑥ 基于代谢组的BMI预测模型用于ACS患者时,其预测值常高于实际值,且差值与糖尿病和CAD严重程度相关。

Metabolomic and microbiome profiling reveals personalized risk factors for coronary artery disease
02-17, doi: 10.1038/s41591-022-01686-6

【主编评语】急性冠状动脉综合征(ACS)是一种冠状动脉疾病(CAD),有复杂的病理机制。Nature Medicine发表的这项研究,对以色列近200名ACS患者进行了临床表征和多组学分析,揭示出患者的血清代谢组变化、其个体差异以及与遗传、饮食和肠道菌群的关联,提示即便患者有相似的临床特征,但造成疾病的代谢机制可能是不同的。该研究还发现,在疾病发生前的早期阶段,可能就已经出现与菌群和饮食有关的ACS代谢异常。这些发现为CAD的预防和治疗提供了新思路。(@mildbreeze)

Nature子刊:从代谢障碍到心血管疾病,菌群和代谢组发生了什么变化

Nature Medicine[IF:53.44]

① 纳入1241名中年欧洲人,包括健康人、无IHD的代谢障碍者(肥胖/糖尿病)和3个不同临床阶段的IHD患者,涵盖IHD的整个疾病谱系,分析肠道菌群和代谢组特征;② 调整药物和生活方式的影响后,用于区分IHD与健康人的菌群和代谢组特征中,约75%也存在于代谢障碍者中,提示这些变化的出现可能远早于IHD临床发病;③ 鉴定出4个类型的菌群和代谢组特征(代谢障碍相关、IHD特有、随疾病进展而加强或减弱);④ 与传统的风险标志物相比,特定的IHD菌群和代谢组特征能更好地将IHD与健康人或代谢障碍者做区分。

Microbiome and metabolome features of the cardiometabolic disease spectrum
02-17, doi: 10.1038/s41591-022-01688-4

【主编评语】Nature Medicine发表的这项研究,以缺血性心脏病(IHD)为例,对处于心血管代谢疾病谱系中不同阶段的中年人进行了肠道菌群和代谢组分析,并调整了生活方式和用药这些混杂因素的影响,从而鉴定出从代谢障碍(肥胖/糖尿病)发展到缺血性心脏病的疾病进程中的菌群和代谢组的变化特征。(@mildbreeze)

Nature子刊:菌群+代谢组分析,揭示心血管疾病发展的早/晚期标志物(评论)

Nature Medicine[IF:53.44]

① 两项大规模研究整合了肠道菌群和血清代谢组,考虑了代谢状况和用药等关键混杂因素,为缺血性心脏病(IHD)病因学提供了深入见解;② 两项研究都表明,代谢异常者中已存在IHD代谢组和菌群特征,如肠道微生物数量减少、SCFA合成能力降低、BCAA生成增加,患者中缺乏的许多细菌代谢物和几种肠菌提示菌群对IHD有保护作用;③ 这些发现为治疗方法带来启示,如找到潜在的保护性细菌,组学方法的应用,表明异常代谢状态的背后可能存在多样化的表型/亚型。

Before the heart attack
02-17, doi: 10.1038/s41591-022-01685-7

【主编评语】Nature Medicine发表的这篇文章,对同期背靠背发表的2项整合肠道菌群和代谢组分析的大规模队列研究进行了评论,推荐搭配阅读。(@mildbreeze)

Nature Reviews:胆汁酸及其受体在肝脏和胃肠疾病中的作用(综述)

Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology[IF:46.802]

① 胆汁酸(BA)激活的核受体可调节BA代谢和在肠肝循环中的运输,以维持BA稳态;② BA及其核受体和G蛋白偶联受体还调控糖/脂/能量代谢、炎症和纤维化,以及癌症相关通路(如细胞增殖);③ BA通过调节肝细胞和免疫细胞的细胞因子分泌,发挥免疫调节作用;④ BA稳态受损可促进胆汁淤积性肝病、非酒精性脂肪肝、肝细胞癌、胆管细胞癌、肠易激综合征、炎症性肠病、大肠癌和食道癌等疾病;⑤ 靶向BA受体和转运体的药物或能用于治疗肝脏和消化道疾病。

Role of bile acids and their receptors in gastrointestinal and hepatic pathophysiology
02-14, doi: 10.1038/s41575-021-00566-7

【主编评语】Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology发表的这篇综述,描述了胆汁酸及其受体的功能,以及在胃肠道和肝脏疾病中的作用,并探讨了靶向胆汁酸稳态以改善相关疾病的治疗策略。(@mildbreeze)

胆汁酸受体在肝肠中的免疫调节作用,及其与菌群的互作(综述)

Trends in Molecular Medicine[IF:11.951]

① 胆汁酸(BA)通过作用于其受体FXR和TGR5来调节代谢和免疫;② 其他受体也可能介导了不同BA在肝肠中的免疫调节作用,如膜受体S1PR2可在肝脏中起促炎作用,核受体PXR和CAR、VDR和RORγt可分别在肝肠及肠道中发挥抗炎作用;③ 肠道菌群与BA发生双向互作,菌群通过代谢BA来促进BA池的多样性;④ 临床前动物模型中,一些微生物衍生BA可通过这些受体减少肝和/或肠道的炎症,揭示了微生物代谢在调节宿主炎症中的治疗潜力。

Crosstalk between bile acid-activated receptors and microbiome in entero-hepatic inflammation
01-21, doi: 10.1016/j.molmed.2021.12.006

【主编评语】胆汁酸通过作用于特定受体,发挥各种生理作用。Trends in Molecular Medicine近期发表综述,介绍了关于不同胆汁酸受体免疫调节作用的研究进展,探讨了肠道菌群与胆汁酸及其受体间的互作,以及在相关疾病中的作用。(@mildbreeze)

Nature子刊:体液免疫通过调节胆汁酸代谢维持肠道稳态

Nature Communications[IF:14.919]

① 在缺失抗体应答的CD19敲除小鼠中,肠道胆汁酸组成异常与肠道菌群失调相关,而胆汁酸代谢、转运及信号相关基因表达无显著变化;② 谷蛋白敏感性小肠肠病与肠道上皮细胞凋亡增加相关,增加或减少胆汁酸可利用性,可缓解或恶化CD19敲除小鼠的小肠肠病;③ 过继转移功能性B细胞可抑制小肠细菌过度生长,降低小肠胆汁酸浓度,并减少肠道上皮细胞凋亡,从而缓解CD19敲除小鼠的小肠肠病;④ 细菌的胆盐水解酶活性影响CD19敲除小鼠的小肠肠病发展。

Defective humoral immunity disrupts bile acid homeostasis which promotes inflammatory disease of the small bowel
01-26, doi: 10.1038/s41467-022-28126-w

【主编评语】粘膜抗体通过促进宿主组织与肠腔菌群的空间隔离,以维持肠道稳态,但粘膜抗体应答如何通过调节肠道菌群组成以影响肠道健康尚未明确。Nature Communications上发表的一项最新研究结果,发现在缺失粘膜体液免疫的CD19敲除小鼠中,肠道菌群失调与胆汁酸组成异常相关,而胆汁酸代谢异常可通过增加肠道上皮细胞凋亡,以促进谷蛋白敏感性小肠肠病。该研究结果提示,粘膜体液免疫应答可通过调节肠道菌群的胆汁酸代谢,从而抑制小肠炎症性疾病。(@aluba)

多组学分析揭示脂肪肝中菌群对宿主代谢的影响

Advanced Science[IF:16.806]

① 纳入56名有不同程度肝脂肪变性(HS)的超重/肥胖者,进行临床参数和多组学分析;② 鉴定出与肝脂肪变性相关的口腔和肠道菌群失调特征(物种丰度变化)、血浆代谢物(如TMAVA增高、丝氨酸和甘氨酸相关代谢物水平改变)和炎症蛋白质标志物的变化,以及它们之间的关联;③ 利用生物网络整合这些多组学数据,并利用多组学数据分析HS的关键特征;④ 基于这些特征构建诊断模型,并在随访的22人中进行了验证。

Multiomics Analysis Reveals the Impact of Microbiota on Host Metabolism in Hepatic Steatosis
02-07, doi: 10.1002/advs.202104373

【主编评语】Advanced Science近期发表研究,研究了不同程度脂肪肝病患者的临床指标和多组学数据(口腔和肠道宏基因组、血浆代谢组和蛋白质组),揭示了肝脂肪变性中的关键特征,表明菌群组成的改变在脂肪肝早期阶段就已开始,并与代谢紊乱密切相关。(@mildbreeze)

南开大学:产酸拟杆菌保护小鼠肝脏

Gut Microbes[IF:10.245]

① 相比万古霉素,经庆大霉素处理的小鼠肠道菌群显著减轻了刀豆球蛋白 A(ConA)诱导的肝损伤,这与肝细胞CD95的表达有关;② 结合菌群测序和关联分析,从庆大霉素组小鼠中分离出5个候选菌株,其中只有产酸拟杆菌(Ba)对ConA诱导的肝损伤起保护作用;③ Ba通过抑制肝细胞中CD95的表达和CD95/CD95L信号,降低L-谷胱甘肽/谷胱甘肽比率,减少肝细胞凋亡,改善肝损伤;④ 定植Ba的小鼠对酒精性肝损伤的抵抗力也更强。

Bacteroides acidifaciens in the gut plays a protective role against CD95-mediated liver injury
02-06, doi: 10.1080/19490976.2022.2027853

【主编评语】肠道细菌在多种肝脏疾病中有潜在调节作用,但影响病理性肝损伤的关键肠道细菌菌种和潜在的功能机制仍不清楚。南开大学吴震州团队近期在Gut Microbes发表研究,在小鼠中鉴定出一种对肝损伤有保护作用的肠道细菌——产酸拟杆菌(Bacteroides acidifaciens),并揭示了其护肝的作用机制。(@mildbreeze)

浙江大学:肠-肝轴多组学揭示结肠炎导致肝损伤机制

Frontiers in Immunology[IF:7.561]

① DSS诱导小鼠结肠炎,表现有肝脏损伤,转录组显示肝中免疫反应通路显著上调,脂质代谢通路显著下调;② 结肠转录组显示免疫反应通路上调,细胞生长、凋亡和DNA损伤修复通路显著下调;③ 结肠炎小鼠肠道菌群失调,螺杆菌、埃希氏菌、志贺氏菌和红蝽菌等致病菌丰度显著增加,粪杆菌、毛螺菌和乳酸菌等有益菌丰度显著降低;④ 相关性分析显示大肠杆菌志贺菌属丰度与DSS诱导结肠损伤和肝脏损伤基因表达变化呈显著相关。

Multi-Omics Analysis of the Gut-Liver Axis Reveals the Mechanism of Liver Injury in Colitis Mice
01-06, doi: 10.3389/fimmu.2021.773070

【主编评语】炎症性肠病(IBD)尽管通常不会威胁生命,但是由于其难以治愈、反复发作等原因成为严重威胁人类健康的疾病。有研究显示,部分患有炎症性肠病的患者会同时伴随着肝脏的疾病,这种情况使得患者的健康状况更加恶化,然而目前对于IBD诱导肝脏疾病发生的机制尚不明确。近期浙江大学汪以真团队在Frontiers in Immunology上发表了其课题组关于IBD和肝脏疾病协同机制的最新工作,应用DSS诱导的小鼠结肠炎模型,通过结合转录组学和肠道微生物组学探究了肠道和肝脏损伤的协同关系,发现了肠道菌群在IBD诱导肝脏疾病的中新线索。这一研究成果为临床治疗IBD诱导的肝脏损伤提供了重要的科学依据。(@Zhonghua)

感谢本期日报的创作者:mildbreeze,用户984634657,Sophia,九卿臣

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