今天是第1445期日報。
一文讀懂生物鐘、進食時間、菌群和免疫的親密關係（綜述）Trends in Immunology[IF:13]
① 生物鐘、進食節律、腸道菌群和免疫系統之間存在密切互作；② 宿主生物鐘和飲食可影響進食節律，驅動腸道菌群組成和功能的每日節律性變化；③ 腸道菌群整合營養、激素和先天免疫感應的信號，通過影響表觀遺傳和基因表達等機制，協調宿主的腸道和遠端組織（如肝臟）的節律性；④ 禁食/進食循環模式對先天和適應性免疫都有巨大影響（如免疫細胞振蕩和運輸）；⑤ 飲食-生物鐘互作參與多種免疫相關疾病，時間營養學是潛在的疾病管理手段。
Circadian Influences of Diet on the Microbiome and Immunity
04-28, doi: 10.1016/j.it.2020.04.005
【主編評語】生物體的晝夜節律和進食時間存在相互調控和協調，對免疫和代謝健康等生理功能有重要影響。近期研究表明，飲食節律與免疫的相互作用，可能受腸道菌群的調節。《Trends in Immunology》最新發表了來自Eran Elinav團隊的重要綜述，介紹了進食時間、晝夜節律、腸道菌群與免疫系統之間的相互作用，及其對免疫相關疾病的影響，並探討了調節進食時間以協調身體節律的時間營養學方法在相關疾病幹預中的應用前景。（@mildbreeze）
Nature：幼年期的特定神經細胞，影響進食時間對生物鐘的調控Nature[IF:43.07]
① 光信號通過光敏性視網膜神經節細胞（ipRGC）傳遞到視交叉上核（SCN）和膝狀體間小葉（IGL）；② 產後早期（而非晚期）缺失ipRGC細胞的小鼠，成年後對限時進食的生物鐘同步現象變弱；③ 生命早期的ipRGC神經支配可影響表達NPY的IGL神經元（IGLNPY），促進IGLNPY–SCN功能性神經迴路組裝；④ 抑制IGLNPY和產後早期敲除ipRGC，都能夠降低時間調控的進食行為發生；⑤ 因此，對限時進食的生物鐘同步，依賴於生命早期ipRGC對IGL–SCN迴路的調節作用。
Retinal innervation tunes circuits that drive nonphotic entrainment to food
04-22, doi: 10.1038/s41586-020-2204-1
【主編評語】光照和進食是影響生物鐘的主要時間因素，《Nature》近期發表的一項研究表明，限時進食對生物鐘的影響作用，依賴於特定的神經迴路，而該神經迴路的建立受幼年期光敏性視網膜神經節細胞的調控。（@mildbreeze）
2型糖尿病相關菌群代謝物有哪些？Diabetes Care[IF:15.27]
① 研究納入4851名參與者，進行了7.4年隨訪，共有522名患2型糖尿病（TM2D），並分析了86種菌群代謝物與TM2D的關聯性；② 肌酸顯著降低胰島素敏感性，與TM2D的風險關係最密切；③ 腸道菌群間接控制的1-棕櫚油醯甘油（16:1）、1-油基甘油（18:1）和1-肉豆蔻基甘油（14:0），與胰島素分泌降低顯著相關；④ 尿酸增加TM2D風險，且首次發現色氨酸的代謝產物犬尿酸和黃尿酸也可增加TM2D風險；⑤ 1-亞油醯甘油磷酸膽鹼（18:2）顯著降低TM2D風險。
Microbiota-Related Metabolites and the Risk of Type 2 Diabetes
04-15, doi: 10.2337/dc19-2533
【主編評語】發表在《Diabetes Care》上的人群研究結果。研究納入約5000名中老年芬蘭男性，平均跟蹤回訪7.4年，利用血漿代謝組學，分析了菌群相關代謝物與TM2D的關聯性。研究結果表明：肌酸、尿酸、1-棕櫚油醯甘油、2-羥基異丁酸甲酯、黃嘌呤、鉀尿酸鹽、3-(4-羥基苯基)乳酸乙酯、1-油基甘油（18：1）、1-肉豆蔻基甘油（14：0）、二甲基甘氨酸以及鄰羥基苄基氯與TM2D風險增高相關，且與胰島素分泌或胰島素抗性有關。1-亞油醯甘油磷酸膽鹼（18：2）顯著降低TM2D風險。（@兵兵）
Cell 子刊：菌群膽汁酸代謝物，調節宿主特定Treg細胞Cell Metabolism[IF:22.415]
① 飼餵含膽固醇和纖維的營養豐富的飼料，小鼠結腸初級膽汁酸濃度升高，可被微生物轉化成次級膽汁酸；② 次級膽汁酸能激活維生素D受體，調控結腸固有層中FOXP3+調節性T細胞(Treg)，這些細胞表達轉錄因子RORγ (RORγ+Treg)；③ 給小鼠補充初級或次級膽汁酸，可使RORγ+Treg細胞數量正常化，並緩解結腸炎；④ 高豐度的RORg+ Treg細胞可降低實驗誘導結腸炎的易感性，提示微生物對膽汁酸結構的修飾可有效地調節宿主的適應性免疫。
Microbiome Modulation of the Host Adaptive Immunity through Bile Acid Modification
03-03, doi: 10.1016/j.cmet.2020.02.006
【主編評語】微生物如何調節膽汁酸代謝，影響宿主免疫？《Nature》近期發表的研究（https://www.mr-gut.cn/papers/read/1073175835）表明，菌群的膽汁酸代謝物可經過維生素D受體，調控宿主的結腸RORγ+調節性T細胞數量，從而影響對結腸炎的易感性。《Cell Metabolism》期刊發評論解讀了該文章，配圖是精華，值得一看。（@nana）
南京土壤所褚海燕組受邀發表微生物生物地理學綜述（官方配視頻簡介）mSystems[IF:6.519]
① 不同研究區域、生境特徵和微生物類群等的差異使得微生物群落的分布特徵存在較大差異;② 微生物生物地理學研究的一個主要目標就是將微生物群落的分布與生態系統功能進行耦聯;③ 資料庫的擴展、微生物群落的時間動態和微生物間的互作關係對於提高模型的預測精度及微生物分布圖譜的繪製至關重要;④ 我們對未來的全球變化情景做出土壤微生物組預測的能力有待提高，並且確定微生物功能特徵的培養和分離方法必不可少。
Soil Microbial Biogeography in a Changing World: Recent Advances and Future Perspectives
04-21, doi: 10.1128/mSystems.00803-19
【主編評語】土壤微生物生物地理學旨在研究土壤中微生物的空間分布格局及其時間動態，其研究有助於深入挖掘土壤微生物資源，深刻理解微生物多樣性的產生和維持機制，並預測生態系統功能的演變方向。微生物組學及生物信息技術的進步不斷提高了我們對於微生物群落的時空分布及其驅動機制的認識，然而，土壤微生物生物地理學研究目前仍面臨諸多難題與挑戰。應美國微生物學會《mSystems》主編的邀請，南京土壤所褚海燕課題組以「Soil Microbial Biogeography in a Changing World: Recent Advances and Future Perspectives」為題撰寫了綜述論文。該綜述首先通過資料庫檢索，簡要回顧了微生物生物地理學研究在土壤、海洋、陸地水體等不同生態系統中的發展歷程，並重點闡述了土壤微生物生物地理學研究的前沿方向及發展態勢,這些知識對於在瞬息萬變的世界中更好地預測生態系統功能至關重要。（@劉永鑫-中科院遺傳發育所-宏基因組）
國內團隊：益生菌+低聚果糖可改善自閉症患兒的症狀Pharmacological Research[IF:5.574]
① 對比26名自閉症譜系障礙（ASD）患兒及24名正常兒童，ASD患兒中雙歧桿菌目和長雙歧桿菌等有益菌的豐度顯著減少，短鏈脂肪酸水平顯著降低；② ASD患兒的5羥色胺水平升高，多巴胺代謝紊亂（高香草酸減少）；③ ASD患兒分別攝入益生菌+低聚果糖（n=16）及安慰劑（n=10）；④ 益生菌+低聚果糖可有效改善ASD患兒的自閉症及胃腸道症狀；⑤ 並可增加ASD患兒腸道中的有益菌，減少梭菌屬等有害菌，恢復短鏈脂肪酸水平，降低5羥色胺並增加高香草酸的水平。
Probiotics and fructo-oligosaccharide intervention modulate the microbiota-gut brain axis to improve autism spectrum reducing also the hyper-serotonergic state and the dopamine metabolism disorder
04-17, doi: 10.1016/j.phrs.2020.104784
【主編評語】山東大學齊魯兒童醫院的蓋中濤團隊及北京航空航天大學的張磊團隊在《Pharmacological Research》上發表的一項最新研究，發現利用益生菌（含4株雙歧桿菌和乳桿菌的混合益生菌）+低聚果糖幹預，可顯著改善自閉症譜系障礙患兒的自閉症及胃腸道症狀，並改善腸道菌群組成及代謝，同時使5羥色胺及多巴胺的水平恢復正常。（@沈志勳）
特定益生菌可改善老年人的腸道菌群、認知及情緒Journals of Gerontology - Series A Biological Sciences and Medical Sciences[IF:4.711]
① 63名健康老年人每日分別補充益生菌（兩歧雙歧桿菌BGN4和長雙歧桿菌BORI）或安慰劑，幹預持續12周；② 相比於安慰劑組，益生菌顯著降低了老年人的腸道菌群相對豐度，並在菌屬水平顯著改變了菌群組成；③ 益生菌可顯著改善老年人的思維靈活性，提高壓力評分 ，並顯著增加血清中的血腦源性神經營養因子（BDNF）水平；④ 益生菌顯著降低了真桿菌屬及梭菌目的豐度，兩者與血清BDNF水平呈顯著負相關。
Probiotic supplementation improves cognitive function and mood with changes in gut microbiota in community-dwelling elderly: A randomized, double-blind, placebo-controlled, multicenter trial
04-17, doi: 10.1093/gerona/glaa090
【主編評語】《Journals of Gerontology - Series A Biological Sciences and Medical Sciences》上發表的一項RCT研究，在63名健康老年人中發現，12周的益生菌補充可顯著改變老年人的腸道菌群組成，並改善認知功能及情緒。（@沈志勳）
組合益生菌幹預增加牛磺酸濃度，改善老年鼠的腸屏障功能JCI insight[IF:6.014]
① 益生菌（5株乳酸菌和5株腸球菌）可改善高脂飲食誘導老年鼠的代謝功能紊亂和生理功能下降；② 益生菌幹預促進老年鼠的腸道菌多樣性顯著增加；③ 益生菌可抑制老年鼠炎症因子的表達，減少腸漏標記物LPS結合蛋白的濃度，增加IL-10和TGF-β基因表達；④ 益生菌增加了腸道緊密連接蛋白的表達；⑤ 益生菌通過調節腸道菌增強膽鹽水解酶活性，增加腸道中牛磺酸濃度，促進腸道的緊密連接，抑制腸道滲漏；⑥ 牛磺酸可延長線蟲壽命，減少脂肪積累和腸道滲漏。
A human-origin probiotic cocktail ameliorates aging-related leaky gut and inflammation via modulating microbiota-taurine-tight junction axis
04-17, doi: 10.1172/jci.insight.132055
【主編評語】老年人的低度炎症通常與腸上皮通透性增加(腸滲漏)和腸道菌群失調有關。《JCI insight》近期發表的文章，從健康的嬰兒腸道中分離出5株乳桿菌和5株腸球菌，製成人源益生菌混合物，幹預老年鼠。發現，益生菌混合物可以防止高脂飲食(HFD)引起的老年小鼠菌群失調、腸道滲漏、炎症、代謝功能障礙和生理功能下降。益生菌調節腸道菌群主要通過增加緊密連接（如促進Zonulin-1和Occludin）來減少腸道滲漏，從而減少炎症。進一步分析表明，益生菌通過調節腸道菌群，增加膽鹽水解酶活性，從而增加了腸道內的牛磺酸濃度度，促進了腸道的緊密連接，減少了腸道通透性。此外，牛磺酸還顯著延長了線蟲壽命，減少了脂肪的和腸道滲漏。本研究結果提示，益生菌治療或可預防或治療老年人腸道滲漏和炎症。（@nana）
新生小鼠腸道菌或可防止小腸上皮脫落FASEB Journal[IF:5.391]
① 14、21天齡的新生小鼠對脂多糖（LPS）誘導的細胞脫落有抵抗性，而29天齡和成年小鼠表現敏感；② 新生小鼠抗性與細胞脫落信號通路轉錄異常無關，可能激活了抗炎和抗凋亡通路；③ 新生小鼠鏈球菌、腸球菌等相對豐度較高，初級膽汁酸含量增加，成年小鼠腸道菌以Candidatus Arthromitus、Alistipes和Lachnoclostridium為主，甲胺和短鏈脂肪酸的濃度增加；④ 新生小鼠經抗生素處理，可促進LPS誘導的細胞脫落，僅接受成年小鼠糞菌不具備此效應。
The early life microbiota protects neonatal mice from pathological small intestinal epithelial cell shedding
04-06, doi: 10.1096/fj.202000042R
【主編評語】生命早期腸道菌在調節和維持腸道屏障中起著至關重要的作用，但早期腸道菌在病理性細胞脫落過程中的作用尚不清楚。《FASEB Journal》最近發表的文章，對出生14、21、29天的新生小鼠和成年小鼠腹腔注射脂多糖（LPS）誘導細胞脫落，分析早期腸屏障功能和調節機制。結果發現，與成年小鼠相比，新生小鼠可抵抗LPS誘導的上皮脫落，用抗生素處理生小鼠腸道菌，這種抵抗作用減弱，提示新生兒腸道菌群在健康和疾病中調節宿主生理的重要作用。（@nana）
感謝本期日報的創作者：mildbreeze，宇宙最酷Vera，orchid，祁玉麗，劉永鑫-中科院遺傳發育所-宏基因組，愛吃番茄的Mona，王文東，Echo Quasimodo
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