Nature子刊重磅:健康老年腸菌,讓年輕人「煥發新生」

知幾文獻速遞是一個周更欄目

分享一周人體微生態及公共衛生相關前沿新聞

01

Nature子刊：健康老年腸菌，讓年輕受體「煥然一新」

研究名稱：Neurogenesis and prolongevity signaling in young germ-free mice transplanted with the gut microbiota of old mice

期刊：Science Translational Medicine

發表時間：2019年11月13日

IF：17.161

DOI:10.1126/scitranslmed.aau4760

11月13日，新加坡南洋理工大學Sven Pettersson教授領導的一個研究小組報告，健康老年小鼠的腸道微生物，能夠增強年輕受體小鼠的部分年輕表型。

這個發現讓科學家本人也相當意外。當他們將老年健康小鼠的腸菌，FMT至年輕無菌受體小鼠時發現：

受體小鼠大腦海馬區的神經生成增加；

小鼠的腸道生長增加，小腸絨毛的長、寬度增加；

FGF21-AMPK-SIRT1信號通路被激活；

給年輕無菌小鼠餵養丁酸鹽，可模擬FMT中出現的這種神經刺激效應。

不過，在穩態條件下，另一組老年無菌小鼠受體則對微生物信號沒有反應。說明這種效應是年齡敏感的。

我們通常認為，衰老是一個與生理功能逐漸受損相關的生物學過程，而隨年齡而變化的腸道微生物群是導致典型老化表型的原因之一。比如：腸道上皮屏障完整性降低，出現低度的全身炎症。但過往的人類研究發現，百歲老人具備獨特的微生物特徵，如 Akkermansia 和 Alistipes 菌屬顯著減少。

研究同行表示，這一發現推進了我們對衰老期間微生物群與其宿主之間關係的理解，並為制定與微生物群相關的幹預措施奠定了基礎。

Pettersson說，「這些結果將引導我們探索丁酸鹽是否能在中風、脊髓損傷等情況下支持修復和重建，並減輕加速老化和認知能力下降。未來，我們也將測試含有丁酸鹽的食品是否可以促進健康的衰老和神經能力」。

將老年小鼠的腸道微生物群FMT至無菌小鼠，促進了受體小鼠海馬神經的生長

02

Nature Medicine 評論：乳酸菌也能引發疾病

微生物的靶向治療，為什麼必須強調「基於疾病和宿主特定情況」？

7日，來自荷蘭阿姆斯特丹大學醫學中心的2位研究者，Haak和Wiersinga，在《自然醫學》上發文，提示了重症（ICU）病人使用非處方益生菌的風險。

目前，有關在ICU中使用益生菌的研究，集中關注其在預防呼吸機相關性肺炎、胰腺炎和敗血症以及治療新生兒晚髮型敗血症（LOS）方面的應用。

儘管益生菌在絕大多數的情況下被認為是安全的，但也有人擔心這些活生物體的施用，可能通過在胃腸道環境中水平轉移抗生素抗性基因，而導致抗生素耐藥性。此外，益生菌製劑的使用還增加了早產兒和ICU患者的菌血症風險，但這兩者之間的因果關係有爭議。

比如，在最新一期的《Nature Medicine 》上，就有兩篇文章進一步闡明了乳酸桿菌的不同作用。

其中一項大型流行病學研究 ，搜集了2009年至2014年間波士頓兒童醫院22000多名重症監護病房患者的監測數據。它表明：Lactobacillus rhamnosus GG菌株確實可以直接引起菌血症，並在危重病人中進行適應性進化；

而在另一項研究中，辛格和他的同事利用小鼠模型系統，研究了被認為是由共生細菌和真菌引起的早產兒新生兒感染LOS。他們發現，小鼠因腸內Klebsiella pneumoniae菌的過度生長而引發的遲發性敗血症，可以通過服用某些乳酸桿菌 Lactobacillus菌株來預防。

值得注意的是，一株大腸桿菌的益生菌菌株在預防菌群失調方面同樣有效，這表明益生菌在預防感染方面的功效並不局限於乳酸桿菌。

這兩項研究共同表明，對患者採取「一刀切」的益生菌治療方法，不僅潛在的療效有限，而且可能有害。

03

Cell：如果腸道不想讓你再吃了，它就會「伸展自己」

研究名稱：Genetic Identification of Vagal Sensory Neurons That Control Feeding

期刊：Cell

發表時間：2019年11月14日

IF：36.216

DOI:10.1016/j.cell.2019.10.031

加州大學舊金山分校神經學家Zachary Knight博士領導的最新發現，「腸道伸展傳感器」可能在飽腹感的傳遞中，扮演了比胃更重要的作用。

我們已經知道，「迷走神經」可支配腸道，它是從腸道向大腦傳遞信息的主要神經通路。但傳遞這些信號的特定神經元的特性和功能仍不清楚。

根據14日《細胞》雜誌的這項報告，Knight團隊全面繪製了支配胃腸的迷走神經感覺細胞類型神經元的分子和解剖學特徵。他們利用現代遺傳技術，首次系統地描述了構成這一途徑的細胞類型。

研究人員通過選擇性刺激小鼠體內不同類型的迷走神經細胞，發現：在腸內刺激IGLE拉伸受體，比刺激胃拉伸受體更能消除飢餓小鼠的食慾。

外周操作結合中樞記錄顯示，腸道伸展傳感器，而不是其他細胞類型，有可能和持久抑制下丘腦中飢餓促進的AgRP神經元。

這表明，「腸道伸展傳感器」（intestinal mechanoreceptors）更能夠阻止飢餓的小鼠吃東西。

「這是相當出乎意料的。因為幾十年來，科學界都認為，是胃伸展受體感知食物的量，而腸激素受體感知其能量含量」，研究人員說。

04

綜述：腸道微生物如何參與心臟衰竭的發病機制

心臟衰竭（HF）是全球死亡的主要原因之一。越來越多的證據表明，腸道微生物群的組成變化，即所謂的「菌群失調」，可能在包括HF在內的幾種疾病的發展中起關鍵作用。

HF相關的心臟輸血量減少，可導致腸壁水腫和腸缺血，改變腸道結構、峰值和功能。這些變化將有利於細菌移位，至少部分通過激活全身炎症而加劇心衰的發病機制。

雖然目前尚未完全闡明腸道菌群失調影響HF的確切分子機制，但現有的證據顯示：腸道微生物的代謝物（如三甲胺N-氧化物、短鏈脂肪酸、次級膽汁酸）在心臟健康和疾病中起著關鍵作用。

這項綜述對腸道菌群及其代謝產物在HF發病中的作用進行了總結，還討論了調節微生物及其代謝產物以預防HF的方法，包括飲食和生活方式幹預、抗生素療法、益生菌/元，以及FMT相關證據進展。

本周 HEADLINE 回顧

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知幾未來行業研究報告：微生態疫苗、借殼上市、上下遊協同、AD新藥上市，人體微生態的前途與「錢途」

僅僅一個月時間，人體微生態對資本的吸引度就超過了眾多研究機構對其全年投資價值的預測。

不完全統計，截止至10月31日，10月份至少有14家微生態企業獲得融資及開展合作，總融資金額至少達到7.8億美元以上。

通過統計14家微生態企業的融資情況發現，微生態產業已從以往「檢測」、「健康幹預」割裂化的產業格局，向疾病預防（疫苗）、臨床治療（藥）、健康管理（保健品、護膚品）的體系化方向發展，產業布局越來越多元化。

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Nature子刊：癌症倖存者出現的「化療腦」，與腸道菌群有關

你聽說過癌症倖存者的「化療腦」嗎？

化療腦（chemo brain），也被稱為「化療後認知異常」，屬於癌症化療後的一種副作用，常見於接受乳癌、卵巢癌、前列腺癌及其他生殖系統癌症治療的患者。

有研究顯示，大約2-3成接受化療的患癌人群，在之後的生活中會出現記憶、說話流暢和其他認知功能方面的變化。許多倖存者報告說，在執行多線程任務、理解和記憶等方面出現困難，非常影響生活品質。

11月11日，俄亥俄州立大學的科學家們刊登於《科學報告》雜誌的一則研究表明，在接受紫杉醇化療的雌性小鼠中，他們發現：

化療影響了腸道內的微生物和腸道內壁——而這兩種變化都會引起周圍組織的炎症，從而產生促進大腦炎症的信號。而大腦炎症是導致疲勞、體重減輕、認知障礙的已知因素。

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1月齡時檢測這兩種氣道菌，能預測6歲時是否患哮喘

近期，《Nature Communications》一項包含了700名兒童的前瞻性研究發現，1月齡時無症狀的嬰兒，其呼吸道內的微生物多樣性，以及範永氏球菌（Veillonella）和普雷沃菌屬（Prevotella）的相對豐富度與6歲時患哮喘有關。

當這些細菌較多時，還會同時導致呼吸道剖面中的TNF-α 和IL-1β減少、CCL2和CCL17增多；而CCL2和 CCL17是目前已知的哮喘獨立預測因子。

這些發現提示，在嬰兒早期，某些特定的微生物群可以與免疫系統相互作用，並且，這種相互作用可能會誘發兒童哮喘。

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Nature：科學家成功治癒小鼠酒精性肝炎，精確編輯腸道菌，比抗生素有效

13日，加州大學聖地牙哥醫學院的研究人員在《自然》發表文章稱，他們首次成功將噬菌體療法應用於酒精性肝炎的治療。

多達75%的患者在確診嚴重酒精性肝炎後90天內死亡。抗生素療效甚微，唯一的辦法是等待早期肝移植。

在本報告中，作者Schnabl等人發現，一種在健康人中常見的腸道細菌——糞腸球菌所分泌的毒素（cytolysin），與酒精性肝病患者的臨床結果緊密相關——約90%的cytolysin陽性患者在入院後180天內死亡，而cytolysin陰性患者的這一比例是4%。

為了探究噬菌體療法是否有效，研究人員從汙水中分離了4種噬菌體，證實它們可靶向消滅產毒糞腸球菌，治癒小鼠的酒精性肝炎。

「基於這一發現，我們相信檢測酒精性肝炎患者糞便中的cytolysin基因，可能是肝病嚴重程度和死亡風險的一個非常好的生物標誌物」，研究人員說。

不過，這種噬菌體療法到目前只進行了小鼠試驗，仍需要獨立的前瞻性隊列來驗證cytolysin作為生物標記物的有效性，並嘗試將這一噬菌體發現擴展到人類患者。

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封面圖源 YMCA