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Nature：人肠道菌群中"沉睡"的噬菌体
Nature——[48.5]
① 研究设计与方法：通过对252株人类肠道细菌使用10种不同条件诱导原噬菌体，并构建合成菌群与人结肠上皮Caco2细胞共培养，结合纯培养的人细胞裂解物刺激、长读长测序与基因组学分析，探究温和噬菌体及其宿主菌的互作关系。② 核心发现：大量肠道原噬菌体或处于难以诱导的“失活”状态，仅18%计算预测的原噬菌体能在纯培养条件下被诱导激活，而人体宿主细胞相关产物是关键的诱导触发器。③ 人体宿主信号是关键：与Caco2细胞共培养可将噬菌体种类的诱导率提升至35%，其细胞裂解物也是有效的独立诱导剂，证明人体宿主来源的生物信号（例如细胞损伤）对噬菌体激活至关重要。④ 噬菌体基因组特征：鉴定出包括Hankyvirus在内的多个噬菌体类群，并发现多样性生成逆转录元件（DGR）在诱导的原噬菌体中占比不低，尤其富集于拟杆菌门，DGR可能通过快速变异尾部蛋白扩大宿主菌范围。⑤ 噬菌体驯化路径：在无法被诱导的原噬菌体中，整合/切除基因的非同义突变率显著升高，敲除其中的关键基因可完全阻断诱导，揭示了噬菌体失活并被宿主菌“驯化”的遗传通路。⑥ 多重溶原效应：拟杆菌门中68%的溶原菌携带一种以上的可诱导原噬菌体，多重溶原状态促进了噬菌体间的协同诱导，且噬菌体在宿主菌基因组上的整合位点差异会影响其诱导效率。
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Isolation, engineering and ecology of temperate phages from the human gut
2025-10-15 , doi: 10.1038/s41586-025-09614-7
Nature：精细绘制肝脏和小肠的代谢"地图"
Nature——[48.5]
① 研究对象与方法：本研究结合基质辅助激光解吸电离成像质谱（MALDI-IMS）、同位素示踪与深度学习技术，精细绘制了小鼠肝脏和小肠的代谢物空间分布图谱。② 核心发现-普适性代谢分区：肝脏和小肠中超过九成的代谢物浓度存在显著的空间梯度，这揭示了器官功能的高度空间化与代谢分工。③ 肝脏代谢分区特征：在肝脏中，三羧酸（TCA）循环的代谢物集中分布在门脉周围区，这与该区域承担糖异生、尿素循环等高能量需求的生理功能相符。④ 肝脏能量供需矛盾：尽管门脉周围区代谢活跃，但其能量状态指标——三磷酸腺苷（ATP）与单磷酸腺苷（AMP）的比值反而更低，呈现出局部能量应激的状态。⑤ 小肠代谢模式迥异：小肠中的TCA循环中间产物呈现相反的分布模式，柠檬酸在隐窝富集，而苹果酸在绒毛顶端富集，这与不同区域利用乳酸和谷氨酰胺作为能量燃料的差异有关。⑥ 果糖诱导局部代谢紊乱：高剂量口服果糖主要在肠道绒毛底部被快速代谢，而进入肝脏的部分则在中央静脉区积累并选择性地耗尽ATP，揭示了果糖损伤肝脏的精准空间靶点。
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Spatial metabolic gradients in the liver and small intestine
2025-10-15 , doi: 10.1038/s41586-025-09616-5
Nature Outlook：益生菌建筑——改善健康新方向？
Nature——[48.5]
① 益生菌建筑理念：现代建筑的过度无菌设计或损害健康，建筑师与微生物学家正探索引入有益微生物（如枯草芽孢杆菌），打造“益生菌建筑”以改善室内微生态与人体免疫健康。② 无菌环境与健康：人们长期身处室内封闭环境，隔绝了与环境微生物的接触，这可能与免疫系统相关疾病风险增加有关，例如，经常接触农场微生物的阿米什社区儿童哮喘患病率远低于平均水平。③ 益生菌材料研发：研究团队将枯草芽孢杆菌嵌入陶瓷等生物接纳性材料，以抑制耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）等病原体，同时也在探索将富含微生物的森林土壤提取物融入混凝土砖，但其长期有效性与安全性仍待验证。④ 天然木材微生态：未涂层的木材因能调节湿度且其独特的挥发物会影响微生物群落，其表面微生物丰度低于石膏等常见材料，有望成为更健康的建筑材料。⑤ 室内植物的作用：室内绿墙等植物装置可通过增加皮肤接触的微生物多样性来调节免疫反应 ，但其健康效益是源于微生物还是心理作用尚需区分，且商业土壤的成分也可能带来过敏风险⑥ 争议与未来：主动在建筑中引入微生物可能对免疫功能低下人群（占美国成人约7%）构成风险，该领域仍需严格的科学实验来验证，目前尚处在探索初期，远未到制定设计规范的阶段。
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The probiotic home: where microbes are welcome guests
2025-10-14 , doi: 10.1038/d41586-025-03291-2
张艳聪等Nature子刊：新算法FUGAsseM揭示肠道微生物组的未知潜能
Nature Biotechnology——[41.7]
① 研究对象与方法：该研究针对微生物群落中大量功能未知的蛋白质，开发了一种名为FUGAsseM的计算方法，通过整合群落水平的多组学数据，系统性地预测其功能。② 核心发现：该方法成功为超过443,000个蛋白质家族预测了高可信度的功能，其中约82.3%的蛋白质家族此前功能未知，极大拓展了对人类肠道微生物组功能图景的认知。③ 方法学优势：与现有依赖单菌分离株数据的方法相比，FUGAsseM利用宏转录组学数据，不仅在预测准确性上表现相当，而且覆盖的物种范围更广，尤其适用于缺乏培养和基因组参考的微生物。④ 关键数据整合：FUGAsseM采用双层随机森林模型，有效整合了基因共表达、序列相似性、基因组邻近性和结构域互作等多种证据，其中宏转录组共表达与序列相似性的贡献最突出。⑤ 拓展功能认知：该方法的预测结果揭示了肠道微生物在核心代谢、噬菌体防御等过程中的新蛋白质成员，例如在普氏粪杆菌中鉴定出新的CRISPR-Cas系统蛋白，深化了对微生物生态功能及其与宿主健康关系的理解。
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Predicting functions of uncharacterized gene products from microbial communities
2025-10-15 , doi: 10.1038/s41587-025-02813-7
NC：AI工具Empathi点亮噬菌体蛋白"暗物质"
Nature Communications——[15.7]
① 噬菌体蛋白质功能注释工具开发：该研究开发了一款基于蛋白质语言模型嵌入的分类工具Empathi，通过重新组织噬菌体功能分类体系，实现对噬菌体蛋白质功能的层次化、多标签精准注释。② 核心性能突破：Empathi在宏基因组来源的EnVhogDB数据库中，将蛋白质家族的注释比例从16%翻倍至33%，显著优于基于同源性的PHROG pHMMs方法和现有的VPF-PLM嵌入模型。③ 功能分类体系优化：针对机器学习需求，研究重新整合了PHROG分类，创建了尊重分子功能边界的层级分类体系（如DNA关联、结构蛋白等），有效解决了原分类中功能重叠问题，提升了模型训练的准确性。④ 跨数据库验证效果：在EFAM海洋病毒蛋白数据库中，Empathi将注释率从34%提升至58%，并在已注释蛋白簇内表现出高度的预测一致性，证明了该方法的良好泛化能力。⑤ 多标签注释能力：工具允许蛋白质被赋予多个功能标签，如同时标注为“结构蛋白”和“细胞壁降解” ，这种设计更贴近生物学实际，能够揭示蛋白质的多功能特性。⑥ 模型稳健性验证：在移除远缘同源序列的严格测试下，模型的F1值仍能保持在75%以上，表明Empathi能够从蛋白质嵌入中捕捉超越序列同源性的功能信号。⑦ 局限与改进方向：当前模型依赖的数据库注释可能存在偏差，未来计划通过在病毒蛋白数据库上微调蛋白质语言模型，以优化病毒蛋白表征，提升注释全面性。
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Empathi: embedding-based phage protein annotation tool by hierarchical assignment
2025-10-14 , doi: 10.1038/s41467-025-64177-5
杨仕明/唐波等：肠道菌群"活化"小檗碱，靶向肠-肝轴5-HT，改善胆汁淤积性肝病
Clinical and molecular hepatology——[16.9]
① 研究设计：本研究通过多种小鼠模型及临床试验，评估了小檗碱（BBR）对胆汁淤积性肝病（CLD）的治疗效果，并探究其依赖肠道菌群代谢发挥作用的核心机制。② 核心发现：口服的BBR主要通过肠道菌群转化为代谢产物二氢小檗碱（dhBBR），dhBBR通过抑制肠道5-羟色胺（5-HT）合成来减轻肝脏损伤，缓解CLD。③ 代谢产物关键作用：动物实验表明，BBR的疗效依赖于肠道菌群的存在，而其代谢产物dhBBR是发挥抗胆汁淤积作用的关键活性物质，这一转化主要由菌群产生的硝基还原酶介导。④ 机制解析：dhBBR通过竞争性抑制肠嗜铬细胞中5-HT合成的关键酶——色氨酸羟化酶1（TPH1）的活性并下调其转录，显著降低了肠源性5-HT水平，进而阻断了肝脏中致病的5-HT/5-HTR信号通路。⑤ 临床疗效验证：一项纳入33名CLD患者的随机对照试验显示，在常规熊去氧胆酸（UDCA）治疗基础上联用BBR，能更显著地降低血清GGT、ALP、ALT等肝损伤指标及5-HT水平，改善患者恢复率。
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Gut microbiota-mediated berberine metabolism ameliorates cholestatic liver disease by suppressing 5-HT production
2025-10-14 , doi: 10.3350/cmh.2025.0577
王琰/蒋建东等：小檗碱降尿酸，肠菌如何调节肠-肝轴代谢来相助？
Acta Pharmaceutica Sinica B——[14.6]
① 研究对象与方法：采用动物模型、临床试验及肠道菌群分析，探究小檗碱（BBR）对高尿酸血症的治疗效果，并揭示其代谢调节作用的肠-肝轴机制。② 核心发现：BBR通过调控肠道菌群增加琥珀酸生成，抑制肝脏腺苷单磷酸脱氨酶（AMPD2），减少尿酸合成，在动物模型及临床试验中均显著降低血尿酸水平。③ 肠道菌群调控：BBR重塑肠道菌群，在动物模型中可大幅升高拟杆菌属丰度，并下调Clostridium sensu stricto_1；临床试验也证实拟杆菌属的丰度与血尿酸水平呈显著负相关。④ 疗效验证：无论在急慢性高尿酸血症动物模型、还是包含22名受试者的临床试验中，BBR均能显著降低尿酸水平；单独补充其富集的脆弱拟杆菌也在小鼠模型中达到相似的降尿酸效果，证实了菌群的关键作用。⑤ 代谢通路抑制：琥珀酸通过提高肝细胞内无机磷酸盐浓度直接抑制AMPD2活性，阻断单磷酸腺苷（AMP）向肌苷酸（IMP）转化，减少下游次黄嘌呤、黄嘌呤及尿酸生成，其降尿酸机制独立于黄嘌呤氧化酶。⑥ 肾脏保护作用：BBR改善高尿酸血症肾病模型的肾脏组织损伤和尿酸盐沉积，降低血肌酐和尿素氮，同时抑制肠道来源的氧化三甲胺（TMAO）生成，体现多靶点代谢调节优势。
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Bacteroides fragilis-derived succinic acid promotes the degradation of uric acid by inhibiting hepatic AMPD2: Insight into how plant-based berberine ameliorates hyperuricemia
2025-10-06 , doi: 10.1016/j.apsb.2025.08.009
陈烨/赵春华/邵建忠等：重塑肠-肝轴胆汁酸代谢或能破解PSC-IBD困局
MedComm——[10.7]
① 研究对象与模型：采用DDC饮食建立实验性硬化性胆管炎（eSC）小鼠模型，探究原发性硬化性胆管炎（PSC）与炎症性肠病（IBD）的关联机制。② 核心发现：eSC通过扰乱胆汁酸代谢和肠道菌群，导致Th17细胞扩增和免疫失衡，显著增加小鼠对结肠炎的易感性。③ 胆汁酸代谢紊乱：eSC小鼠胆汁酸合成关键酶及转运蛋白表达异常，导致肠道中的法尼醇X受体（FXR）激动剂石胆酸（LCA）水平降低，而FXR拮抗剂牛磺-β-鼠胆酸（T-β-MCA）显著升高，破坏了胆汁酸稳态。④ 免疫失衡机制：单细胞测序显示eSC小鼠结肠Th17细胞比例显著增加，CD4+ T细胞减少，这与肠道菌群中Th17诱导菌（如毛螺菌科）丰度上升及FXR信号受抑制相关。⑤ 治疗策略发现：直肠给药LCA及其衍生物3-O-LCA可重新激活FXR，通过抑制M1型巨噬细胞极化来减少Th17细胞分化，并修复肠道屏障，从而缓解肝纤维化及肠炎病理损伤。⑥ 菌群与代谢互作：eSC小鼠肠道菌群中胆盐水解酶（BSH）相关细菌（如肠球菌）发生改变，加剧胆汁酸代谢异常，形成“胆汁酸-菌群-免疫”的恶性循环，共同推动PSC-IBD病程进展。⑦ 临床转化意义：靶向胆汁酸代谢（如使用FXR激动剂）可调控肠-肝轴免疫稳态，为PSC-IBD的联合治疗提供了新策略，尤其对胆汁酸失衡的高危患者具有潜在临床价值。
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Disruption of Bile Acid Metabolism in the Gut-Liver Axis Predisposes Mice to Inflammatory Bowel Disease
2025-10-09 , doi: 10.1002/mco2.70429
刘刚等：饮用水塑料管道的双重风险——化学浸出物如何"喂养"微生物风险？
Environmental Science & Technology——[11.3]
① 研究对象与方法：该研究通过实验室模拟实验，并整合高分辨率质谱与宏基因组学分析，系统评估了不同材质塑料管道（PVC、PPR、PE）对饮用水构成的化学-微生物级联风险。② 核心发现：塑料管道会持续释放溶解性有机物（DOM），这些物质作为新增的碳源深刻重塑了水中的微生物群落，且在氯化与非氯化条件下，其诱发的微生物风险特征及不同材料的风险类型均存在显著差异。③ 化学释放特征：在化学风险方面，聚乙烯（PE）风险最高，其释放的TCPP浓度高达700 ng/L，BPF浓度达200 ng/L，并会释放207至227种独特的DOM分子。④ 微生物响应差异：在微生物风险方面，氯化条件促进了耐氯菌与机会性病原体（OP）生长，而非氯化条件则会加速微生物整体增殖，并显著富集抗生素抗性基因、OP及毒力因子。⑤ 材料风险排序：不同材料的风险侧重不同，其中聚氯乙烯（PVC）支持了最高的OP丰度，聚丙烯（PPR）培育了最大的OP多样性，而PE的化学释放风险居首位。⑥ 风险评估启示：研究结果挑战了将化学污染与微生物风险分开评估的传统饮用水安全评价方法，亟需建立整合DOM-微生物交互作用的综合风险评估框架。⑦ 应用价值：塑料管道在饮用水系统中构成化学与微生物双重威胁，需重新审视其对饮用水安全的长期健康影响并完善监管标准。
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Unveiling Chemical-Microbial Cascade Risk Factors from Plastic Pipe Leaching in Drinking Water
2025-10-14 , doi: 10.1021/acs.est.5c10244
石鹏/张迪/黄小波等：双特异性抗体赋能，让IBD细胞治疗更加精准有效
Advanced Materials——[26.8]
① 研究设计与方法：本研究针对间充质基质细胞（MSCs）治疗炎症性肠病（IBD）时靶向效率低及炎症部位白细胞过度浸润的问题，通过DNA自组装技术构建了一种Y型双特异性抗体（YMV），用以修饰MSCs。② 核心发现：经YMV修饰的MSCs（YMV-MSCs）不仅在体外对血管内皮细胞的粘附效率提升约三倍，还能有效阻断白细胞粘附；在IBD小鼠模型中，YMV-MSCs展现出更强的病灶归巢能力与更优的治疗效果，显著促进黏膜修复并抑制炎症。③ 抗体设计巧思：基于DNA支架构建的YMV能将抗体从细胞膜表面进行空间延展，从而减少非特异性相互作用并保留抗体亲和力，同时避免了传统化学偶联的异质性。④ 治疗协同机制：YMV-MSCs通过其双特异性抗体实现了“靶向增强”和“炎症阻断”的双重功效，同时结合MSCs自身的免疫调节功能，促进了调节性T细胞（Treg）扩增和M2型巨噬细胞极化，协同重塑了肠道抗炎微环境。⑤ 修饰方法对比：研究对比了疏水插入和共价偶联两种细胞表面修饰方法，发现两者虽在体内靶向效率上相当，但疏水插入法因其操作简便、对细胞活力影响小而更具临床应用潜力。
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DNA-Scaffolded Bispecific Antibodies Enhance Mesenchymal Stromal Cell Therapy for Inflammatory Bowel Disease
2025-10-14 , doi: 10.1002/adma.202511854
压力大，肠遭殃？大脑送来的胞外囊泡加剧肠道炎症
Molecular Psychiatry——[10.1]
① 研究对象与方法：本研究通过在体电穿孔技术标记脑内星形胶质细胞，并结合原代细胞培养，探究了心理应激如何通过星形胶质细胞来源的小细胞外囊泡（AsEVs）调控肠道炎症。② 核心发现：大脑来源的AsEVs可靶向肠道，其靶向能力与免疫调节功能均受应激状态影响——正常AsEVs抑制炎症，而应激态AsEVs则会加剧肠道炎症反应。③ 靶向运输机制：AsEVs表面表达的肠道归巢受体CCR9介导了其与肠道相关淋巴组织（GALT）的结合；应激状态下AsEVs的CCR9蛋白水平呈下降趋势，导致其在GALT的富集减少。④ 体内促炎效应：在应激动物模型中，注射来自皮质酮处理星形胶质细胞的AsEVs（sEVs CORT），会显著加剧肠道淋巴管扩张和炎性细胞浸润等病理变化。⑤ 免疫调节机制：与来自正常星形胶质细胞的AsEVs（sEVs Ctrl）相比，sEVs CORT会打破肠道淋巴组织的免疫平衡，显著降低具有抗炎功能的调节性T细胞（Treg）与促炎性Th17细胞的比率，从而促进炎症。⑥ 研究意义：该研究揭示了一条由AsEVs介导的全新脑-肠通讯通路，阐明了心理应激加剧肠道炎症的细胞及分子机制，为相关疾病的诊断和治疗提供了新思路。
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A novel brain-to-gut communication pathway mediated by astrocyte-derived small extracellular vesicles modulates stress-induced intestinal inflammation
2025-10-14 , doi: 10.1038/s41380-025-03289-2
Nature子刊：重新定义可持续饮食，"人"的成本不应忽视
Nature Food——[21.9]
① 研究设计与方法：结合美国全国代表性的食物摄入数据与商品强迫劳动风险数据，定量评估了五种饮食模式（当前饮食、健康美式、健康地中海式、健康素食和EAT-行星健康饮食）中隐含的强迫劳动风险。② 核心发现：健康地中海式与健康美式这两种官方推荐饮食模式的强迫劳动风险（以“中等风险工时当量”mrh-eq衡量）高于当前美国人的平均饮食，而EAT-行星健康饮食的风险最低。③ 风险来源分布：除素食模式外，蛋白质食品是所有饮食模式中最大的风险来源（约占一半），其中地中海饮食的海鲜和当前饮食的红肉是关键驱动因素，而坚果与种籽类的风险贡献远超其摄入量占比。④ 高风险商品：风险在供应链中高度集中于少数特定商品，例如，芦笋和腰果分别贡献了其所在食物子类别一半以上的强迫劳动风险，尽管它们的消费量占比并不高。⑤ 关键驱动因素：饮食模式间的风险差异主要由水果、乳制品和红肉的摄入量驱动，这揭示了在追求人类健康和环境可持续性时，可能与社会福祉之间存在复杂的协同与权衡关系。⑥ 政策与实践启示：饮食指南和公共食品采购政策必须将劳工权益和人权尽职调查等社会公平维度纳入考量，以构建真正全面的可持续食物体系。⑦ 局限与意义：研究存在依赖历史数据、未能完全反映近期政策变化等局限性，但它为在全球范围内将劳工福祉整合进可持续饮食转型提供了创新的分析框架和关键证据。
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Current and recommended diets in the USA have embedded forced labour risk
2025-10-08 , doi: 10.1038/s43016-025-01242-8
Nature子刊：餐桌上的选择，地球另一端的环境代价？
Nature Food——[21.9]
① 研究设计与方法：本研究基于2004-2020年的贸易与环境数据，采用虚拟资源分析方法，量化了中巴大豆贸易对巴西土地、水资源及森林砍伐风险的环境影响。② 核心发现：中国日益增长的动物蛋白消费需求，是驱动巴西农业扩张及相关土地与水资源消耗的关键因素，尽管直接毁林有所缓解，但大豆贸易关联的间接森林砍伐风险依然严峻。③ 贸易依赖显著加深：中国从巴西的大豆进口量激增8倍，满足了国内一半以上的需求，并间接为中国居民的膳食提供了约10%的总蛋白和24-27%的动物蛋白。④ 环境足迹评估：2020年，中国通过大豆贸易虚拟进口了17.8兆公顷（Mha）的巴西土地；大豆生产虽极少依赖灌溉（蓝水），但大量消耗雨水（绿水）资源，并导致塞拉多（Cerrado）等关键生态区面临持续的农业扩张压力。⑤ 供应链风险与治理：五大跨国公司（TNCs）控制了超五成出口，其近年来的毁林风险暴露虽相对下降，但通过牧场置换等方式，农业扩张仍在向脆弱生态区转移，加剧了间接环境负担。
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China's animal-protein-rich diets are increasingly reliant on Brazil’s land and water resources
2025-10-14 , doi: 10.1038/s43016-025-01238-4