30分Cell子刊:呼吸中隐藏了哪些肠道菌群信息? | 热心肠日报

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Cell子刊:呼气中隐藏的肠道菌群信息

Cell Metabolism——[30.9]

背景与设计:结合儿童临床队列及无菌小鼠单一定植模型,探究肠道菌群对宿主呼出气挥发性有机化合物(VOCs)谱的贡献与影响。② 总体概述:肠道菌群显著塑造宿主呼出气VOC谱,特定细菌代谢产物可直接出现于呼出气,为无创监测肠道菌群状态提供了新视角。③ 人群关联:健康儿童肠道宏基因组的分类、基因及功能组成均与其呼出气VOC谱显著相关;菌群组成可解释多种VOC(如萜烯类)的丰度变化。④ 小鼠模型验证:常规菌群移植及单一定植实验均证实,肠道菌群组成驱动了小鼠呼出气VOC谱的显著改变。⑤ 直接微生物贡献:体外厌氧培养与单一定植小鼠呼出气比对证实,特定细菌(如E. coliC. aerofaciens)的代谢产物可直接贡献于宿主呼出气。⑥ 疾病标志物预测:在哮喘儿童中,基于呼出气VOC的模型可预测肠道菌群失调相关菌株E. siraeum的丰度。

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The gut microbiota shapes the human and murine breath volatilome

2026-01-22 , doi: 10.1016/j.cmet.2025.12.013


复旦贾慧珏/蓝希红等Cell子刊:LIFT技术实现组织原位微生物单细胞多组学解析

Cell Genomics——[9]

技术构建与设计:针对现有技术难以原位处理复杂样本的挑战,利用激光诱导前向转移技术(LIFT)结合拉曼光谱,建立了从组织切片直接获取微生物单细胞基因组及转录组的方法。② 核心成果:LIFT技术实现了不依赖微流控的高质量微生物单细胞测序,能够解析复杂宿主环境中微生物的表型异质性、代谢特征及细胞命运决定机制。③ 基因组质量:从人类唾液等样本自动化分选细菌,获得的Megamonas funiformis等单细胞基因组完整度最高达99.99%,质量显著优于宏基因组组装结果。④ 转录组异质性:结合形态学与拉曼光谱,解析了Bacillus licheniformis在柠檬酸诱导下的孢子形成轨迹,并捕捉到具有oligo(A)尾的中间态转录本降解特征。⑤ 小鼠肠道应用:利用荧光标记D-氨基酸在小鼠肠道切片中定位活细菌,成功分离并测序获得了PrevotellaBacteroides等属的高质量单细胞基因组。⑥ 肿瘤原位解析:从吸烟史结直肠癌患者肿瘤组织中原位分离出Bacteroides xylanisolvens,检测到尼古丁降解基因nicX及膜转运蛋白的高表达。

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Microbial single-cell omics in situ

2026-01-22 , doi: 10.1016/j.xgen.2025.101128


益生菌偶联膜伪装纳米粒,助食物过敏多模态口服治疗

ACS Nano——[16]

背景与设计:针对食物过敏治疗难题,通过点击化学将载有二肽基肽酶 IV 的巨噬细胞膜金属有机框架纳米核心偶联至益生菌 E. coli Nissle 1917 表面,构建口服生物杂化系统。② 核心成果:该系统整合过敏原降解、炎症因子中和及肠道靶向递送功能,在多种过敏模型中实现了安全、长效的多模态治疗。③ 体外功能:体外实验证实该生物杂化体能高效降解酪蛋白与麸质,并利用巨噬细胞膜受体呈剂量依赖性地显著中和 IL-6 和 TNF-α 等促炎因子。④ 肠道靶向:荧光成像显示,经肠溶胶囊保护递送后,益生菌的黏膜亲和力驱动该系统在小鼠小肠内的滞留时间显著延长。⑤ 体内疗效:在酪蛋白与麸质诱导的过敏小鼠模型中,治疗显著抑制了体重减轻、腹泻及特异性 IgE 升高,并恢复了肠道菌群多样性及黏膜结构。⑥ 安全性评估:长达 14 天的连续给药未引发小鼠体重波动、血液学异常或主要器官病理损伤,证实了其良好的体内生物安全性。

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Cellular Nanoparticle-Probiotic Biohybrid for Multimodal Oral Therapy of Food Allergy

2026-01-21 , doi: 10.1021/acsnano.5c18828


NC:IBD与自身免疫病共病,遗传与菌群的错位关联

Nature Communications——[15.7]

背景与设计:针对克罗恩病(CD)与溃疡性结肠炎(UC)与其他免疫介导疾病共病机制不明的问题,整合丹麦全国家系、全基因组关联及肠道微生物组数据构建多模态分析框架。② 核心发现与意义:CD与UC在家族聚集性、遗传易感性及微生物特征上呈现截然不同的共病图谱,强调了环境与遗传因素在驱动不同疾病组合中的差异化作用。③ 家系共病模式:全人群同胞对分析证实CD与UC均与强直性脊柱炎及银屑病等多种疾病显著正相关,但不同亚型间的关联强度及疾病谱存在特异性分化。④ 遗传异质性:遗传层面CD与UC虽均与银屑病及类风湿关节炎显著正相关,却与多发性硬化症(MS)及系统性红斑狼疮(SLE)呈现显著负相关。⑤ 微生物解耦:肠道微生物组谱显示UC与MS及SLE呈现显著正相关,而CD与银屑病呈现微生物层面的负相关,均与两者在遗传层面的相关性方向截然相反。⑥ 环境主导机制:这种遗传与微生物相关性的背离现象有力提示了环境因素在特定共病发生中的主导地位,支持对IBD亚型采取分层诊疗策略。

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Multimodal analysis disentangles the genetic and microbial associations between inflammatory bowel disease and other immune-mediated diseases across a harmonized population framework

2026-01-21 , doi: 10.1038/s41467-026-68564-4


肠菌产物丁酸增强Tfh功能,提升黏膜疫苗效力

Microbiome——[12.7]

研究背景与设计:结合抗生素扰动、无菌小鼠定植及Gpr43-/-模型,系统对比派氏结(PP)与脾脏的滤泡辅助T细胞(Tfh)表型,解析菌群代谢物调控肠道黏膜IgA的分子机制。② 核心发现与意义:确立“产丁酸菌-丁酸盐-Tfh”黏膜免疫调节轴,揭示代谢物经GPR43受体增强Tfh功能的机制,证实丁酸盐前体是提升黏膜疫苗效力的有效佐剂。③ 组织特异性表型:转录组与共培养显示,PP-Tfh细胞较脾脏来源显著高表达Bcl6Maf,具备更强的辅助B细胞分化及诱导IgA分泌能力。④ 关键菌群筛选:抗生素筛选证实,新霉素处理后富集的产丁酸菌群(如毛螺菌科)是维持PP-Tfh分化及肠道IgA水平的关键环境因子,广谱抗生素清除此类菌群则导致免疫缺陷。⑤ 代谢分子机制:机制研究表明,丁酸盐呈剂量依赖性促进Tfh分化,该效应严格依赖于Tfh细胞(而非B细胞)表达的GPR43受体。⑥ 疫苗干预效果沙门氏菌感染模型显示,口服三丁酸甘油酯作为疫苗佐剂显著增强抗原特异性IgA反应,降低脏器细菌负荷及病理损伤。

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Commensal microbe-derived butyrate enhances T follicular helper cell function to boost mucosal vaccine efficacy

2026-01-21 , doi: 10.1186/s40168-025-02284-7


从屠宰到货架,猪肉加工过程中的菌群与耐药组动态

Microbiome——[12.7]

研究背景与设计:为解析猪肉产品微生物组与抗性组的动态,采用全宏基因组测序,系统追踪了猪胴体及切割肉在屠宰、加工及货架期的菌群与抗性组动态。② 核心发现与意义:加工步骤与设施表面是塑造产品微生物组和抗性组的主要因素,全链条加工虽显著降低了总体细菌与抗性基因负荷,但特定加工环节与货架期末仍存在耐药基因富集风险。③ 微生物组动态:胴体与肉品的微生物丰富度及多样性沿加工线显著下降,源头追踪显示无氧芽孢杆菌属与不动杆菌属主要源于设施表面,而货架期末Brochothrix thermosphacta等腐败菌显著增殖。④ 抗性组特征:抗性基因多样性随加工显著降低,但在胴体掏膛后及里脊肉货架期末出现反弹,后者伴随tet(L)基因丰度显著上升,主要涉及四环素类耐药。⑤ 耐药基因宿主:组装重叠群分析证实葡萄球菌属与不动杆菌属为主要抗性基因携带者,且后者广泛分布于加工环境表面,提示环境是潜在耐药传播库。⑥ 基因组重建:共重建1291个宏基因组组装基因组,揭示了加工环境中存在大量未培养物种,且优势菌种在不同区域表现出特异性的菌株分布特。

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Microbiome and resistome successions in pig carcasses and fresh pork meat throughout slaughtering, processing and shelf-life

2026-01-21 , doi: 10.1186/s40168-025-02288-3


重庆儿童医院梁小华/刘琴等NC:进食时间窗如何影响儿童心血管健康?

Nature Communications——[15.7]

队列特征与设计:基于7,459名中国儿童的多中心队列数据及51例嵌套病例对照的多组学分析,探究进食时间模式(持续时间及末餐时间)与心血管健康参数的关联。② 核心发现与意义:较短且较早的进食窗口与儿童较低的血压及更有利的心血管结构参数显著相关,多组学证据提示脂质代谢紊乱是其潜在的分子驱动机制。③ 表型关联:进食窗口持续时间与收缩压及颈动脉内膜中层厚度呈正相关,早期进食窗口模式(≤12.5小时且末餐≤20:00)伴随高血压风险显著降低26%。④ 蛋白组学特征:差异表达蛋白富集于心肌收缩及脂质代谢通路,早期进食窗口模式与APOH低表达及肌球蛋白轻链(MYL1)高表达显著相关。⑤ 代谢介导机制:延长进食窗口组显著积聚长链多不饱和甘油三酯(TAGs 52-58),统计学中介分析显示该类脂质解释了64.8%的进食模式对血压升高的效应。⑥ 生物标志物:利用机器学习算法筛选出包括TAG(56:6)在内的6种核心脂质代谢物,可有效区分不同进食模式下的心血管风险状态。

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Multiomics insights into eating time patterns and cardiovascular risk among Chinese children

2026-01-21 , doi: 10.1038/s41467-026-68617-8


Cell子刊:肠道炎症如何远程操控骨髓促肠癌?

Immunity——[26.3]

背景与设计:针对炎症性肠病(IBD)增加结直肠癌风险的机制问题,利用条件敲除小鼠构建AOM/DSS诱导的结肠炎相关癌模型(CAC)及人结肠组织样本,解析肿瘤坏死因子样细胞因子1A(TL1A)的作用机制。② 核心发现与意义:TL1A通过作用于结肠3型固有淋巴细胞(ILC3),驱动粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)依赖的骨髓应急性粒细胞生成,并重塑中性粒细胞促癌表型,揭示了连接慢性结肠炎与癌变的免疫轴。③ ILC3的关键作用:ILC3特异性缺失TL1A受体DR3显著降低了CAC肿瘤负荷,而T细胞缺失DR3无此效应。④ 应急造血机制:TL1A信号及结肠炎刺激ILC3分泌GM-CSF,该因子随循环系统触发骨髓内粒细胞-单核细胞祖细胞(GMPs)及中性粒细胞的扩增。⑤ 中性粒细胞重塑:ILC3来源的GM-CSF诱导中性粒细胞获得以Cd14SiglecfCebpb高表达为特征的肿瘤相关中性粒细胞(TAN)样表型,过继转移此类细胞足以驱动肿瘤生长。⑥ 临床相关性:IBD相关异型增生组织富含TAN样基因特征,且溃疡性结肠炎患者接受抗TL1A治疗后,其组织中促癌中性粒细胞相关基因表达显著下调。

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Innate lymphoid cells activated by the cytokine TL1A link colitis to emergency granulopoiesis and the recruitment of tumor-promoting neutrophils

2026-01-22 , doi: 10.1016/j.immuni.2025.12.008


浙大邵逸夫医院盛静浩等NC:G9a表观沉默细胞周期阻滞基因,驱动肠上皮再生

Nature Communications——[15.7]

背景与设计:利用组蛋白修饰质谱筛选、小鼠条件性敲除模型及药理学抑制,结合多组学分析与人直肠癌放疗及克罗恩病临床样本,探究肠上皮再生机制。② 核心发现:IL-4-STAT6-G9a-H3K9me2信号轴通过表观遗传沉默细胞周期阻滞基因,解除增殖刹车,驱动肠道干细胞增殖以维持稳态并促进损伤后再生。③ 修饰动力学:在辐射或DSS诱导的小鼠肠损伤模型及人肠道组织中,H3K9me2及其甲基转移酶G9a水平在急性损伤期降低,在修复期显著上调且与再生程度正相关。④ 功能必要性:肠上皮或干细胞特异性敲除G9a或使用抑制剂UNC0642导致H3K9me2水平显著降低,破坏肠隐窝稳态并削弱损伤后的上皮再生能力。⑤ 下游机制:多组学整合分析显示,G9a催化的H3K9me2富集于Rblcc1Rb1Cdkn1aPten等细胞周期阻滞基因启动子区,抑制其染色质可及性与转录。⑥ 上游调控:再生过程中上调的细胞因子IL-4诱导STAT6磷酸化,pSTAT6直接结合于G9a启动子并激活其转录,从而启动该表观遗传修复程序。

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G9a-mediated H3K9me2 orchestrates intestinal epithelial regeneration through epigenetic silencing of cell cycle-related genes

2026-01-19 , doi: 10.1038/s41467-026-68626-7


NC:巨噬细胞以肠动力为代价,清除帕金森病早期肠道病理

Nature Communications——[15.7]

背景与设计:针对肠神经系统(ENS)突触核蛋白病发病机制不明的问题,在雄性小鼠胃十二指肠壁注射α-突触核蛋白预制纤维(PFFs)构建模型,结合单细胞测序及C1qa-/-小鼠进行解析。② 核心发现与意义:ENS驻留巨噬细胞通过补体C1q依赖性途径清除神经元α-突触核蛋白,在疾病早期限制病理扩散,但该清除过程同时驱动了胃肠动力障碍且随时间失效。③ 巨噬细胞保护作用:药物特异性清除ENS巨噬细胞显著加剧了PFF诱导的早期肠肌间神经丛内pSer129 α-突触核蛋白病理沉积,提示巨噬细胞具有早期保护功能。④ 分子亚群特征:单细胞转录组学鉴定出肌层巨噬细胞亚群(Mp2/Mp6)特异性高表达C1qa等补体基因,且在病理状态下显著上调吞噬与抗原呈递相关通路。⑤ 功能悖论C1qa-/-小鼠中巨噬细胞对神经元α-突触核蛋白的吞噬受损导致病理负荷加重,但意外改善了PFF诱导的胃肠传输延缓及排便减少。⑥ 机制失效:时间进程分析显示,相较于30天,60天时巨噬细胞内共定位的C1q/α-突触核蛋白斑点显著减少,提示补体介导的清除机制在疾病进展中逐渐衰竭。

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C1q-dependent clearance of alpha-synuclein allows macrophages to transiently limit enteric synucleinopathy in male mice

2026-01-20 , doi: 10.1038/s41467-026-68641-8


NC:神经嵴细胞如何"搬家"到肠道?

Nature Communications——[15.7]

研究对象与方法:以小鼠胚胎肠神经嵴细胞(ENCCs)为对象,通过钙成像、肠道类器官及基因突变模型,探究肠神经系统发育中ENCCs的迁移机制与疾病关联。② 核心发现:胚胎ENCCs通过内皮素-3(EDN3)激活T型钙通道(CaV3)产生钙振荡,进而收缩并对基质产生牵引力以实现长距离迁移,证明胚胎ENCCs与成体血管收缩共享同一套生物力学机制,并揭示了先天性巨结肠病潜在的生物电生理致病机制。③ 上游激活通路:药理学阻断实验证实,EDN3/EDNRB信号通路通过开放氯离子通道引起膜去极化,进而激活CaV3及IP3敏感的胞内钙库释放。④ 通道功能验证:免疫荧光及药物筛选显示,ENCCs表达CaV3.1/3.2/3.3,药物特异性阻断CaV3或氯通道显著抑制了内源性Ca2+活动及细胞迁移。⑤ 力学传导机制:时序成像与微珠示踪显示,胞内Ca2+瞬变显著增强细胞对细胞外基质的牵引力,而阻断CaV3通道或EDNRB导致伪足回缩及牵引力丧失。⑥ 遗传病理关联:先天性巨结肠病模型小鼠(ls/ls)表现出钙活动减弱,且CaV3激动剂SAK3可模拟EDN3的促迁移效应,提示CACNA1H突变致病的生物电生理机理。

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Endothelin-3 and T-type Ca2+ channels drive enteric neural crest cell calcium activity, contractility and migration

2026-01-20 , doi: 10.1038/s41467-025-68121-5


Lancet子刊:周期性全肠内营养,实现克罗恩病患儿一年无药缓解

Lancet Gastroenterology & Hepatology——[38.6]

背景与设计:针对经全肠内营养(EEN)诱导缓解的克罗恩病患儿,开展随机对照试验评估周期性全肠内营养(C-EEN)维持无药缓解的疗效与安全性。② 核心发现:在经EEN诱导缓解的儿童患者中,C-EEN能显著降低复发风险,其维持1年药物无干预缓解的效果优于部分肠内营养。③ 临床疗效:意向性治疗分析显示,C-EEN组12个月复发率显著低于对照组(49% vs 76%),近半数患者在无药物干预下成功维持缓解。④ 微生物预测:16S rRNA测序揭示C-EEN维持了诱导期的低α多样性,且基线高丰度Enterobacter显著预测两组患者的早期复发风险。⑤ 预后因素:多变量分析表明基线C反应蛋白正常及加权疾病活动指数为0与维持缓解显著正相关,且未观察到治疗相关的严重不良事件。

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Cyclic exclusive enteral nutrition versus partial enteral nutrition to maintain long-term drug-free remission in paediatric Crohn's disease (CD-HOPE): an open-label, endpoint-blinded, randomised controlled trial

2026-01-19 , doi: 10.1016/S2468-1253(25)00262-6