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10文聚焦:小细菌如何影响大脑健康? | 热心肠日报

今天是第2690期日报。

刘洋彧等Nature子刊:PTSD或与饮食模式和肠菌间有关?

Nature Mental Health[IF:N/A]

① 纳入NHS-II队列子研究191名参与者(44名有创伤应激障碍(PTSD)、119 名有创伤但无PTSD和28名无创伤),分析其饮食信息和肠菌组成;② PTSD症状与替代地中海饮食得分显著负相关,与植物性食物摄入量负相关,但与红肉/加工肉类正相关;③ 这种关联与特定的PTSD假定保护物种挑剔真杆菌有关,其丰度与PTSD症状负相关;④ 参与泛酸盐和辅酶A生物合成的微生物途径被确定为PTSD假定保护途径,而这些途径主要由PTSD假定保护物种(如Akk菌)参与。

Association of probable post-traumatic stress disorder with dietary pattern and gut microbiome in a cohort of women
10-19, doi: 10.1038/s44220-023-00145-6

【主编评语】创伤应激障碍(PTSD)是一种精神疾病,可能发生在经历或目睹创伤事件的人身上。微生物-肠道-大脑轴已被认为在心理健康中发挥重要作用。近日,哈佛大学医学院刘洋彧及团队在Nature Mental Health发表最新研究,纳入44名有创伤应激障碍、119 名有创伤但无PTSD和28名无创伤的志愿者,发现PTSD与饮食模式和肠道微生物组间存在关联。总之,这些发现有可能为PTSD的预防或改善提供基于饮食或微生物组的干预措施,值得关注。(@九卿臣)

肠道菌群在阿尔茨海默病中的因果性作用

Brain[IF:14.5]

① 将阿尔茨海默病(AD)患者和年龄匹配健康对照组的粪便菌群移植到菌群耗尽的成年大鼠中,以研究AD患者肠道菌群在宿主生理和行为中的作用;② AD患者粪菌移植导致大鼠中海马神经发生的行为障碍;③ 大鼠海马神经发生的损伤严重程度与供体患者的临床认知评分相关;④ 大鼠盲肠和海马代谢组的离散变化显著;⑤ 在体外,AD患者血清可导致人类海马祖细胞神经发生减少,且与认知评分和关键微生物属相关。

Microbiota from Alzheimer’s patients induce deficits in cognition and hippocampal neurogenesis
10-18, doi: 10.1093/brain/awad303

【主编评语】阿尔茨海默病(AD)是一种复杂的神经退行性疾病,会导致认知功能和心理健康下降,其中肠道菌群失调是其重要易感因素,然而尚不清楚肠道菌群改变是否是AD症状表现的原因。近日,发表在Brain上的这篇文章,首次揭示并证实肠道菌群在AD中的因果作用。(@圆圈儿)

人体微生物组与神经精神障碍的关联(综述)

Molecular Psychiatry[IF:11]

① 越来越多研究关注微生物群与各种神经精神疾病之间的潜在联系;② 微生物群存在于身体的各个部位,如口腔、鼻腔、肺、肠道、皮肤、膀胱和阴道,其中肠道微生物群因其高丰度及其在精神和神经退行性疾病中的潜在作用而受到特别关注;③ 然而存在于其他身体组织中的微生物群,虽然数量较少,但在免疫系统和人体稳态中也起着至关重要的作用,也影响神经精神疾病的发生和进展;④ 例如,口腔微生物群失衡和相关牙周炎可能增加神经精神疾病的风险。

Emerging role of the host microbiome in neuropsychiatric disorders: overview and future directions
10-16, doi: 10.1038/s41380-023-02287-6

【主编评语】越来越多研究表明,肠道微生物群的生态失调可能导致各种精神和神经退行性疾病的发生和发展障碍,对其他器官(如口、鼻、肺、皮肤、膀胱和阴道)中宿主微生物群的研究仍然有限。研究这些其他器官中的微生物群是必要的,因为它们可以通过炎症和免疫系统途径与胃肠道中的肠道微生物群相互作用。近期Molecular Psychiatry发表了一篇综述,文章概述了人类的宿主微生物群,并探讨了宿主微生物群在神经精神疾病中的新兴作用。此外,作者们还提出了研究宿主微生物群在神经精神疾病中的作用的未来研究方向。(@注册营养师陈彬林)

国内团队:菌群-精神类疾病联系的知识图谱平台

Briefings in Bioinformatics[IF:9.5]

① 基于文献检索收集研究肠道菌群、中间体与精神障碍之间相关性的相关文章,手动提取验证实体及关系并整合到Neo4j数据库中绘制知识图谱MMiKG,通过GraphXR可进行可视化;② 通过MMiKG合并各种实体-关系之间相关性资源,可基于图算法实现新的实体-关系-实体的预测;③ 图谱可视化便于用户理解疾病-肠菌-中间体的关系,并提供用户自定义搜索筛选功能;④ 应用场景包括挖掘同源性疾病、挖掘共同途径微生物、潜在互作机制的拓扑联系预测。

MMiKG: a knowledge graph-based platform for path mining of microbiota–mental diseases interactions
10-01, doi: 10.1093/bib/bbad340

【主编评语】这是发表在Briefings in Bioinformatics上的一份工作,由福建医科大学杨凤龙和电子科技大学邹权及其团队完成。他们基于目前已发表的肠道微生物-精神类疾病研究,提取其中的实体、中间体和关系,建立了MMiKG知识图谱平台。该平台有助于研究人员系统地理解肠道微生物在精神类疾病中的作用,同时也提供用户使用现有数据进行预测挖掘的工具。MMiKG知识图谱在线网址:http://yangbiolab.cn:8501/。(@Johnson)

苏大Science子刊:重症肺炎后的神经系统异常或与细菌易位有关?

Science Advances[IF:13.6]

① 通过脂多糖诱导构建重症肺炎小鼠模型,行为学实验发现重症肺炎康复后的小鼠存在脑部神经系统紊乱现象;② 微生物组分析发现大脑和肺部菌群多样性和丰度相似,不同于肠道菌群,提示大脑中新出现的细菌可能来源于肺部;③ 通过观察血-肺和血-脑屏障的损伤,发现内源性肺细菌可能在肺炎期间侵入大脑;④ 将雷帕霉素装入细胞外囊泡构建药物递送载体,经鼻给药可治疗重症急性肺炎引起的星形和小胶质细胞功能障碍,有效缓解肺炎后的神经系统异常。

Neurological disorders after severe pneumonia are associated with translocation of endogenous bacteria from the lung to the brain
10-18, doi: 10.1126/sciadv.adi0699

【主编评语】重症急性肺炎后的神经系统的异常是一种常见的肺炎后遗症。近日,苏州大学汪超及团队在Science Advances发表最新研究,通过动物实验发现脑组织中存在细菌,这可能是肺炎期间肺血屏障和血脑屏障渗漏的结果,提示重症急性肺炎后的神经系统异常与内源性细菌从肺到脑的易位有关。此外,通过雷帕霉素-细胞外囊泡靶向递送载体可以加速大脑稳态的恢复,并减轻患有严重肺炎引起的小鼠的行为障碍,值得关注。(@九卿臣)

细菌素Nisin或可减轻牙周病引发的AD神经炎症?

Journal of Neuroinflammation[IF:9.3]

① 补充Nisin可改变牙周炎引起的大脑菌群组成、物种多样性和群落结构,并降低疾病引起的大脑中病原体负担;② Nisin治疗会显著降低牙周感染引发的大脑中促炎细胞因子(IL-1β、IL-6和TNF-α)mRNA表达水平;③ 相比对照组,感染组淀粉样物质-β42(Aβ42)、总Tau和Tau(pS199)浓度显著增加;④ Nisin治疗会显著减少感染组大脑Aβ42、总Tau和磷酸化Tau的沉积;⑤ Nisin可通过影响口腔病原体水平,从而降低致病菌DNA通过血液转移到大脑的可能性。

Nisin a probiotic bacteriocin mitigates brain microbiome dysbiosis and Alzheimer’s disease-like neuroinflammation triggered by periodontal disease
10-06, doi: 10.1186/s12974-023-02915-6

【主编评语】牙周炎相关的口腔微生物失调被认为会导致阿尔茨海默病(AD)神经炎症和脑淀粉样蛋白的产生。近日,加利福尼亚大学旧金山分校研究人员在Journal of Neuroinflammation发表最新研究,通过构建牙周炎小鼠模型,发现补充细菌素Nisin可通过影响口腔病原体水平,从而降低致病菌DNA通过血液转移到大脑的可能性,值得关注。(@九卿臣)

排便习惯竟影响认知功能?肠道菌群可能在作怪!

Neurology[IF:9.9]

① 纳入112753名HPFS、NHS、NSHII参与者进行随访,基线平均年龄67.2岁,中位随访时间4年;② 相比1天/次排便(BM)受试者,≥3天/次BM频率参与者的客观认知功能明显较差,且认知衰老3年;③ BM频率与主观认知能力下降和主观认知疾病存在J形剂量反应关系;④ 相比1天/次BM,≥3天/次和≥2次/天BM与主观认知能力下降比值为1.73和1.37;⑤ BM频率低且认知能力差人群中,产丁酸盐微生物减少,而促炎物种丰度较高与BM频率≥2次/天及认知能力较差相关。

Association Between Bowel-Movement Pattern and Cognitive Function: Prospective Cohort Study and a Metagenomic Analysis of the Gut Microbiome
09-29, doi: 10.1212/WNL.0000000000207849

【主编评语】排便习惯与认知功能之间的关联知之甚少,肠道菌群可能有助于这种关联。近日,发表在Neurology上的这篇文章,研究了排便习惯与认知功能之间的关联及肠道菌群在这种关联中的作用,并发现排便频率低与认知功能较差相关,肠道菌群失调可能是这种关联背后的机制联系。(@圆圈儿)

浙江大学:PM2.5会引起肠菌失调影响VB12代谢导致神经毒性

Gut Microbes[IF:12.2]

① PM2.5暴露会改变秀丽隐杆线虫的神经递质受体基因表达水平,降低维生素B12含量,导致其行为缺陷和神经元损伤;② 补充甲基钴胺素(MeCbl;VitB12类似物) ,可减轻PM2.5诱导的秀丽隐杆线虫的神经毒性;③ 通过体内和体外模型,发现长期暴露于PM2.5会导致肠道微生物结构改变,引起VitB12代谢途径失衡,从而导致认知障碍;④ 添加MeCbl可增加菌群多样性,降低有害物质含量,短链脂肪酸和神经递质浓度在一定程度上也可恢复到对照组水平。

PM2.5 induced neurotoxicity through unbalancing vitamin B12 metabolism by gut microbiota disturbance
10-16, doi: 10.1080/19490976.2023.2267186

【主编评语】PM2.5极易伴随有毒有害物质,对人体健康造成严重危害,包括认知障碍。VitB12是一种必需的微量营养素可由细菌合成,作为一种营养和信号分子有助于神经递质合成。然而,PM2.5暴露下认知障碍的VitB12衰减与肠道菌群调节间的关系尚未阐明。近日,浙江大学阎芙洁及团队在Gut Microbes发表最新研究,通过体外、线虫和小鼠动物模型实验,证实PM2.5暴露会通过肠道菌群紊乱导致维生素B12代谢失衡而引起神经毒性,值得关注。(@九卿臣)

国内团队:无菌土壤或可缓解菌群多样性代际缺失和焦虑

Brain Behavior and Immunity[IF:15.1]

① 万古霉素和链霉素连续治疗小鼠2周,并在繁殖前停药4-8周,重复此过程3代且每代中一半小鼠接受口服无菌土壤干预,以研究抗生素暴露的代际影响及无菌土壤的治疗潜力;② 抗生素暴露导致几代小鼠中肠道菌群多样性下降,并伴随焦虑行为加剧、小胶质细胞增生和肠道紧密连接蛋白表达改变;③ 口服无菌土壤干预可恢复几代成年小鼠的肠道菌群多样性,同时缓解其行为异常、小胶质细胞增生和肠道屏障完整性。

Sterile soil mitigates the intergenerational loss of gut microbial diversity and anxiety-like behavior induced by antibiotics in mice
10-15, doi: 10.1016/j.bbi.2023.10.014

【主编评语】人类肠道菌群多样性下降与各种疾病患病率上升密切相关,研究其根本原因和恢复方法势在必行,非围产期抗生素治疗影响肠道菌群,但其代际影响尚不清楚。之前研究发现农场环境中的土壤可恢复肠道菌群多样性和平衡,近日,东南大学周东蕊团队联合南京医科大学高原青团队在Brain Behavior and Immunity上发表文章,发现无菌土壤可减轻抗生素引起的小鼠肠道菌群多样性代际缺失和焦虑样行为,为多种肠道菌群相关的现代慢性疾病研究和干预提供了理论和实验基础。(@圆圈儿)

性别因素在菌群-肠-脑轴相关研究中的重要性与关注不足(观点)

Trends in Microbiology[IF:15.9]

① 性别差异在神经生物学研究中考量不足,单性别研究中男性是女性研究数量的20倍以上;② 菌群和性类固醇激素在肠分泌细胞、肠神经系统和迷走神经的调节和塑造中存在相互作用并存在性别差异;③ 近期的脑肠轴相关疾病研究揭示性别因素的重要性,如自闭症谱系患者男性发病率高于女性,但最新研究发现存在女性独有的自闭型表型;④ 因此,考虑更多性别因素和将女性更多纳入相关研究存在科学和道德必要性。

Sex shapes gut–microbiota–brain communication and disease
10-07, doi: 10.1016/j.tim.2023.08.013

【主编评语】这是发表在Trends in Microbiology的一份观点文章,作者总结了菌群-肠-脑轴(MGBA)在塑造胃肠道内外生物系统的发育、功能和疾病状态方面的重要作用,以及其中常被忽视的性别因素。性类固醇激素与菌群、肠分泌细胞、肠神经系统和迷走神经的相互作用存在性别依赖。以近期报道的自闭症谱系研究为例展示了性别因素在疾病中产生的巨大影响,同时综述了目前报道的性别-菌群-肠-脑轴的相互作用,强调肠分泌细胞途径在互作中的关键角色。(@Johnson)

感谢本期日报的创作者:orchid,圆圈儿,注册营养师陈彬林,阿童木,九卿臣,DM,Sunflower,湖人总冠军

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