本期美格导读为大家播报有关肠脑轴的最新研究进展！
标题：Dermal injury drives a skin to gut axis that disrupts the intestinal microbiome and intestinal immune homeostasis in mice.
译名：皮肤损伤导致皮肤-肠道轴破坏小鼠的肠道微生物组和肠道免疫稳态
作者：Tatsuya Dokoshi等
时间：2024-04-08
期刊：Nature Communications
影响因子：16.6
DOI：10.1038/s41467-024-47072-3
摘要
肠道中微生物群落的组成可能会影响远处器官如脑、肺和皮肤的功能。这些微生物可以促进疾病或具有有益的功能，从而导致以下假设：肠道中的微生物可以解释肠道和皮肤疾病的发生。在这里，我们表明此情况为可逆的，意即皮肤会直接改变肠道微生物组。皮肤损伤或真皮透明质酸的消化对真皮破坏，导致宿主防御基因Reg3和Muc2在结肠中的表达增加，并且皮肤损伤改变了肠道细菌的组成和行为。在体外培养中，藉由对皮肤进行干预所释放出的透明质酸可以诱导Reg3和Muc2表现量增加。在皮肤受伤后，直肠中微生物组的改变具有重要功能性意义，例如这些细菌渗透至肠道上皮细胞并增加由葡聚糖硫酸钠 (DSS) 诱发的结肠炎，而在无菌以及进行了粪便移植的小鼠中，透过皮肤从无伤口变成有伤口情况之下，口服抗生素可有助于改善皮肤相关DSS结肠炎。这些观察结果证明了，皮肤的损害会破坏肠道宿主防御中的稳定状态，并改变肠道微生物组，从而提供了皮肤-肠道轴的直接证据。
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作者的研究结果支持应更好地护理皮肤，并支持在治疗炎症性肠病时考虑微生物组和其他上皮组织健康的治疗干预措施。
标题：Large-scale phenotyping of patients with long COVID post-hospitalization reveals mechanistic subtypes of disease.
译名：住院后长期新冠肺炎患者的大规模表型揭示了疾病的机制亚型
作者：Felicity Liew等
时间：2024-04-08
期刊：Nature Immunology
影响因子：30.5
DOI：10.1038/s41590-024-01778-0
摘要
严重急性呼吸综合征冠状病毒2感染后，有十分之一机率会导致长期症状，称为长期冠状病毒病(COVID)，但人们对疾病的表型和机制知之甚少。在这里，我们分析了住院后≥3个月的657名参与者的368种血浆蛋白。其中，426人至少有一种长期COVID症状，233人已经完全康复。骨髓炎症标志物升高和补体激活与长期COVID症状相关。IL-1R2，MATN2和COLEC12与心肺症状、疲劳和焦虑/抑郁有关；在胃肠道症状中MATN2、CSF3和C1QA会升高，认知障碍中C1QA会升高。认知障碍患者的神经组织修复改变的其他标志物(SPON-1和NFASC)升高，而提示脑肠轴紊乱的SCG3在胃肠道症状中升高。严重急性呼吸综合征冠状病毒2特异性免疫球蛋白G(IgG)在一些患有长COVID的个体中持续升高，但在痰中未检测到病毒。鼻液中炎症标志物的分析显示与症状无关。本研究旨在了解长COVID的炎症过程，而不是为发现生物标志物而设计的。我们的研究结果表明，与组织损伤相关的特定炎症途径与长COVID亚型有关，这可能是未来治疗试验的目标。
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作者研究发现在管理长期COVID症状患者时，需要考虑疾病的亚表型，并支持在对照治疗试验中使用抗病毒或免疫调节剂。
标题：Orally Ingested Self-Powered Stimulators for Targeted Gut-Brain Axis Electrostimulation to Treat Obesity and Metabolic Disorders.
译名：口服自供能刺激器用于靶向肠-脑轴电刺激治疗肥胖和代谢障碍
作者：Cam-Hoa Mac等
时间：2024-04-16
期刊：Advanced Materials (Deerfield Beach, Fla.)
影响因子：29.4
DOI：10.1002/adma.202310351
摘要
肥胖是一个重要的健康问题，通常会导致代谢功能障碍和慢性疾病。这项研究介绍了一种使用口服摄入的自供电刺激器来对抗肥胖的新方法。这些电刺激器由与辣椒素(Cap)缀合的压电BaTiO(BTO)颗粒组成，并且旨在激活迷走神经。在被饮食诱导的肥胖(DIO)小鼠摄入后, BTO@Cap颗粒特异性靶向并结合胃粘膜中的Cap敏感的感觉神经末梢。响应于胃蠕动, 这些颗粒产生电信号。信号通过肠-脑轴传播，最终影响下丘脑。通过增强大脑中的饱腹感信号，这种神经调节干预减少了食物摄入，促进了能量代谢，并显示出最小的毒性。在每日治疗的三周时间内, 与对照小鼠相比, 用BTO@Cap颗粒治疗的DIO小鼠显示出体重的显著降低, 同时保持它们的一般运动活性。此外, 这种基于BTO@Cap颗粒的治疗减轻了与肥胖相关的各种代谢改变。重要的是，这种非侵入性和易于管理的干预措施具有解决其他脑内神经系统疾病的潜力。
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研究中使用BTO@Cap颗粒影响胃蠕动以产生饱腹感来对抗肥胖，并有潜力可以应用到其他代谢以及神经相关疾病上。
标题：A digitaltwin of the infant microbiome to predict neurodevelopmental deficits.
译名：预测神经发育缺陷的婴儿微生物组数码双胞胎
作者：Nicholas Sizemore等
时间：2024-04-10
期刊：Science Advances
影响因子：13.6
DOI：10.1126/sciadv.adj0400
摘要
尽管存在公认的肠-脑轴联系，但患者之间微生物分布的自然变化阻碍了正常丰度范围的定义，从而混淆了生态失调对婴儿神经发育的影响。我们推出婴儿微生物组的数码双胞胎，从一些初步观察中预测生态系统轨迹。使用来自 88 个早产儿的16个核糖体RNA数据(398个粪便样本和91个微生物类别的32, 942个丰度估计值)，Q-net模型预测丰度动态为=0.69。与典型和次优发育的Q-nets拟合相比，我们可以可靠地预估出个体的缺陷风险(Mδ)，以及确认未来达到头围生长不良的新生儿，其受试者工作特征曲线下的面积约等于76％，在月经后30周龄时，预测率可达95%±1.8%，特异性为98%。我们发现，早期移植可能会降低约45.2％因不正确的补充而产生负作用的队列患者风险。Q-nets模型是生态系统动力学的生成人工智能模型，具有广泛的潜在应用。
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这项研究为分析相对丰度数据的一套新工具奠定了基础，有可能在未来从微生物谱中对严重疾病进行预测性筛查，并设计精确有效的临床干预措施。
标题：The gut-airway microbiome axis in health and respiratory diseases.
译名：健康和呼吸系统疾病中的肠道-气道微生物组轴
作者：Mustafa Özçam等
时间：2024-05-22
期刊：Nature Reviews. Microbiology
影响因子：88.1
DOI：10.1038/s41579-024-01048-8
摘要
肠道和远程器官之间的通信，如大脑或心血管系统，已经很好地建立起来。最近的研究为潜在的双向肠道-气道轴提供了证据。来自动物和人类研究的观察表明, 呼吸损伤影响肠道微生物组的活性, 并且由肠道微生物组产生的微生物配体和代谢产物形成呼吸免疫。这两个大的粘膜表面区域之间的信息交换调节微生物-免疫相互作用，对包括哮喘，慢性阻塞性肺疾病和肺癌在内的一系列呼吸系统疾病的临床和治疗结果具有重要意义。在这篇综述中，我们总结了该领域的最新数据，提供了跨时空梯度的肠道-气道串扰机制及其与呼吸健康的相关性的见解。
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本篇文章统整了呼吸道与肠道两大黏膜区其微生物组的作用，在肠脑轴的领域中提供了重要的崭新视角与见解。
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