导读目录
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Nat Commun｜肠道菌群通过普通类杆菌戊酸相关途径影响骨骼
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Microbiome｜多组学分析揭示植物黄酮通过调节鞘脂代谢改善奶牛代谢稳态
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Hepatology｜ZNT1和Zn2控制巨噬细胞内吞TLR4和PD-L1提高肝癌化疗疗效
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Sci Adv｜影像组学无创识别肿瘤内部异质性的新方法
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Gut｜丁酸通过激活细胞毒性 CD8 T 细胞增强结直肠癌中的抗 PD-1 功效
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J Haz Mat｜大气污染与2型糖尿病关系中的代谢组学介导特征解析
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Brain Behav Immun｜新冠感染急性后遗症的脑脊液代谢组学和蛋白质组学特征
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Environ Sci Technol｜母婴队列中与全氟烷基和多氟烷基混合暴露相关的代谢扰动1
Nat Commun｜肠道菌群通过普通类杆菌戊酸相关途径影响骨骼
骨质疏松症（OP），主要特征是骨密度低（BMD），易患骨质疏松性骨折，在绝经后妇女中最普遍（称为绝经后骨质疏松症（PMOP））。目前对于PMOP和OP的致病机理尚不清楚，现下的干预和治疗方案也不尽人意。最近，多项研究表明了人体中肠道菌群对骨骼健康的潜在重要性，但是这些研究的样本量太小，还没有确认特定的细菌种类和相关的功能机制。
为此，研究人员对517名中国围绝经期和绝经后妇女的基因组、肠道菌群和靶向代谢组（血清短链脂肪酸（SCFAs））进行了系统的多组学综合分析，发现普通类杆菌与骨矿物质密度（BMD）呈负相关。随后研究人员在美国白种人中验证了该主要结果，并研究了细菌和SCFAs在细胞体外和小鼠体内调节骨代谢的因果关系，确定了与骨密度相关的肠道菌种以及在人体内菌群衍生的功能代谢物，并建立了肠道菌群影响OP风险的特定致病机制。
研究结果为骨质疏松症的预防、干预和治疗提供了潜在的理论基础。
参考文献
Gut microbiota impacts bone via Bacteroidesvulgatus-valeric acid-related pathways
02
Microbiome｜多组学分析揭示植物黄酮通过调节鞘脂代谢改善奶牛代谢稳态
奶牛后肠微生物群可以降解约17%的日粮纤维素，并为机体提供约12%的短链脂肪酸。已有研究表明，后肠微生物群与宿主氧化和炎症反应之间的相互作用对于改善奶牛的福利和健康至关重要。然而，植物黄酮类化合物对奶牛后肠微生物群落和功能的影响机制尚不清楚。
柑橘是全世界产量最高的水果之一，其加工副产物是植物黄酮的丰富来源。本研究选用柑橘黄酮提取物（CFE）直接饲喂泌乳奶牛，发现CFE显著降低了高精料奶牛的血清脂多糖（LPS）、 促炎细胞因子（TNF-α和IL-6）、急性期蛋白（脂多糖结合蛋白和触珠蛋白）浓度，提高了粪便丁酸盐的比例，并减少了粪便LPS含量。研究发现，饲喂CFE提高了粪便中有益细菌，包括拟杆菌、双歧杆菌等相对丰度。粪便和血清非靶向代谢组学表明，饲喂CFE导致的差异代谢物共同富集到了“鞘脂代谢”。与鞘脂代谢途径相关的代谢物与粪便拟杆菌的提高呈正相关。血清脂质组学进一步验证，饲喂CFE降低了宿主神经酰胺和鞘磷脂的循环浓度。一些差异显著的鞘脂与血清IL-6、TNF-α、LPS和粪便拟杆菌存在较强的相关性。粪便宏蛋白质组学显示，添加CFE会显著影响整体粪便细菌蛋白质谱和功能，其中与碳代谢、鞘脂代谢以及缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸生物合成有关的酶显著上调。
本研究首次发现饲喂植物黄酮可以通过维持后肠微生物群稳态和调节高精料奶牛的鞘脂代谢进而减少系统性炎症，揭示了细菌鞘脂在维持奶牛后肠菌群共生和调节肠道-宿主稳态中的重要性。
参考文献
Integrated multi-omics analysis reveals the positive leverage of citrus flavonoids on hindgut microbiota and host homeostasis by modulating sphingolipid metabolism in mid-lactation dairy cows consuming a high-starch diet
Hepatology｜ZNT1和Zn2控制巨噬细胞内吞TLR4和PD-L1提高肝癌化疗疗效
国内外的多个临床数据报道从慢性肝病、肝硬化到肝癌的多个阶段，患者长期处于锌缺乏状态。人体锌稳态主要由二价金属转运体ZNT（SLC30A）和ZIP（SLC39A）家族调控。然而，尚不清楚锌缺乏和哪些锌转运蛋白能调控TAMs功能和肝癌的发生发展。
中晚期肝癌的靶向治疗药物主要是索拉非尼、仑伐替尼为代表的抗血管生成药物，但整体中位生存期（OS）仅10个月左右，因此如何联合用药提高疗效是关键问题。本项研究主要阐述了补充锌联合抗血管生成药物的新策略在肝癌治疗中的效果。该研究首次发现锌转运蛋白ZNT1和Zn2调控TAMs内体（Endosome）内吞细胞表面Toll样受体4（TLR4）和PD-L1，进而下调炎症因子IL-6的产生及促进CD8 T细胞杀伤功能。
此外，为了观察能否通过补锌联合抗血管生成药物提高肝癌治疗效果，研究人员设立了小鼠饮食富含锌和锌缺乏的处理组，利用肝癌皮下瘤模型，证实补锌联合索拉非尼/仑伐替尼治疗能进一步抑制肝癌皮下瘤的生长及降低肿瘤重量。结果发现通过饮食补充锌能够促进肿瘤相关巨噬细胞膜表面TLR4和PD-L1内吞，下调IL-6产生并提高CD8 T细胞杀伤功能，进而协同索拉菲尼/仑伐替尼提高肝癌治疗效果。
参考文献
ZNT1 and Zn2 control TLR4 and PD-L1 endocytosis in macrophage to improve chemotherapy efficacy against liver tumor
Sci Adv｜影像组学无创识别肿瘤内部异质性的新方法
肿瘤内部异质性（ITH）深刻影响了治疗反应和临床结果。然而，基于基因组测序或病理切片的广泛用于评估ITH的方法依赖于有限的组织样本，可能由于潜在的采样偏差导致不准确。
该研究利用一个新建立的多中心乳腺癌放射多组学数据集（n = 1474），该数据集包括从动态增强磁共振图像中提取的放射组学特征，制定了一种非侵入性放射组学方法来有效研究ITH。
图像ITH（IITH）与基因组和病理ITH相关，独立预测了乳腺癌的不良预后。通过多组学分析，作者确定了高IITH肿瘤中激活的致癌途径和代谢失调。综合代谢组学和转录组学分析突显了高IITH肿瘤的易感性和潜在的治疗靶点，强调了放射组学在捕捉ITH方面的优越性。此外，该研究提供了关于ITH的生物学基础的见解，并提出了对具有高IITH的乳腺癌的治疗靶点。
参考文献
Radiogenomic-based multiomic analysis reveals imaging intratumor heterogeneity phenotypes and therapeutic targets.
Gut｜丁酸通过激活细胞毒性CD8T 细胞增强结直肠癌中的抗PD-1功效
肠道罗斯拜瑞氏菌（Roseburia intestinalis）是一种益生菌，它可以通过产生代谢物抑制肠道炎症。本研究目的是研究肠道罗斯拜瑞氏菌在结直肠癌发生和免疫治疗中的作用。作者评估了结直肠癌（CRC）患者及健康人群粪便中肠道罗斯拜瑞氏菌的丰度，并且在ApcMin/小鼠模型（小鼠自发性结直肠癌癌前病变模型）、氧化偶氮甲烷（AOM）诱导的结直肠癌小鼠模型、CT26[低微卫星不稳定（MSI-Low）]或MC38[高微卫星不稳定（MSI-High）]同系移植小鼠模型中研究肠道罗斯拜瑞氏菌的作用。作者通过多色流式细胞术和免疫组织化学染色的方法评估了免疫图谱的变化，并通过代谢组学技术评估了代谢物的变化。
研究表明，与健康人相比，CRC患者粪便中肠道罗斯拜瑞氏菌显著减少。此外，补充肠道罗斯拜瑞氏菌可以显着抑制ApcMin/小鼠肿瘤的形成，并且这一发现在AOM诱导的CRC小鼠中也得到了印证。补充肠道罗斯拜瑞氏菌可以恢复肠屏障功能，主要表现为肠道通透性的改善以及紧密连接蛋白表达的增强。丁酸被确定为肠道罗斯拜瑞氏菌产生的功能性代谢物。在CT26或MC38原位移植小鼠模型中，肠道罗斯拜瑞氏菌或丁酸通过激活细胞毒性CD8 T细胞抑制了肿瘤的生长，并且该CD8T细胞可以分泌细胞毒性颗粒酶B、干扰素(IFN)-γ及肿瘤坏死因子(TNF)-α。此外，肠道罗斯拜瑞氏菌或丁酸还显著提高了CT26（MSI-Low）同系移植小鼠模型中抗程序性细胞死亡受体1（抗PD-1）治疗的疗效。从机制上讲，丁酸直接与CD8 T细胞上的Toll样受体5(TLR5)受体结合，并通过激活核因子kappa B(NF-κB)信号传导诱导其活性。
总之，本文结果表明肠道罗斯拜瑞氏菌通过产生丁酸预防了结直肠肿瘤的发生，同时还可以通过诱导功能性CD8 T细胞来提高抗PD-1治疗的疗效。
参考文献
Roseburia intestinalis generated butyrate boosts anti-PD-1 efficacy in colorectal cancer by activating cytotoxic CD8 T cells.
06
J Haz Mat｜大气污染与2型糖尿病关系中的代谢组学介导特征解析
越来越多的研究已经证实大气污染和脂质代谢受损都会导致2型糖尿病。然而，大气污染与脂质组学标志物的详细关联，及介导空气污染对新发2型糖尿病影响的特定脂质代谢谱尚不清楚。
本研究团队基于英国UK Biobank数据，采用因果框架的高维中介分析及潜在机制特征提取方法探索了长期接触空气污染、血浆代谢组学标志物和新发2型糖尿病之间的关联，并确定介导空气污染和2型糖尿病之间关系的脂质代谢谱。研究发现暴露于大气污染会扰乱具有保护作用的脂质组学特征，并介导了10-13%的大气污染-糖尿病的有害影响。此外，研究还提示了一些循环代谢物如脂肪酸、氨基酸、葡萄糖和GlycA在大气污染-糖尿病关系中的潜在中介作用。
该研究是全球范围内关于大气污染与脂质组学标志物详细关系的首个流行病学证据，也是首个探索大气污染致糖尿病关系的潜在代谢组学特征的流行病学研究。研究发现有助于从人群层面发现大气污染暴露与2型糖尿病风险之间的通路，并为开发潜在的治疗机会提供新见解。
参考文献
Ambient air pollution exposure, plasma metabolomic markers, and risk of Type 2 Diabetes: A prospective cohort study
06
Brain Behav Immun｜新冠感染急性后遗症的脑脊液代谢组学和蛋白质组学特征
SARS-CoV-2引起神经系统急性后遗症（neuro-PASC）的机制仍不清楚。在此，本研究对21 名神经PASC 患者、45名健康志愿者和 26名炎症性神经系统疾病患者的脑脊液(CSF) 样本进行了蛋白质组学和代谢组学分析。
研究数据显示Neuro-PASC 患者和健康个体之间有69 种差异表达的代谢物和6 种差异表达的蛋白质。二氢鞘氨醇、ST1A1升高、鞘脂代谢紊乱和炎症反应减弱可能导致神经PASC 的发生，而7,8-二氢蝶呤水平降低和类固醇激素生物合成的激活可能在修复过程中发挥作用。此外，由二氢鞘氨醇、7,8-二氢新蝶呤和ST1A1组成的生物标志物panel初步被证明在诊断神经-PASC方面具有很高的价值。
总之，本研究首次尝试将CSF 的诊断优势与多组学的方法学优势相结合，从而为神经PASC 的发病机制提供有价值的见解，并促进神经科学家揭示与新冠病毒相关的不同神经学维度的工作。
参考文献
Cerebrospinal fluid metabolomic and proteomic characterization of neurologic post-acute sequelae of SARS-CoV-2 infection
08
Environ Sci Technol｜母婴队列中与全氟烷基和多氟烷基混合物暴露相关的代谢扰动
产前接触属于全氟和多氟烷基物质（PFAS）家族的单一化学品与母亲、胎儿和胎盘的生物紊乱以及不良健康后果有关。尽管我们知道人类暴露于多种全氟辛烷磺酸，但全氟辛烷磺酸对代谢组的潜在联合影响在很大程度上仍然未知。本研究利用高分辨率代谢组学来确定孕期暴露于全氟辛烷磺酸混合物所扰乱的代谢物和代谢途径。
研究者对268名非裔美国孕妇在妊娠6-17 周时采集的非空腹血清样本进行了全氟辛酸(PFOA)、全氟壬酸(PFNA)、全氟辛烷磺酸(PFOS) 和全氟己烷磺酸(PFHxS) 的靶向评估以及非靶向代谢组学分析。结果发现13.3%的代谢特征与全氟辛烷磺酸混合物有关，高于任何一种单一的全氟辛烷磺酸化学品。在所有全代谢组关联研究中，表明全身性炎症和氧化应激的代谢通路都存在一致的关联。有26 种代谢物与经鉴定的化合物进行了验证，并与全氟辛烷磺酸混合物相关（p < 0.05）。根据量化 g计算权重，PFNA对γ-氨基丁酸、酪氨酸和尿嘧啶的总体混合物效应贡献最大。
本研究首次证明了使用针对暴露混合物设计的方法结合代谢组学评估多种全氟辛烷磺酸化学品对人体代谢组的潜在联合影响的可行性和实用性。
参考文献
Metabolic Perturbations Associated with an Exposure Mixture of Per- and Polyfluoroalkyl Substances in the Atlanta African American Maternal-Child Cohort