生物评论周报第222期:Cell Stem Cell实现肠道细菌营养偏好的体内量化

1、Cell Stem Cell:实现肠道细菌营养偏好的体内量化

2022年9月1日,来自美国普林斯顿大学Joshua D. Rabinowitz等研究人员合作在学术期刊《细胞》上发表了标题为“Gut preferences quantified in vivo.”的研究成果,实现肠道细菌营养偏好的体内量化。

据悉,人们在了解肠道微生物组的产物及其对健康和疾病的影响方面已经取得了巨大进展。然而,对肠道细菌所消耗的输入物的关注较少。

研究人员用同位素追踪法定量检查了小鼠肠道微生物组的输入和输出。微生物碳水化合物发酵的主要输入是膳食纤维,支链脂肪酸和芳香族代谢物的输入是膳食蛋白质。此外,循环中的宿主乳酸、3-羟基丁酸和尿素(但不是葡萄糖或氨基酸)为肠道微生物组提供营养。为了确定不同细菌的营养偏好,研究人员追踪到特定属的细菌蛋白质序列。研究人员发现了营养物质使用的系统性差异:厚壁菌门中的大多数属喜欢膳食蛋白,拟杆菌门喜欢膳食纤维,而阿克曼菌循环宿主乳酸。这种偏好与响应饮食调整的微生物组组成变化相关。因此,饮食通过促进优先使用摄入营养物质的细菌生长来塑造微生物组。

 

(评论:该研究提出了一种新颖的手段合并同位素标记,代谢组和蛋白组来研究肠道微生物的代谢。)

 

文章来源:

Xianfeng Zeng, Xi Xing, Meera Gupta et al,Gut bacterial nutrient preferences quantified in vivo.

DOI: 10.1016/j.stem.2022.08.007,Cell Stem Cell:最新IF:21.464

 

2、Cell Stem Cell:多能干细胞模拟人类多谱系心区发育

2022年9月1日,来自加拿大多伦多大学Gordon M. Keller、Donghe Yang等研究人员合作在《细胞—干细胞》杂志上发表了标题为“Modeling human multi-lineage heart field development with pluripotent stem cells.”的研究成果,利用多能干细胞模拟人类多谱系心区发育。

人类多谱系心区发育

研究人员表示,哺乳动物心脏中的心肌细胞(CM)亚型来自不同的谱系,称为第一心区(FHF)、前第二心区(aSHF)和后第二心区(pSHF)谱系,并在原肠运动期间被特化。

通过使用单细胞RNA测序来描述谱系特化和进展,研究人员从人类多能干细胞(hPSC)中建立了人类心区发育模型。对hPSC衍生的和小鼠中胚层转录组的分析使研究人员能够识别不同的人类FHF、aSHF和pSHF中胚层亚群。通过分阶段操作从转录组学中发现的信号通路,研究人员产生了显示关键CM亚型分子特征的肌细胞群。人类心脏谱系的发育轨迹与小鼠的发育轨迹一致,显示了保守的心血管程序。

(评论:这些发现建立了人类胚胎心脏发育的综合图谱,为模拟先天性心脏病和心室特异性心肌病,以及开发治疗这些疾病的新疗法提供了广泛的心肌细胞途径。)

文章来源:

Modeling human multi-lineage heart field development with pluripotent stem cells.DOI: DOI: 10.1016/j.stem.2022.08.007,Cell Stem Cell:最新IF:21.464

 

3、《科学》:GnRH替代可挽救唐氏综合症患者的认知能力

2022年9月2日,来自法国里尔大学Vincent Prevot、瑞士洛桑大学Nelly Pitteloud等研究人员合作在学术期刊《科学》发表了标题为“GnRH replacement rescues cognition in Down syndrome.”的研究成果,发现GnRH替代可挽救唐氏综合症患者的认知能力。

据悉,目前对于DS的认知和嗅觉障碍还没有可行的治疗方法。

GnRH替代

GnHR疗法可以在6个月内恢复唐氏综合征患者大脑的功能性连接

 

研究人员在一个唐氏综合征(DS)模型(Ts65Dn小鼠)中发现,这些进行性的非生殖性神经症状与青春期后下丘脑以及下丘脑外控制生殖的核心分子--促性腺激素释放激素(GnRH)的表达减少密切相关,并且似乎与已知调节GnRH神经元成熟的microRNA-基因网络的不平衡以及海马突触传递的改变有关。

通过表观遗传学、细胞学、化学遗传学和药理学干预, GnRH生理水平的恢复减少了Ts65Dn小鼠的嗅觉和认知缺陷,而脉冲式GnRH治疗改善了成年DS患者的认知和大脑连接。因此,GnRH在嗅觉和认知方面起着至关重要的作用,脉冲式GnRH疗法有希望改善DS的认知缺陷。

 

(评论:非常突破性的疗法,GnHR疗法疗效可以治愈认知障碍)

文章来源:

Maria Manfredi-Lozano et al, GnRH replacement rescues cognition in Down syndrome.DOI: abq4515,Science:最新IF:41.037

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