2025科研半程盤點:代謝組學驅動多領域研究登頂CNS系列期刊-國內聚焦-資訊-生物在線

2025科研半程盤點:代謝組學驅動多領域研究登頂CNS系列期刊

作者:麥特繪譜生物科技(上海)有限公司 暫無發布時間 (訪問量:22730)

2025 年上半年,科研突破再掀熱潮!麥特繪譜合作客戶在疾病研究領域持續發力,多點開花,取得一系列突破性進展,多篇精彩成果發布于Cell, Nature Immunology, Molecular Cancer, Cell Metabolism, iMeta, Nature Metabolism, Nature Aging等頂級期刊,涵蓋代謝性疾病、腫瘤/癌癥、神經系統疾病、免疫、飲食研究等多個關鍵領域,為疾病的發病機制探索、診斷及治療提供了重要的科學依據。

下面就和小編一起閱覽精彩好文吧!

一、CNS主刊系列

1. 全基因組與多組學研究重磅揭秘深海海溝居民鉤蝦的生存密碼與種群傳奇

Title:The amphipod genome reveals population dynamics and adaptations to hadal environment

發表期刊:Cell, IF=45.6

合作單位:中國科學院深海研究所

合作項目:TMAO定量檢測服務

發表時間:2025.03

研究簡介:深海海溝作為地球上最極端的生態系統之一,其深度超過6000米的哈達爾區(hadal zone)長期保持著嚴酷的環境特征,其中端足類(Amphipoda)甲殼動物表現出顯著的適應性輻射。在眾多端足類物種中,Hirondellea gigas(鉤蝦,H. gigas的生態策略尤為突出,作為西北太平洋海溝的特有種,其垂直分布橫跨6800-11000米深度梯度,承受著60-110兆帕的壓力變化,是研究深海動物適應機制和種群動態的理想模型。本研究通過基因組學、轉錄組學、代謝組學等多組學數據分析,揭示H. gigas在深海環境中的適應機制和種群動態,為理解深海生物如何適應極端環境提供新的見解。

二、代謝性疾病專題

2. 腸菌代謝物芳香族氨基酸助你狂甩脂肪

Title:Human gut microbial aromatic amino acid and related metabolites prevent obesity through intestinal immune control

發表期刊:Nature Metabolism, IF=19.2

合作單位:西湖大學

合作項目:Q300全定量代謝組學檢測服務

發表時間:2025.03

研究簡介:肥胖影響全球大量人口,是嚴重的公共健康問題,腸道微生物組對體重的影響機制尚不清除。本研究通過一項大型中國縱向隊列研究揭示了血清中微生物芳香族氨基酸代謝物與體脂積累之間的關系,表明人類腸道微生物芳香族氨基酸和相關代謝物通過腸道免疫控制預防肥胖。

3. 基于交叉飼養的新型雙菌療法對抗代謝綜合征

Title:Cross-feeding based rational design of a probiotic combination of Bacteroides xylanisolvens and Clostridium butyricum therapy for metabolic diseases

發表期刊:Gut Microbes,IF=12.2

合作單位:中國科學院微生物研究所

合作項目:Q200宏代謝組學技術檢測服務

發表時間:2025.04

研究簡介:腸道菌群,在宿主的代謝和免疫功能中扮演著至關重要的角色,通過多種機制影響人們的健康。在這樣的背景下,活體生物治療產品(LBPs)應運而生,成為調節腸道菌群的新希望。一些腸道共生菌已經顯示出治療代謝疾病的潛力,但它們在復雜多變的腸道環境中的穩定性和療效仍是一個亟待解決的科學問題。本研究基于解木聚糖擬桿菌(B. xylanisolvens)和丁酸梭菌(C. butyricum)之間的交叉喂養關系,設計并開發了一種新型LBP。動物實驗表明,該聯合治療比單菌治療更有效改善代謝綜合征,為代謝疾病的治療提供了新的策略和理論依據。

4. 腸道菌群移植,治療1型糖尿病

Title:Restoration of intestinal secondary bile acid synthesis: A potential approach to improve pancreatic β cell function in type 1 diabetes

發表期刊:Cell Reports Medicine,IF=11.7

合作單位:南京醫科大學附屬邵逸夫醫院

合作項目:膽汁酸譜定量檢測服務

發表時間:2025.05

研究簡介:1型糖尿?。═1D)是一種慢性自身免疫性疾病,由于免疫系統錯誤攻擊胰島β細胞,導致胰島素分泌嚴重不足,患者需終身依賴胰島素治療。近年來,T1D的全球發病率不斷攀升,但傳統治療僅能控制血糖,無法逆轉自身免疫進程。相關研究表明,腸道菌群平衡與T1D發生發展存在千絲萬縷的關系,而腸道微生物群衍生的代謝產物,如次級膽汁酸等也在人體生理過程中扮演重要角色,當平衡被打破,就可能為T1D的發病推波助瀾。本研究通過代謝組學、宏基因組學等方法,分析了T1D患者的腸道菌群組成與膽汁酸代謝特征,發現二者形成了“菌群-代謝物-胰島功能”的異常網絡。通過洗滌菌群移植(WMT)技術(一種高級別的菌群移植技術)重塑患者腸道微生態后,患者血糖控制改善,胰島素需求下降,次級膽汁酸水平得到恢復,證實通過精準調節腸道菌群和膽汁酸代謝可能開辟T1D治療的全新路徑。

5. 非酒精性脂肪肝“代謝困局”:金絲桃苷改寫膽汁酸、脂肪酸代謝“生存法則”

Title:Hyperoside modulates bile acid and fatty acid metabolism, presenting a potentially promising treatment for non-alcoholic fatty liver disease

發表期刊:Journal of Advanced Research,IF=11.4

合作單位:山東第一醫科大學

合作項目:膽汁酸譜定量+16S檢測服務

發表時間:2025.05

研究簡介:非酒精性脂肪肝?。∟AFLD)是一種全球流行的慢性肝病,其特征是肝細胞內脂質積累超過5%,疾病譜涵蓋從單純性脂肪變性到非酒精性脂肪性肝炎(NASH)和肝纖維化等多個階段。NAFLD的發病機制復雜,涉及脂質代謝紊亂、炎癥反應和腸道菌群失調等多重因素。本研究通過高脂飲食(HFD)誘導大鼠NAFLD模型,采用多組學技術(膽汁酸靶向代謝組學、脂質組學、蛋白質組學、16S),揭示了金絲桃苷通過“FXR-ACLY-腸道菌群”網絡協同調節膽汁酸和脂肪酸代謝,為NAFLD治療提供了新的策略。

三、腫瘤/癌癥專題

6. AKR1D1通過膽汁酸代謝與NK細胞毒性按下肝癌“減速鍵”

Title:AKR1D1 suppresses liver cancer progression by promoting bile acid metabolism-mediated NK cell cytotoxicity

發表期刊:Cell Metabolism,IF=27.7

合作單位:廣東省人民醫院

合作項目:膽汁酸譜檢測服務

發表時間:2025.02

研究簡介:肝細胞癌(HCC)是全球第三大致死癌癥,其發生發展與肝臟代謝功能紊亂密切相關。本研究發現AKR1D1缺失會導致腸道菌群失調,卵形擬桿菌(Bacteroidetes ovatus)大量增值,促進鵝去氧膽酸(CDCA)轉化為異石膽酸(iso-LCA),后者的積累損害NK細胞功能,最終導致HCC加速發展;拮抗iso-LCA有效逆轉NK細胞功能抑制,并與抗PD-1治療產生協同抗腫瘤效應,為HCC的免疫治療和標志物預測提供了潛在靶點。

7. 白血病癌細胞中的”生死天平”——神經酰胺(Cer)和鞘磷脂(SM)

Title:Targeting ceramide transfer protein sensitizes AML to FLT3 inhibitors via a GRP78-ATF6-CHOP axis

發表期刊:Nature Communications,IF=14.7

合作單位:廣東省人民醫院

合作項目:脂質組學檢測服務

發表時間:2025.02

研究簡介:Cer(神經酰胺)多為抑癌成分,其生成和清除缺陷會導致癌細胞存活和化療耐藥;SM(鞘磷脂)則對癌細胞增殖等過程至關重要。CERT(神經酰胺轉運蛋白)可運輸Cer,影響Cer與SM比例,抑制CERT能誘導多種癌細胞凋亡,是潛在抗癌靶點。本研究揭示了靶向CERT通過誘導Cer的積累,激活了內質網應激(ERS)中的GRP78-ATF6-CHOP信號通路,從而進一步觸發了Cer依賴的線粒體自噬,與FLT3抑制劑產生協同效應,能有效克服AML常見的FLT3-ITD耐藥問題,為臨床聯合治療提供了創新的分子靶點。

四、神經系統疾病與衰老專題

8. “菌-代謝-腦”軸改善AD認知障礙

Title:Time‐restricted feeding mitigates Alzheimer’s disease‐associated cognitive impairments via a B. pseudolongum‐propionic acid‐FFAR3 axis

發表期刊:iMeta,IF=23.8

合作單位:西北農林科技大學

合作項目:Q200宏代謝檢測服務

發表時間:2025.02

研究簡介:隨著人口老齡化加劇,全球每3秒新增1例阿爾茨海默病患者。限時飲食(TRF,每天控制8小時內進食,其余時間保持空腹)作為一種非藥物治療方法,近年來被嘗試用于改善多種疾病并具有延壽的潛在價值,其與熱量限制相似,可能通過調節代謝途徑改善AD癥狀,本研究中臨床試驗結果顯示,4個月TRF改善了AD患者認知功能,動物實驗也證實其通過調節腸道菌群(如Bifidobacterium pseudolongum)和代謝物(如丙酸)發揮作用,且丙酸可穿透血腦屏障,揭示Bifidobacterium pseudolongum和丙酸是AD潛在治療靶點。

9. 腸菌衍生物PAGln加速細胞衰老

Title:Gut microbial-derived phenylacetylglutamine accelerates host cellular senescence

發表期刊:Nature Aging,IF=17

合作單位:復旦大學

合作項目:Q300全定量代謝組學檢測服務

發表時間:2025.01

研究簡介本研究揭示了隨著年齡增長,腸道微生物群發生變化,導致老年人體內苯乙酸(PAA)及其下游代謝產物苯乙酰谷氨酰胺(PAGln)的產生增加。機制上,PAGln通過腎上腺素受體(ADR)-AMP激活蛋白激酶(AMPK)信號通路誘導線粒體功能障礙和DNA損傷。在體內阻斷ADRs以及采用衰老細胞清除療法可阻止PAGln誘導的細胞衰老,為潛在的抗衰老療法提供了線索。

五、免疫專題

10. NAT10對mRNA中胞苷N4-乙酰化在T細胞擴增和抗病毒免疫中的關鍵作用

Title:A critical role of N4-acetylation of cytidine in mRNA by NAT10 in T cell expansion and antiviral immunity

發表期刊:Nature Immunology,IF=27.8

合作單位:復旦大學

合作項目:Q300全定量+核苷酸定量檢測服務

發表時間:2025.03

研究簡介:本研究發現,在T細胞被激活的生理過程中,細胞會特異性地上調N-乙酰轉移酶10(NAT10)的表達水平。NAT10作為一種關鍵的酶類,能夠催化mRNA分子發生N4-乙酰胞苷(ac4C)的化學修飾。功能驗證實驗表明,當小鼠T細胞中特異性敲除Nat10基因后,由于MYC蛋白的缺乏,這些T細胞出現了嚴重的細胞周期阻滯現象,導致其增殖能力大幅下降。在急性淋巴細胞性脈絡叢腦膜炎病毒感染模型中,Nat10缺陷的T細胞無法有效擴增,從而加劇了病毒感染的嚴重程度。此外,臨床樣本分析顯示,與年輕人相比,老年人T細胞中NAT10的表達水平顯著降低,且這些T細胞表現出明顯的增殖缺陷,這一發現為老年人抗病毒免疫應答能力下降提供了新的分子機制解釋

11. 衣康酸促進肺泡巨噬細胞介導的炎癥反應

Title:Itaconate promotes inflammatory responses in tissue-resident alveolar macrophages and exacerbates acute lung injury

發表期刊:Cell Metabolism,IF=27.7

合作單位:同濟大學大學附屬東方醫院

合作項目:[U-13C5]-Glutamine代謝流技術檢測服務

發表時間:2025.06

研究簡介本研究通過代謝組學、單細胞測序等技術揭示了衣康酸可促進AMs中促炎細胞因子(如IL-6、IL-1β)的釋放,并增強NLRP3炎癥小體激活。肺泡微環境作為這一差異的核心驅動因素——將BMDMs移植至肺泡腔后,其對衣康酸的反應發生逆轉。此外,衣康酸衍生物(二甲基衣康酸、4-辛基衣康酸)在AMs中表現出抗炎效應,與天然衣康酸作用相反。體內外實驗證實,衣康酸會加劇急性肺損傷,表明其臨床應用前需系統評估在不同組織駐留巨噬細胞中的作用。

六、飲食系列專題

12. 時間限制性進食瓦解輻射鐵死亡危機

Title:Creatine-mediated ferroptosis inhibition is involved in the intestinal radioprotection of daytime-restricted feeding

發表期刊:Gut Microbes,IF=12.2

合作單位:陸軍軍醫大學

合作項目:脂質組學檢測服務

發表時間:2025.04

研究簡介:電離輻射(IR)在癌癥治療中不可或缺,但高劑量輻射會引發嚴重的腸道損傷(IRIII),破壞腸道屏障并導致感染,目前尚無特效藥物。腹部或盆腔放療患者常因IRIII出現腹瀉、疲勞等癥狀,嚴重影響生活質量。近年來,“時間限制性進食(TRF)”飲食模式引起關注——每天僅在8-12小時內進食,其余時間禁食。TRF不限制熱量,卻能改善代謝、減輕炎癥,甚至重塑腸道菌群,增加有益菌的數量。本研究通過代謝組學、脂質組學、微生物組學、蛋白質組學等技術方法,揭示了限時飲食通過調節腸道菌群增加肌酸水平,激活AMPK-ACC通路減少PUFA生成和鐵死亡,從而緩解電離輻射引起的腸道損傷,為IRIII防治提供了新策略

13. 時間限制性喂養通過“代謝節律校準”對抗膿毒癥攻擊

Title:Time-restricted feeding protects against septic liver injury by reshaping gut microbiota and metabolite 3-hydroxybutyrate

發表期刊:Gut Microbes,IF=12.2

合作單位:南方醫科大學南方醫院

合作項目:Q200宏代謝技術檢測服務

發表時間:2025.04

研究簡介:膿毒癥是一種由感染引起的全身性炎癥反應綜合征,常導致多器官功能障礙,其中肝臟損傷是獨立的風險因素,與高死亡率相關,目前針對膿毒癥相關肝損傷的病理機制和治療策略尚未完全明確。時間限制性進食(TRF)這一飲食干預方式因其在代謝調控方面的顯著效益而備受關注,將每日進食時間控制在特定窗口期的飲食模式,已被證實能夠改善胰島素敏感性、減輕慢性炎癥等。本研究通過代謝組學、微生物組學、轉錄組學等多組學手段,揭示了限時飲食(TRF)可通過重塑腸道菌群,增加3-羥基丁酸(3-HB)水平,激活PI3K/AKT/mTOR/LPIN1通路抑制肝細胞鐵死亡,減輕膿毒癥肝損傷,為臨床該疾病的防治提供新方向

14. 腸道微生物“搗亂”膽汁酸代謝,或加重生酮飲食的肝臟負擔

Title:Gut microbiota regulates hepatic ketogenesis and lipid accumulation in ketogenic diet-induced hyperketonemia by disrupting bile acid metabolism

發表期刊:Gut Microbes,IF=12.2

合作單位:四川農業大學

合作項目:膽汁酸譜定量檢測服務

發表時間:2025.04

研究簡介:生酮飲食在減肥和改善某些代謝紊亂方面確實有一定效果,但長期采用這種飲食模式,可能帶來胰島素抵抗和肝臟脂肪積累等副作用。因此,深入了解生酮飲食是如何調控身體代謝發揮作用的,這對我們更好地利用這種飲食方式、避免其潛在風險至關重要。本研究通過代謝組學、16S等技術方法,揭示了KD改變腸道微生物群落,促進C.perfringens(產氣莢膜梭菌)定植,增加肝臟BHB和TAG水平,干擾次級膽汁酸代謝,促使DCA向12-ketoLCA的轉化,顯著影響肝臟代謝,加劇肝臟脂肪積累和酮體生成,為理解生酮飲食的代謝效應提供了新的視角。

更多精彩案例好文速覽

15.食道癌 /Advanced Science /鄭州大學 /RTN4IP1 Contributes to ESCC via Regulation ofAmino Acid Transporters

16.卵巢癌 /Cancer Research /復旦大學附屬婦產科醫院 /Mannose Enhances Immunotherapy Efficacy in Ovarian Cancer by Modulating Gut Microbial Metabolites

17.吸煙-肺癌 /Cancer research /第四軍醫大學、上海大學 /Tobacco Smoking Rewires Cell Metabolism by Inducing GAPDH Succinylation to Promote Lung Cancer Progression

18.胰腺癌 /Cell Reports Medicine /蘭州大學 /KRASG12D-driven pentose phosphate pathway remodeling impartsatargetablevulnerabilitysynergizing with MRTX1133 for durable remissions in PDAC

19.病原菌-抗生素療效/Cell Metabolism/復旦大學/Pathogen-derived glyoxylate inhibits Tet2 DNA dioxygenase to facilitate bacterial persister formation

20.耐藥性/Nature Communications/海軍醫科大學長征醫院/Positive feedback between arginine methylation of YAP and methionine transporter SLC43A2 drives anticancer drug resistance

21.機械力損傷-無菌炎癥/ACS Nano/重慶醫科大學附屬口腔醫院/Microneedles Loaded with Nitric-Oxide Driven Nanomotors Improve Force-Induced Efferocytosis Impairment and Sterile Inflammation by Revitalizing Macrophage Energy Metabolism

22.肝臟再生/Acta Pharmaceutica Sinica B/南方醫科大學/Parabacteroides distasonis promotes liver regeneration by increasing β-hydroxybutyric acid (BHB) production and BHB-driven STAT3 signals

23.心臟再生/Nature Communications/中國醫學科學院阜外醫院/Foxk1 and Foxk2 promote cardiomyocyte proliferation and heart regeneration

24.慢性壓力/Gut Microbes/湘雅三醫院/Gut dysbiosis-induced vitamin B6 metabolic disorder contributes to chronic stress-related abnormal behaviors in a cortisol-independent manner

25.慢性疾病遺傳/Cell Genomics/西湖大學/Genetic mapping of serum metabolome to chronic diseases among Han Chinese

26.鐵死亡/Redox Biology/北京大學第三醫院/GPX4 deficiency-induced ferroptosis drives endometrial epithelial fibrosis in polycystic ovary syndrome

27.鼠傷寒沙門氏菌/ISME Journal/中國農業大學/Muribaculum intestinale restricts Salmonella Typhimurium colonization by converting succinate to propionate

……

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