一、Cell︱縱向多組學(xué)揭示了腸易激綜合征潛在機(jī)制

腸易激綜合征(IBS)是一種全球流行性疾病,以便秘型(IBS-C)、腹瀉型(IBS-D)或混合型(IBS-M)為主,其發(fā)病機(jī)理涉及胃腸道運(yùn)動(dòng)、腸道分泌物、內(nèi)臟超敏性和腸道通透性的變化,而這些均可通過(guò)腸道菌群進(jìn)行調(diào)節(jié)。本研究針對(duì)IBS進(jìn)行了多組學(xué)縱向研究(包括腸道微生物組、代謝組、宿主表觀基因組和轉(zhuǎn)錄組),最終確定了IBS亞類(lèi)型特異性、癥狀相關(guān)的微生物組成和功能變異。
(1) 宏基因組學(xué)測(cè)序分析發(fā)現(xiàn),與健康對(duì)照組(HCs)或IBS-D受試者相比,IBS-C患者體內(nèi)微生物組成隨時(shí)間的變化呈現(xiàn)更大的變異性,此外,IBS癥狀嚴(yán)重程度與腸道菌群的功能變異相關(guān);
(2) 代謝組學(xué)分析發(fā)現(xiàn),IBS-C患者糞便短鏈脂肪酸(SCFAs)如丙酸鹽、丁酸鹽和乙酸鹽顯著低于HC組,IBS-D患者糞便中色氨酸和色胺均顯著增加。此外,與HC相比,IBS-D患者糞便中未結(jié)合的初級(jí)膽汁酸(BA)量明顯更高,而在IBS-C患者顯著降低;
(3) 宏基因組與代謝組學(xué)關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn),嘌呤代謝途徑參與了IBS的病理生理,其中2種Lachnospiraceae菌株的生長(zhǎng)培養(yǎng)基中次黃嘌呤明顯減少,移植Lachnospiraceae菌的無(wú)菌小鼠體內(nèi)次黃嘌呤水平較低,進(jìn)一步證明腸道微生物參與了IBS腸道嘌呤代謝途徑的調(diào)控;
(4) 人的黃嘌呤氧化酶(由XDH基因編碼)的基因在IBS-C和IBS-D患者結(jié)腸活檢樣本中均表達(dá)升高,且IBS患者嘌呤核苷磷酸化酶(PNP,嘌呤再生途徑中的第一個(gè)基因)的表達(dá)比HC中高約2倍,而PNP表達(dá)的上調(diào)與次黃嘌呤水平之間存在負(fù)相關(guān),因此,微生物組和宿主共同參與了次黃嘌呤庫(kù)的耗盡。

Longitudinal Multi-omics Reveals Subset-Specific Mechanisms Underlying Irritable Bowel Syndrome. 2020. Cell. https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.08.007.
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二、Science︱腸道菌群代謝物肌苷影響免疫檢查點(diǎn)抑制劑療效

現(xiàn)有的惡性腫瘤治療手段中,免疫檢查點(diǎn)抑制劑(ICB)是有效的熱點(diǎn)策略之一。然而在臨床治療中,患者對(duì)于ICB治療敏感性存在明顯異質(zhì)性,有的腫瘤對(duì)于ICB治療顯示出耐藥性。最近研究表明,腸道菌群可以影響抗腫瘤免疫反應(yīng),特定的微生物組成可以調(diào)控ICB療效,但其潛在機(jī)制尚不清楚。
(1) 抗CTLA-4或抗PD-L1抗體均可改善結(jié)腸癌(CRC)小鼠模型疾病表型,相同劑量下,前者效果更好。對(duì)ICB處理小鼠進(jìn)行菌群測(cè)序分析和厭氧培養(yǎng),鑒定到7種ICB特異細(xì)菌分離株和4種對(duì)照組特異細(xì)菌分離株;
(2) 構(gòu)建CRC異位移植小鼠模型,ICB治療后,與無(wú)菌小鼠對(duì)比,SPF小鼠模型的腫瘤在抗CTLA4治療后更小,若去除SPF小鼠體內(nèi)菌群,ICB療效則會(huì)降低;將腫瘤細(xì)胞注射到無(wú)菌(GF)及5種分離細(xì)菌單菌落化的小鼠中,進(jìn)行抗CTLA-4治療后發(fā)現(xiàn)三種菌群(B. pseudolongum、Lactobacil-lus johnsonii (L. johnsonii)、Olsenella)能夠增強(qiáng)抗CTLA4的療效,其中B. pseudolongum也能夠促進(jìn)抗PD-L1療效;
(3) 代謝組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)B. pseudolongum定植小鼠血清中嘌呤代謝物肌苷水平增加最為顯著,機(jī)制研究發(fā)現(xiàn),肌苷通過(guò)腺苷2A受體-cAMP-PKA信號(hào)誘導(dǎo)CREB激活,促進(jìn)Th1分化,從而增強(qiáng)ICB的治療效果;
(4) 腸癌小鼠口服肌苷結(jié)合抗CTLA-4和CpG(一種廣泛使用的抗腫瘤輔助劑)處理可顯著減輕腫瘤重量,在膀胱癌和黑色素瘤小鼠模型中,在共刺激信號(hào)存在情況下,肌苷能有效提高抗CTLA-4效果。
Microbiome-derived inosine modulates response to checkpoint inhibitor immunotherapy. Science 2020. https://doi.org/10.1126/science.abc3421.
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三、Cell Metabolism | 內(nèi)源性代謝物α-酮戊二酸可延長(zhǎng)小鼠壽命

新陳代謝與年齡緊密相連。α-酮戊二酸(AKG)是三羧酸循環(huán)中的一種關(guān)鍵代謝產(chǎn)物,其水平會(huì)隨空腹、運(yùn)動(dòng)和衰老等狀態(tài)而變化。前期研究發(fā)現(xiàn),AKG在促進(jìn)新陳代謝、為細(xì)胞過(guò)程提供能量、刺激膠原蛋白和蛋白質(zhì)的合成、干細(xì)胞發(fā)育等方面具有重要作用,也可延長(zhǎng)酵母、秀麗隱桿線蟲(chóng)的壽命,成為各個(gè)領(lǐng)域研究人員的研究熱點(diǎn)。本研究發(fā)現(xiàn)AKG能顯著延長(zhǎng)小鼠壽命和存活率,是AKG在哺乳動(dòng)物上的首次研究。
(1) C57BL/6小鼠采用常規(guī)飼料喂養(yǎng)18個(gè)月后換成含CaAKG的飼料繼續(xù)喂養(yǎng),結(jié)果發(fā)現(xiàn),膳食補(bǔ)充2%CaAKG可以顯著延長(zhǎng)雌性小鼠平均壽命和存活率,而雄性小鼠的存活率雖然沒(méi)有顯著提高,但其平均壽命也得到了延長(zhǎng);
(2) 采用脆弱指數(shù)(由31種表型組成)對(duì)健康惡化情況進(jìn)行評(píng)估,無(wú)論是雌性還是雄性小鼠,CaAKG都能降低衰老表型的發(fā)病率和嚴(yán)重程度,并延緩發(fā)病;
(3) 采用混合模型測(cè)試發(fā)現(xiàn)CaAKG治療顯著緩解雌性小鼠年齡依賴(lài)性的多個(gè)表型(毛發(fā)顏色喪失、毛發(fā)豎起、駝背、皮炎等)的嚴(yán)重性,同時(shí)雄性小鼠一些表型的嚴(yán)重程度也得到緩解。當(dāng)然并非所有表型都得到改善,隨衰老而下降的心臟功能沒(méi)有得到改善。重要的是,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)CaAKG有任何重大不良反應(yīng);
(4) 對(duì)18月齡的雌性小鼠進(jìn)行CaAKG治療,28月齡時(shí)測(cè)定小鼠血清炎性細(xì)胞因子水平,發(fā)現(xiàn)CaAKG喂養(yǎng)的小鼠炎性細(xì)胞因子顯著降低,同時(shí)具有抗炎特性并有助于維持正常組織動(dòng)態(tài)平衡的IL-10水平增加。
Alpha-Ketoglutarate, an Endogenous Metabolite,Extends Lifespan and Compresses Morbidity in Aging Mice .Cell Metabolism. 2020. doi:10.1016/j.cmet.2020.08.004
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四、Cell Metabolism | 溫暖環(huán)境可通過(guò)腸道菌群防止骨質(zhì)流失

骨質(zhì)疏松癥是一種與衰老相關(guān)的骨骼疾病,其特點(diǎn)是骨密度降低、微結(jié)構(gòu)退化、骨折風(fēng)險(xiǎn)增加。骨重塑是由存在于骨中的兩種主要細(xì)胞協(xié)調(diào)作用而實(shí)現(xiàn)的:負(fù)責(zé)骨形成的成骨細(xì)胞和參與骨吸收的破骨細(xì)胞。不過(guò)現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)腸道菌群已經(jīng)成為包括骨骼在內(nèi)的宿主生理的重要調(diào)節(jié)器。有研究表明,宿主對(duì)冷熱環(huán)境的適應(yīng)部分是由腸道菌群組成的改變介導(dǎo)的。然而,目前尚不清楚環(huán)境溫度是否會(huì)影響微生物群的組成進(jìn)而對(duì)骨骼形態(tài)和強(qiáng)度產(chǎn)生影響。
(1) 16周齡雌性小鼠暴露在34℃ 飼養(yǎng)8周,盡管骨骼尺寸保持不變,但骨骼強(qiáng)度和密度卻得到了很大的改善,表明溫暖環(huán)境暴露對(duì)成年期小鼠的生物力學(xué)骨骼參數(shù)產(chǎn)生有益影響,而這些影響與食物攝入量減少無(wú)關(guān);
(2) 對(duì)平均溫度、緯度、鈣消耗和維生素D水平相關(guān)的骨質(zhì)疏松癥發(fā)病率的全球流行病學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),溫度升高,髖部骨折發(fā)生的事件越少,而與其他因素?zé)o關(guān)。16周齡小鼠進(jìn)行卵巢切除手術(shù),并暴露于34℃或室溫下8周,發(fā)現(xiàn)溫暖環(huán)境暴露可阻止卵巢切除引起骨損失;
(3) 對(duì)24周齡雌性小鼠在34℃下暴露8周后的盲腸和糞便中的微生物進(jìn)行測(cè)序分析,結(jié)果顯示溫暖環(huán)境暴露導(dǎo)致腸道菌群群組成出現(xiàn)顯著變化,并且與年齡、性別或激素狀況無(wú)關(guān);將溫暖環(huán)境中小鼠的菌群移植到骨質(zhì)疏松小鼠中,結(jié)果發(fā)現(xiàn)后者骨質(zhì)迅速得到改善;
(4) 對(duì)脛骨進(jìn)行了RNA測(cè)序,結(jié)果顯示溫?zé)岜┞逗蜏嘏嚎筛纳坡殉睬谐T導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄性骨重構(gòu)。此外,溫暖暴露或溫暖菌群移植使成骨細(xì)胞活性和活性破骨細(xì)胞數(shù)量之間的平衡向骨形成轉(zhuǎn)移;
(5) 宏基因組學(xué)分析,發(fā)現(xiàn)溫暖環(huán)境促進(jìn)微生物多胺產(chǎn)生進(jìn)而影響成骨細(xì)胞活性,并減少破骨細(xì)胞數(shù)量。
Warmth Prevents Bone Loss Through the Gut Microbiota .Cell Metabolism. 2020. doi:10.1016/j.cmet.2020.08.012.
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五、Nature Communications | 微生物和代謝譜整合分析發(fā)現(xiàn)硫代謝和克羅恩病相關(guān)

克羅恩病(CD)的發(fā)病機(jī)制被認(rèn)為是由遺傳環(huán)境、免疫和微生物等因素相互作用所驅(qū)動(dòng)的。先前CD患者的橫向研究表明,CD相關(guān)性營(yíng)養(yǎng)不良的特征是腸道細(xì)菌多樣性降低,且與某些菌群相對(duì)豐度變化有關(guān);而縱向研究表明,疾病期間腸道菌群出現(xiàn)動(dòng)態(tài)波動(dòng),并確定了與疾病表型、活動(dòng)和治療響應(yīng)相關(guān)的微生物特征,但菌群導(dǎo)致CD的致病機(jī)制仍不清楚。
(1) 對(duì)29例接受造血干細(xì)胞移植(HSCT)的CD患者進(jìn)行5年隨訪研究,在基線(HSCT之前)和HSCT后5年(包括活動(dòng)性期、非活動(dòng)性期)各個(gè)時(shí)間點(diǎn)收集糞便樣品進(jìn)行16S rRNA測(cè)序分析,發(fā)現(xiàn)活動(dòng)性疾病患者的群落豐度和α多樣性降低,細(xì)菌代謝功能存在差異。活動(dòng)性疾病患者中與硫轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)和其他離子轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)有關(guān)的代謝途徑、脫硫弧菌和大腸桿菌富集;非活動(dòng)性疾病患者中基礎(chǔ)生物合成通路及擬桿菌屬、嗜膽菌屬等出現(xiàn)富集;
(2) 選取3例不同響應(yīng)的CD患者糞便樣本對(duì)野生型(WT)和IL-10敲除無(wú)菌小鼠進(jìn)行糞菌移植,發(fā)現(xiàn)從活動(dòng)期和非活動(dòng)期疾病患者移植的菌群足以致所有IL-10敲除受體小鼠重現(xiàn)疾病表型,而緩解期患者糞便樣本定植的IL-10敲除小鼠沒(méi)有出現(xiàn)疾病表型;
(3) 將CD患者的糞便移植到GF小鼠體內(nèi),可以誘導(dǎo)人源化小鼠出現(xiàn)炎癥反應(yīng),通過(guò)非靶向和靶向代謝組學(xué)研究,炎癥和非炎癥小鼠之間的存在顯著代謝差異,與CD患者中觀察到的現(xiàn)象一致,硫代謝失調(diào)與人源化小鼠炎癥的發(fā)生有關(guān),并且膽酸7-硫酸鹽、石膽酸及其衍生物與小鼠炎癥狀態(tài)相關(guān);
(4) 利用宏基因組學(xué)對(duì)參與硫代謝的功能模塊進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)定植活性期患者微生物群的小鼠體內(nèi)磺酸鹽、蛋氨酸、半胱氨酸和牛磺酸轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)出現(xiàn)富集。這些代謝變化與硫酸鹽還原菌(包括脫硫弧菌和梭狀芽孢桿菌)相對(duì)豐度增加相一致,表明硫代謝與微生物群密切相關(guān)并在CD中具有重要作用。
Integrated microbiota and metabolite profiles link Crohn's disease to sulfur metabolism. Nature Communications. 2020. doi: 10.1038/s41467-020-17956-1.
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六、GUT | 西方飲食會(huì)影響壞死性胰腺炎的死亡率-丁酸鹽發(fā)揮重要作用

細(xì)菌血癥通常是感染的壞死性胰腺炎發(fā)生的危險(xiǎn)因素。先前研究表明,腸道屏障的通透性增加和腸道微生物群的改變與感染并發(fā)癥有關(guān)。表明壞死性胰腺炎的感染可能是由腸道細(xì)菌引起的。本研究中探索了西式飲食對(duì)壞死性胰腺炎的影響以及該影響通過(guò)何種方式誘導(dǎo)發(fā)生。
(1) 正常飲食(SD)和西方飲食(WD) C57BL/6小鼠胰腺管注射牛磺酸(TA)誘導(dǎo)壞死性胰腺炎(ANP),發(fā)現(xiàn)WD組ANP小鼠的死亡率、全身炎癥和細(xì)菌傳播增加;同時(shí)WD+ANP小鼠革蘭氏陰性細(xì)菌(大腸桿菌)豐度更高,表明WD+ANP小鼠存在明顯的全身感染;
(2) 盲腸內(nèi)容物和盲腸組織16S rRNA顯示,WD+ANP小鼠腸道微生物群的特征多樣性方面顯著降低,埃希菌屬(Escherichia )/ 志賀氏菌屬(Shigella)大量繁殖;非靶向、靶向代謝組學(xué)分析,發(fā)現(xiàn)丁酸鹽、氨基酸和碳水化合物等代謝物顯著減少;
(3) 對(duì)小鼠進(jìn)行5天的抗生素治療,發(fā)現(xiàn)WD+ANP小鼠盲腸組織中大腸桿菌/志賀氏菌的相對(duì)豐度顯著降低,同時(shí)小鼠的死亡率顯著降低;通過(guò)糞菌移植(FMT)或無(wú)菌糞便濾液(SFF)移植,發(fā)現(xiàn)與SFF受體小鼠相比,接受FMT的胰腺炎小鼠的細(xì)菌傳播、死亡率都顯著增加;
(4) 將丁酸鹽添加到WD 小鼠飲用水(100 mM)中,或者通過(guò)腹腔注射(500 L,40 mM)給藥,兩種方式均可降低血清內(nèi)毒素水平和血液中革蘭氏陰性細(xì)菌擴(kuò)散,WD + ANP小鼠的存活率顯著提高,并且只有口服丁酸鹽可防止胰腺感染大腸桿菌,表明口服丁酸鹽具有更大的保護(hù)作用;
(5) 胰腺炎患者(AP)與健康志愿者(HV)糞便樣本進(jìn)行16S rRNA分析,發(fā)現(xiàn)AP組和HV組的微生物群組成不同,AP組變形菌門(mén)豐度以及大腸埃希菌/志賀氏菌和鏈球菌屬增加,而產(chǎn)生丁酸鹽的菌株減少。
Western-type diet influences mortality from necrotising pancreatitis and demonstrates a central role for butyrate. GUT. 2020. doi:10.1136/gutjnl-2019-320430.
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七、Nature Communications | 短鏈脂肪酸調(diào)節(jié)IL-22產(chǎn)生和腸道免疫

先天性淋巴樣細(xì)胞(ILC)和CD4+T細(xì)胞產(chǎn)生IL-22對(duì)于腸道免疫至關(guān)重要。研究認(rèn)為腸道菌群是腸道中IL-22產(chǎn)生的關(guān)鍵因素,但調(diào)節(jié)機(jī)制尚不清楚。
(1) 從野生型(WT)C57BL/6J(B6)小鼠中分離CD4+T細(xì)胞和ILC細(xì)胞與短鏈脂肪酸(SCFAs)進(jìn)行體外共培養(yǎng),乙酸鹽、丙酸鹽和丁酸鹽均可增加IL-22的mRNA和蛋白表達(dá)或其水平,表明SCFA促進(jìn)ILC和CD4+T細(xì)胞中IL-22的表達(dá);
(2) 體內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)丁酸鹽可以促進(jìn)ILC和CD4+T細(xì)胞中IL-22的表達(dá),丁酸鹽可抑制組蛋白脫乙酰化酶(HDAC)活性,并與G蛋白受體41(GPR41)結(jié)合促進(jìn)芳烴受體(AhR)和缺氧誘導(dǎo)因子1α(HIF1α)表達(dá),從而上調(diào)IL-22;也可以通過(guò)激活mTOR和Stat3調(diào)節(jié)HIF1α和AhR的表達(dá);
(3) 機(jī)制上,丁酸鹽可促進(jìn)HIF1α與IL-22啟動(dòng)子的HRE區(qū)域結(jié)合,從而誘導(dǎo)IL-22啟動(dòng)子HRE區(qū)域組蛋白乙酰化,從而增強(qiáng)IL-22表達(dá);
(4) 在檸檬酸桿菌感染誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸炎模型中,補(bǔ)充丁酸鹽可促進(jìn)IL-22的產(chǎn)生,從而保護(hù)腸道免受炎癥的侵襲,緩解小鼠結(jié)腸炎。

Intestinal microbiota-derived short-chain fatty acids regulation of immune cell IL-22 production and gut immunity. Nature Communications. 2020, doi: 10.1038/s41467-020-18262-6.
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八、Circulation | 社區(qū)中年人群急性運(yùn)動(dòng)代謝結(jié)構(gòu)變化

運(yùn)動(dòng)對(duì)代謝、炎癥、血管、心臟和其他系統(tǒng)具有多效有益作用,然而運(yùn)動(dòng)介導(dǎo)的健康益處的分子機(jī)制仍不清楚。已有小樣本人群研究發(fā)現(xiàn),在急性運(yùn)動(dòng)期間循環(huán)分子(包括外泌體、代謝物、蛋白質(zhì)和非編碼RNAs)在運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的心臟代謝益處方面發(fā)揮重要作用。
(1) 本研究納入411名社區(qū)志愿者在急性運(yùn)動(dòng)12分鐘前后分別進(jìn)行心肺運(yùn)動(dòng)測(cè)試(CPET)和代謝組學(xué)分析,發(fā)現(xiàn)588種代謝物中有502種發(fā)生顯著變化,比如與胰島素抵抗相關(guān)的代謝物減少,與脂解、一氧化氮生物利用度和脂肪褐變相關(guān)的代謝產(chǎn)物增加,以及與心臟代謝相關(guān)的許多代謝物發(fā)生了有利變化;并在獨(dú)立樣本(n = 783)中進(jìn)行驗(yàn)證;
(2) 運(yùn)動(dòng)引起的代謝物變化與運(yùn)動(dòng)量、性別和體重指數(shù)(BMI)存在不同相關(guān)性,如在BMI較高的個(gè)體中,某些代謝物的有利改變有所減弱;女性中,盡管運(yùn)動(dòng)相對(duì)較少,但某些心臟保護(hù)代謝物的偏移量更大;
(3) 利用心肺運(yùn)動(dòng)測(cè)試(CPET)期間運(yùn)動(dòng)反應(yīng)的多維表型,探索了靜息代謝狀況與預(yù)測(cè)未來(lái)心血管疾病(CVD)的運(yùn)動(dòng)反應(yīng)模式相關(guān)的情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn),運(yùn)動(dòng)前不同的代謝物水平與體能的不同生理維度有關(guān)(例如通氣效率,運(yùn)動(dòng)血壓,整體有氧運(yùn)動(dòng)能力);
(4) 將代謝物與死亡率和CVD進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析,確定了運(yùn)動(dòng)介導(dǎo)的與預(yù)后相關(guān)的四個(gè)特征代謝物變量,并在獨(dú)立隊(duì)列中進(jìn)行了分析(n = 2045),其中兩個(gè)與平均隨訪23.1年的總死亡率相關(guān)。
Metabolic architecture of acute exercise response in middle-aged adults in the community. Circulation. 2020. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.120.050281.
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九、Nature Communications | 限制必需氨基酸決定了對(duì)膳食蛋白稀釋的代謝反應(yīng)

膳食蛋白稀釋?zhuān)―PD)即減少飲食中的蛋白質(zhì)攝入或用其它營(yíng)養(yǎng)元素替代可促進(jìn)代謝重塑,改善代謝健康,但驅(qū)動(dòng)這種響應(yīng)的確切營(yíng)養(yǎng)成分仍不清楚。
(1) 通過(guò)蛋白質(zhì)限制飲食(酪蛋白飲食)模擬氨基酸供應(yīng),證明了限制必需氨酸(EAA)而不是非必需氨基酸可驅(qū)動(dòng)對(duì)整體氨基酸剝奪的代謝響應(yīng),且獨(dú)立于飲食中的碳水供應(yīng);此外,可改善小鼠的葡萄糖代謝和胰島素敏感性;
(2) 系統(tǒng)性的剝奪蘇氨酸和色氨酸都足以引起飲食和氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)子基因缺失所致氨基酸限制的代謝響應(yīng),且不依賴(lài)于總體氨基酸的供應(yīng),說(shuō)明蘇氨酸與色氨酸的限制是介導(dǎo)EAA誘導(dǎo)的系統(tǒng)性代謝應(yīng)答的充要條件;
(3) 限制飲食蘇氨酸可以延緩肥胖相關(guān)代謝功能障礙的發(fā)展,而這種代謝重構(gòu)需要肝臟來(lái)源的FGF21參與;
(4) 對(duì)小鼠肝細(xì)胞進(jìn)行基因編輯使其能夠合成蘇氨酸,可以逆轉(zhuǎn)蘇氨酸限制飲食對(duì)健康的促進(jìn)作用。
Restriction of essential amino acids dictates the systemic metabolic response to dietary protein dilution. Nature Communications. 2020. doi: 10.1038/s41467-020-16568-z.
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十、Nature Communications | 限時(shí)進(jìn)食改變脂質(zhì)和氨基酸代謝節(jié)律而不影響生物鐘基因表達(dá)

限時(shí)攝食(TRF)可以改善新陳代謝,通過(guò)減少能量攝入來(lái)減輕體重,可以在不依賴(lài)于每日能量攝入的情況下提高全身胰島素敏感性和β細(xì)胞反應(yīng)性,延長(zhǎng)禁食時(shí)間可以改善血糖控制并降低心血管疾病的發(fā)生率。為了闡明短期TRF的作用機(jī)制,本研究對(duì)11名超重/肥胖男性進(jìn)行了隨機(jī)交實(shí)驗(yàn),研究TRF(每天8小時(shí)進(jìn)食期)和延長(zhǎng)限時(shí)攝食(EXF,每天15小時(shí)進(jìn)食期)對(duì)骨骼肌、血清代謝組和轉(zhuǎn)錄組的影響。
(1) 分析了TRF和EXF周期性共有和特有的轉(zhuǎn)錄本、骨骼肌和血清代謝物,TRF使骨骼肌轉(zhuǎn)錄本(而非骨骼肌或血清的代謝物)的振幅增大;代謝物的晝夜節(jié)律失調(diào);
(2) 兩種進(jìn)食模式下,核心生物鐘基因在骨骼肌中表達(dá)是相似的,皮質(zhì)酮,皮質(zhì)醇和可的松均顯示出明顯的周期性;
(3) 骨骼肌代謝物EXF在脂肪酸代謝通路富集,TRF在亮氨酸,異亮氨酸和纈氨酸代謝通路富集,血清代謝物EXF富集在多不飽和脂肪酸通路,TRF富集在脂肪酸代謝通路;脂質(zhì)是血清中最大的一類(lèi)周期性代謝物,骨骼肌主要的代謝物是脂質(zhì)和氨基酸;
(4) TRF誘導(dǎo)了骨骼肌中多個(gè)氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)基因和代謝物的節(jié)律性,引起氨基酸相關(guān)的代謝物濃度峰值提前。
Time-restricted feeding alters lipid and amino acid metabolite rhythmicity without perturbing clock gene expression. Nature Communications. 2020. doi: 10.1038/s41467-020-18412-w.
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