10文聚焦益生菌高分文：精彩在人，何止于人 | 热心肠日报

Cell：植物微生物组科学面临的突破、挑战和机遇（综述）

Cell[IF:64.5]

① 植物相关菌群可延长植物免疫系统功能，将有益微生物从实验室转化为植物微生物组仍有挑战性，多数物种无法在野外发挥作用；

② 微生物群多样性、组成和丰度因植物栖息地和环境条件而异，植物与微生物互作在植物生理、生态和进化中起重要作用；

③ 目前产品通常由单菌株组成，但多菌株组成的联合体可能更具优势，成功的联合体可增加入侵和持久性；

④ 将不同菌株基因簇收集到一个驯化的性状传递菌株中，也可实现所有理想功能进而产生全新的性状。

Deep discovery informs difficult deployment in plant microbiome science
10-12, doi: 10.1016/j.cell.2023.08.035

【主编评语】跨物种和跨生态系统的植物微生物群的基本定义，加上还原论实验模型的开发以及利用微生物对植物表型的操纵，激发了人们将其应用于农业的兴趣。然而，绝大多数在实验室和温室中表现出植物生产力特征的微生物在田间都失败了。近日，北卡罗来纳大学教堂山分校研究人员在Cell发表最新综述，论述了将有益微生物从实验室转化到田间地头的最新突破、挑战和机遇，值得关注。（@九卿臣）

益生菌在野生动物中的应用（综述）

Trends in Microbiology[IF:15.9]

① 目前，野生动物益生菌的应用缺乏标准化的研究方法和验证策略；

② 益生菌通过抑制病原菌定植、促进生殖和生长、增加抗逆性等方式保护野生动物；

③ 为充分验证益生菌效应，合理的阴性对照至关重要；

④ 可选择与疾病无关的常见本地细菌作为候选益生菌，并在联合使用益生菌时确保菌株之间的兼容性；

⑤ 组学技术的应用有助于益生菌作用机制的解析，并发现新的益生菌候选者；

⑥ 微生物组移植和后生元有望成为有效且可扩展的野生动物微生物疗法。

Horizon scanning the application of probiotics for wildlife
09-25, doi: 10.1016/j.tim.2023.08.012

【主编评语】益生菌已经被广泛应用于人类健康、农业和水产养殖等领域，但在野生动物领域的应用仍处于起步阶段。最近在Trends in Microbiology上发表的一篇综述回顾了该领域最新的研究成果和挑战。该综述提供了全面的实验评估建议，并探讨了益生菌的作用机制和替代微生物治疗策略的发展。这将有助于加快这一新兴研究领域的发展，并为保护濒危野生动物提供有效的干预手段。（@EADGBE）

张和平团队：构建基于Web的综合乳酸菌数据库—iLABdb

Science Bulletin[IF:18.9]

① 构建一个综合且用户友好型乳酸菌基因组数据库（iLABdb），为研究人员和产业界提供一个方便且集中的平台来访问和利用乳酸菌基因组信息；

② iLABdb共包含62900个非冗余乳酸菌基因组（67.3%是分离株，32.7%是MAGs），其主要来源是人类（57.7%）和食物（18.2%）；

③ iLABdb收集并验证了1054项临床益生菌干预研究，以促进科学循证和医学研究；

④ iLABdb还开发了一系列用户友好的Web界面，允许用户快速浏览、可视化、访问及提交乳酸菌基因组信息。

The iLABdb: a web-based integrated lactic acid bacteria database
09-12, doi: 10.1016/j.scib.2023.09.016

【主编评语】乳酸菌作为微生物领域重要的战略资源，在食品加工、农业种植、动物养殖以及生物制药等领域具有广泛的应用价值。然而，与其巨大的应用潜能相比，目前对乳酸菌资源的全面理解尚处于起步阶段。近日，内蒙古农业大学张和平及团队在Science Bulletin发表最新研究，构建了一个综合性的乳酸菌基因组数据库iLABdb（https://www.imhpc.com/iLABdb），可帮助科研界和产业界用户快速浏览、查询、分析及可视化乳酸菌基因组特征。iLABdb还为提交新的乳酸菌基因组或展示具备临床效益的明星菌株信息提供了平台。目前，iLABdb已整合了超62000个乳酸菌基因组及相关的元数据，包括超11000个新测序的乳酸菌基因组，覆盖了众多的地理和宿主背景。值得注意的是，iLABdb不仅提供了从菌株到全基因组的综合信息，还收录了1054项临床益生菌干预研究文献，以促进科学循证和医学研究。此外，iLABdb 还具备基于全基因组序列的搜索功能，将进一步助力于乳酸菌的精准分类和功能解析。未来，iLABdb将纳入更为广泛的乳酸菌数据，助推乳酸菌资源的深度开发和应用。（@九卿臣）

张家超+黄适+翟齐啸等：塑造益生菌的肠内进化，土著菌群vs宿主因素谁胜出？

NPJ Biofilms and Microbiomes[IF:9.2]

① 利用GF和SPF小鼠区分宿主及肠道菌群对益生菌肠道内进化的驱动贡献程度；

② 在SPF小鼠中植物乳杆菌HNU082（Lp082）和乳双歧杆菌V9（V9）分别注释到总单核苷酸变异位点（SNV）数量为840和21579，可能与菌株在肠道内互作菌种有关；

③ 在GF小鼠中Lp082和V9注释SNV数量均小于15，提示激烈的微生物竞争是益生菌在肠道内进化主要驱动力；

④ Lp082和V9在肠道内定殖期间均发生分歧性进化，识别到两个进化谱系，携带更多突变的谱系逐渐占据优势地位。

Native microbiome dominates over host factors in shaping the probiotic genetic evolution in the gut
10-14, doi: 10.1038/s41522-023-00447-8

【主编评语】益生菌在肠道内选择压力的作用下会发生突变，有利于其在肠道内潜在的适应性，通常由宿主及肠道微生物组驱动，但未有研究对宿主和微生物组的贡献进行区分。近日，海南大学张家超、香港大学黄适和江南大学翟齐啸及团队在npj Biofilms Microbiomes发表最新研究，利用GF和SPF小鼠区分宿主及肠道菌群对益生菌肠道内进化的驱动贡献，并确定激烈的微生物竞争是益生菌在肠道内进化的主要驱动力，而宿主贡献度小于0.5%，为利用肠道菌群进行微生物的突变驯化提供指导。此外，研究发现实验菌株在肠道内定殖期间均发生分歧性进化，进化为两个谱系，携带更多突变的谱系逐渐占据优势地位，值得关注。（@九卿臣）

益生菌鼠李糖乳杆菌肠道定植机制

NPJ Biofilms and Microbiomes[IF:9.2]

① 发酵是乳酸菌属的基本过程，在肠道等限氧条件下通过氧化碳水化合物（如葡萄糖、甘露糖）以产生能量；

② 发酵可重塑鼠李糖乳杆菌GG（LGG）的代谢组和蛋白质组结构；

③ 发酵改变LGG包膜重塑和肽聚糖生物合成，从而导致细胞壁厚度、聚集特性和细胞壁组成改变；

④ 可发酵糖诱导靶向肠道病原体粪肠球菌和鼠伤寒沙门氏菌的已知和新型代谢物和蛋白质的分泌；

⑤ 发酵糖调节肽聚糖稳态、生物膜形成和抗菌剂产生，从而促进LGG在胃肠道中的竞争力。

Metabolic inputs in the probiotic bacterium Lacticaseibacillus rhamnosus contribute to cell-wall remodeling and increased fitness
09-26, doi: 10.1038/s41522-023-00431-2

【主编评语】鼠李糖乳杆菌GG（LGG）是一种存在于人体肠道中的革兰氏阳性有益细菌，属于乳酸菌家族，这种细菌是一种广泛使用的为人类健康带来许多好处的益生菌，然而，其调节不同饮食下竞争力的分子机制尚不清楚。近日，发表在NPJ Biofilms and Microbiomes上的这篇文章，发现LGG的代谢输入有助于其细胞壁重塑和肠道定植。（@圆圈儿）

中国海洋大学：新型双层多糖水凝胶用于益生菌的口服递送

Engineering[IF:12.8]

① 开发了一种由羧甲基纤维素超分子内层和海藻酸二醛交联的羧甲基壳聚糖外层组成的双层多糖水凝胶（DPH）；

② 体内和体外实验显示DPH对细胞和组织不具有毒性；

③ 双层结构使DPH能够有效封装益生菌，并能有效抵抗模拟消化液和体内胃肠道环境；

④ 在口服48小时的动物模型中，DPH封装的益生菌表现出比游离益生菌高100.1倍的生物利用度和10.6倍的粘膜粘附性；

⑤ DPH封装的益生菌可抑制沙门氏菌诱导的结肠炎小鼠中沙门氏菌的生长，促进短链脂肪酸合成。

A Double-Layer Polysaccharide Hydrogel (DPH) for the Enhanced Intestine-Targeted Oral Delivery of Probiotics
09-22, doi: 10.1016/j.eng.2023.05.024

【主编评语】将益生菌移植到肠道可以积极调节肠道微生物群，从而促进免疫系统和治疗各种疾病。然而，胃肠道环境的酸性和胃酸的杀菌作用，以及在肠道中的短保留时间显著限制了益生菌的生物利用度和定殖能力。来自中国海洋大学的毛相朝和薛长湖团队发表在Engineering上的一项研究开发了一种双层多糖水凝胶（DPH）用于封装益生菌，进而显著提高益生菌的作用时间和效力。这些发现为靶向药物递送领域的进一步研究和开发铺平了道路，并为提高益生菌在促进肠道健康和治疗各种疾病方面的有效性开辟了新的可能性。（@EADGBE）

JAMA子刊：益生菌/元、乳铁蛋白及复合产品预防早产儿死亡率及发病率

JAMA Pediatrics[IF:26.1]

① 纳入106项试验，涉及25840名早产儿；

② 与安慰剂相比，仅多菌株益生菌与降低全因死亡率相关，多菌株益生菌单独服用或与低聚糖联用以及单菌株益生菌在减少喂养不耐受更有效；

③ 多菌株益生菌单独服用或与低聚糖联用是降低严重坏死性小肠结肠炎的最有效措施之一，且单菌株益生菌与乳铁蛋白结合是减少脓毒症的最有效干预措施；

④ 单菌株益生菌和多菌株益生菌在缩短达到全肠道喂养时间最为有效，单菌株益生菌和多菌株益生菌在缩短住院时间更佳。

Probiotics, Prebiotics, Lactoferrin, and Combination Products for Prevention of Mortality and Morbidity in Preterm Infants - A Systematic Review and Network Meta-Analysis
10-02, doi: 10.1001/jamapediatrics.2023.3849

【主编评语】JAMA Pediatrics上发表的一项荟萃分析结果，总结了106项试验（共涉及25840名早产儿）的数据，分析了益生菌（单菌株、多菌株）、益生元、乳铁蛋白对于预防早产儿的死亡率及发病率的作用。（@aluba）

糖尿病患者不耐受二甲双胍怎么办？特定益生菌或有帮助

Biomedicine and Pharmacotherapy[IF:7.5]

① 纳入37名二甲双胍不耐受的2型糖尿病患者，随机分为益生菌（PRO-PLA）或安慰剂（PLA-PRO）组，12周（第 1 期）后交叉到另一个治疗组（第 2 期）；

② 35名患者完成了32周的研究期，2名患者在第5次访视时退出；

③ 无论治疗组分配如何，补充益生菌导致二甲双胍使用相关的胃肠道疾病发病率、恶心的数量和严重程度、腹胀/疼痛的频率和严重程度均显著降低，而自我评估的二甲双胍耐受性显著改善 ；

④ PRO-PLA治疗组补充益生菌时腹泻发生率显著降低。

Clinical Trial: Probiotics in Metformin Intolerant Patients with Type 2 Diabetes (ProGasMet)
10-07, doi: 10.1016/j.biopha.2023.115650

【主编评语】“神药”二甲双胍一直是治疗2型糖尿病的首选药物，然而约2-13%患者由于胃肠道副作用而不能耐受二甲双胍，二甲双胍影响肠道菌群，因此补充多菌株益生菌或可减轻与使用二甲双胍相关的胃肠道症状。近日，发表在Biomedicine and Pharmacotherapy上的这篇文章，发现多菌株益生菌可降低2型糖尿病和二甲双胍不耐受患者胃肠道不良反应的发生率。（@圆圈儿）

狄氏副拟杆菌或可用于缓解慢性腹痛？

Pain[IF:7.4]

① 通过细胞实验和大鼠神经元细胞评估了从健康供体分离的10株细菌神经调节能力，其中狄氏副拟杆菌F1-2菌株神经抑制特性较强，并在内脏疼痛小鼠模型得以验证；

② 口服F1-2可显著减少低级别炎症（DSS模型）的结肠超敏反应（CHS），并显著降低鼠柠檬酸杆菌感染后模型的CHS；

③ 在新生儿母体分离应激模型中未观察到口服F1-2对CHS的影响；

④ 通过钙成像实验评估发现F1-2可通过降低辣椒素、炎症反应和缓激肽刺激，直接与伤害感受器互作进而缓解疼痛。

Antihyperalgesic properties of gut microbiota: Parabacteroides distasonis as a new probiotic strategy to alleviate chronic abdominal pain
09-27, doi: 10.1097/j.pain.0000000000003075

【主编评语】近年来，肠道微生物群在疼痛调节中的潜在作用引起了人们的兴趣。近日，法国克莱蒙费朗大学研究人员在Pain发表最新研究，通过细胞实验和大鼠神经元细胞评估了从健康供体分离的10株细菌的神经调节能力，发现下一代益生菌—狄氏副拟杆菌F1-2可通过降低辣椒素、炎症反应和缓激肽刺激，直接与伤害感受器互作进而缓解疼痛。总之，该研究为进一步探究益生菌在预防和治疗内脏疼痛相关疾病中的作用提供了新见解，值得关注。（@九卿臣）

魏勇军+印遇龙iMeta：益生菌发酵中草药的研究进展（综述）

iMeta[IF:N/A]

① 微生物的组成和功能在中草药发酵中起着至关重要的作用，它可以影响发酵代谢物和最终发酵产物的药理活性；

② 本文综述了使用益生菌发酵中草药的优点、发酵技术、益生菌菌株，并展望了中草药发酵的未来发展；

③ 使用益生菌发酵中草药能够产生易于吸收的生物活性物质并降低毒性；

④ 作者详细描述并讨论了中草药的益生菌发酵技术；

⑤ 微生物组学、合成生物学和其他先进生物学技术可促进中草药益生菌发酵的发展。

Research advances in probiotic fermentation of Chinese herbal medicines
02-19, doi: 10.1002/imt2.93

【主编评语】郑州大学魏勇军、中国科学院亚热带农业生态研究所印遇龙院士与团队在iMeta发表综述，详细总结了使用益生菌发酵中草药的优点、发酵技术、益生菌菌株，并展望了中草药发酵的未来发展。先进的微生物组学和合成生物学工具能够利用微生物细胞工厂以低成本生产大量中草药来源的生物活性天然产物，这将有助于推动中草药现代生物制造的发展。（@刘永鑫-农科院-宏基因组）

感谢本期日报的创作者：湖人总冠军，九卿臣，圆圈儿，阿童木，accepted，刘永鑫-农科院-宏基因组