本期《美格指南》为您播报代谢组的最新研究进展！
题目：代谢超速假说：双相躁狂症中的高糖酵解和谷氨酰胺溶解
代谢超驱动假说：双相躁狂症中的高糖酵解和谷氨酰胺分解。
作者： Iain H Campbell et al.
发布日期： 2024-01-25
发表期刊：Molecular Psychiatry
影响因子：11
doi：10.1038/s41380-024-02431-w
总结：
来自时间生物学、代谢组学和磁共振波谱等不同研究领域的证据表明，能量失调是双相情感障碍病理生理学的核心特征。 本研究提出，躁狂症代表了一种由高糖酵解和谷氨酰胺分解促进的脑能量代谢增强的状态。 当大脑中的氧化葡萄糖代谢受损时，神经元可以使用谷氨酸作为替代底物，通过氧化磷酸化产生能量。 星形胶质细胞中的糖酵解促进谷氨酸的产生，谷氨酸可以通过转氨转化为酮戊二酸，然后进行还原羧化以补充三羧酸循环中间体，三羧酸循环中间体可作为神经元线粒体的燃料**。 以这种方式上调糖酵解和谷氨酰胺分解导致大脑中代谢和兴奋活动增加的状态，研究人员认为这是躁狂症主观体验的基础。 在正常情况下，这种机制具有适应性功能，可以瞬时上调大脑新陈代谢以响应急性能量需求。 然而，当这种机制长期用于抵消受损的氧化代谢时，它可能成为一种病理过程。
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本研究阐述了躁狂症的代谢超速假说，并通过相关实验结果予以支持，可为理解躁狂症的生物学基础提供新的途径。
题目：来自药物的人类微生物群 - 强迫症患者通过琥珀酸在小鼠中驱动口腔症状和神经炎症
来自强迫症患者的人类微生物群通过琥珀酸驱动小鼠的行为症状和神经炎症。
作者： Ying-Dan Zhang， et al.
发布日期： 2024-01-25
发表期刊：Molecular Psychiatry
影响因子：11
doi：10.1038/s41380-024-02424-9
总结：
新的证据表明，肠道微生物群与精神疾病密切相关。 然而，人们对肠道微生物群在强迫症 （OCD） 发展中的作用知之甚少。 为了研究肠道菌群对强迫症发病机制的贡献，该研究将首次发作的、未接受过药物的强迫症患者或人口统计学匹配的健康个体的粪便微生物群移植到抗生素治疗的非特异性病原体（SPF）小鼠中，结果表明，强迫症微生物群的定植足以诱导核心行为缺陷，包括异常的焦虑样和强迫行为。 研究人员采用16S RNA全长测序分析小鼠粪便菌群，结果显示，OCD定植小鼠的粪便菌群与对照组存在显著差异。 值得注意的是，OCD小鼠中微生物群的定植导致MPFC的神经元形态和功能受损，以及MPFC和结肠中的炎症**。 血清和MPFC区域的非靶向代谢组分析显示，琥珀酸（SA）在OCD定植小鼠中积累。 SA阻碍神经元活动，诱导结肠和MPFC的炎症反应，影响肠道通透性和脑功能，而琥珀酸是肠道菌群-脑免疫串联过程中的重要信号传导介质。 据报道，丙二酸二甲酯（DM）可抑制琥珀酸氧化的积累，减少下游炎症反应和神经元损伤，从而发挥神经保护作用，并有助于部分改善强迫小鼠的异常行为，减轻神经炎症和肠道炎症。
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研究结果表明，肠道菌群可能通过琥珀酸信号传导调节小鼠的大脑功能和行为，通过肠脑串扰促进强迫症的病理生理学，并可能为这种疾病提供新的见解。
题目：生活史阶段决定了蜜蜂宿主体外寄生螨的饮食
翻译：生活史阶段决定了蜜蜂宿主体外寄生螨的饮食。
作者： Bin Han et al.
发布日期： 2024-01-25
发表期刊：Nature Communications
影响因子： 166
doi：10.1038/s41467-024-44915-x
总结：
Varroa属和Tropilaelap属的体外寄生螨在传播和繁殖交替的进化生活史阶段专门使用蜜蜂作为食物**。 研究发现，破坏者瓦罗亚使用的主要食物**取决于宿主的生活史阶段。 如前所述，当以成年蜜蜂为食时，分散的 v破坏者以腹膜为食以获得脂肪体。 然而，通过伤口分析、生物标志物的优先转移以及寄生虫和宿主组织之间的蛋白质组学比较证实了这一点当破坏者在蜜蜂繁殖阶段以蜂蛹为食时，它们主要消耗血淋巴。 生物染色和蛋白质组学的结果与mercedesae螨的相应发现一致，这是一种仅以蜂蛹为食的螨虫，其传播阶段大大缩短。 v.破坏因子的代谢组学分析证实了分散的成虫和繁殖的雌性螨虫之间的饮食差异。 种成虫和分散成虫在蛋白质组和代谢组上的差异表明，种成虫的血液淋巴食物与氨基酸代谢和蛋白质合成一致，而非种成虫的代谢与脂质代谢相容。
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本研究的结果揭示了宿主内体外寄生螨的饮食特化，这与宿主和寄生虫的生活史相吻合。
题目：工程益生菌利用信号干扰和抗生素生产克服病原体防御，以治疗小鼠感染
工程益生菌利用信号干扰和抗生素生产来克服病原体对**小鼠感染的防御。
作者： hackwon do et al.
日期： 2024-01-16
发表期刊： Nature Microbiology
影响因子：283
doi：10.1038/s41564-023-01583-9
总结：
益生菌补充剂被认为可以通过防止病原体定植来促进体内健康的维持。 然而，它们在体内功效的机制基础尚未完全了解。 利用代谢组学和细菌遗传学，结果表明，人类口服益生菌唾液链球菌K12（SAL）产生唾液内酯，唾液内酯是一种抗生素，可有效抑制体外和小鼠的致病性化脓性链球菌（GAS）。 然而，SAL的预防性给药增强了GAS在小鼠和人类唾液中的定植。 研究表明，GAS 在共定植时对 SAL 细胞间肽信号传导有反应，从而控制 SAL 唾液半乳糖蛋白的产生。 GAS 产生一种分泌的蛋白酶 SPEB，靶向 SAL 衍生的沙林并提高 GAS 的存活率。 利用这些知识，研究人员重新设计了益生菌SAL，以防止GAS获得信号，同时增强SAL抗菌剂的作用。 这种工程益生菌在防止体内 GAS 定植方面显示出卓越的功效。
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本研究的结果表明，物种间相互作用的知识可以确定基于抗生素和益生菌的抗感染策略。
标题：长期新冠劳累后不适后肌肉异常恶化
翻译：长期 COVID 患者的运动不适会加剧肌肉异常。
作者： Brent Appelman et al.
发布日期： 2024-01-04
发表期刊：Nature Communications
影响因子： 166
doi：10.1038/s41467-023-44432-3
总结：
长期 COVID 患者的一个突出症状是运动后疲劳，这与急性精神或体育锻炼后疲劳和疼痛相关症状的恶化有关，但其潜在的病理生理学尚不清楚。 通过这项纵向病例对照研究 （NCT05225688），研究人员对长期 COVID 患者运动后疲劳的病理生理学有了新的认识。 研究发现，骨骼肌结构与运动能力下降有关，在诱发运动后不适后，局部和全身代谢紊乱、严重的运动诱发肌病以及骨骼肌中淀粉样蛋白沉积物的组织浸润会在长期 COVID-19 患者中恶化。
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本研究为了解长期 COVID 和其他感染后疾病患者劳累后不适的病理生理学提供了新的思路和方法。