Annual Review of Medicine——[13.739]
① 腸-腦-菌群（GBM）通過免疫、神經、內分泌等途徑發(fā)生雙向互作；② 內感受維持腸腦軸穩(wěn)態(tài)，其信號異常與腸腦互作障礙相關；③ 菌群通過3類信號分子作用于CNS：食物相關代謝物（如SCFA）、內源性分子的代謝物（如次級膽汁酸、色氨酸代謝產物）、微生物胞壁組分（如LPS）；④ GBM軸信號需通過腸屏障和血腦屏障，菌群、炎癥信號和應激等可調節(jié)其通透性；⑤ IBS存在腸腦互作改變，但菌群作用不明，靶向GBM的療法有飲食干預、藥物和認知行為治療等。
【主編評語】
Annual Review of Medicine發(fā)表的綜述，從系統(tǒng)的視角介紹了腸-腦-菌群（GBM）軸的互作途徑、信號分子和屏障，并以腸易激綜合征（IBS）為例回顧了GBM相關研究進展。我們特意將配圖編譯為一圖讀懂，希望能助你長知識。（@mildbreeze）
【原文信息】
The Gut–Brain Axis
2021-10-20, doi: 10.1146/annurev-med-042320-014032
Science——[47.728]
① 多種免疫細胞和神經等非免疫細胞形成復雜互作網絡，調控大腦和腸道的炎癥反應；② 腸腦軸中，炎癥信號經系統(tǒng)-體液（腸源炎癥因子、HPA軸）、細胞免疫（壓力誘導的菌群失調促進免疫細胞活化、腸道免疫細胞遷移入腦、菌群相關代謝物影響大腦免疫細胞功能）和神經（迷走、背根神經節(jié)）途徑，雙向傳遞炎癥信號；③ 自閉癥（母腸→胎腦）、IBD和IBS（迷走神經調控腸巨噬細胞）、肥胖（腸屏障損傷、菌群失調促進大腦炎癥）等疾病中存在腸腦軸的炎癥?，活化的腸道免疫細胞進入大腦可促進多發(fā)性硬化、卒中和帕金森病。
【主編評語】
Science發(fā)表了由4篇綜述組成的炎癥主題的特刊，包括這篇關于腸腦軸的文章。這篇綜述中，作者討論了參與腸-腦軸的炎癥信號傳遞的分子和細胞機制，強調腸道和大腦在炎癥相關疾病中的相互作用。我們特別將配圖編譯為一圖讀懂，希望能助你長知識。（@mildbreeze）
【原文信息】
Signaling inflammation across the gut-brain axis
2021-11-26, doi: 10.1126/science.abi6087
Gut——[23.059]
① 口服微生物神經毒素β-N-甲氨基-L-丙氨酸（BMAA），導致小鼠回腸粘膜菌群改變，使調節(jié)腸粘膜免疫的分節(jié)絲狀菌大幅減少，伴隨腸道和系統(tǒng)性炎癥增加、腸屏障和黑質血腦屏障損傷；② BMAA還靶向中腦線粒體，造成線粒體功能障礙、斷裂和心磷脂暴露，激活神經天然免疫；③ BMAA可引起從腸至腦的α突觸核蛋白聚集（可能通過迷走神經）；④ 這些會促進神經炎癥，造成黑質變性、多巴胺能神經元丟失，引起帕金森樣的運動功能障礙。
【主編評語】
帕金森病可能始于腸道，由微生物或其毒素引起，促進腸道慢性炎癥最終影響大腦。此前研究表明，β-N-甲氨基-L-丙氨酸（BMAA）是一種具有神經毒性的環(huán)境微生物毒素，由藍細菌產生，可存在于水產食品中，被認為是誘發(fā)肌萎縮側索硬化一帕金森癡呆綜合癥等神經退行性疾病的重要環(huán)境因子。Gut近期發(fā)表的一項研究在小鼠中表明，長期飲食攝入BMAA可引發(fā)一系列的腸道、炎癥和神經事件，重現從腸至腦的帕金森病理進展。這些發(fā)現強調了對食品中BMAA的監(jiān)測和控制的重要性。（@mildbreeze）
【原文信息】
Footprints of a microbial toxin from the gut microbiome to mesencephalic mitochondria
2021-11-26, doi: 10.1136/gutjnl-2021-326023
Journal of Experimental Medicine——[14.307]
① 斷奶前的APPPS1-21雄性小鼠經高劑量抗生素處理7天，可減少Aβ淀粉樣變性、小神經膠質細胞的斑塊定位形態(tài)、Aβ相關的退行性變；② 將APPPS1-21小鼠或野生型小鼠的糞菌移植給抗生素處理后的APPPS1-21雄性小鼠，可恢復上述表型；③ 抗生素處理可顯著改變APPPS1-21雄性小鼠的轉錄譜，而糞菌移植可恢復；④ CSF1R抑制劑可導致小神經膠質細胞缺失，使抗生素處理無法減少APPPS1-21雄性小鼠的Aβ淀粉樣變性。
【主編評語】
先前的研究發(fā)現，長期使用抗生素可誘導APPPS1-21雄性小鼠（阿爾茲海默癥模型）的腸道菌群失調，并導致β淀粉樣蛋白（Aβ）病理減少及斑塊相關小神經膠質細胞的表型變化。Journal of Experimental Medicine上發(fā)表的一項最新研究結果，發(fā)現抗生素誘導的小鼠大腦Aβ淀粉樣變性減少依賴于小神經膠質細胞。（@aluba）
【原文信息】
Gut microbiota–driven brain Aβ amyloidosis in mice requires microglia
2021-12-02, doi: 10.1084/jem.20200895
Microbiome——[14.65]
① 對腦血管內皮細胞系的體外實驗表明，生理濃度的TMA會破壞緊密連接、增加血腦屏障（BBB）通透性，而生理濃度的TMAO可增強BBB完整性；② TMAO顯著上調了4個BBB相關基因表達，其中ANXA1信號介導了TMAO對BBB的保護作用；③ 小鼠中，TMAO處理可短暫增強BBB完整性，抵抗LPS炎癥損傷對BBB的不良影響，改變大腦基因表達；④ 長期低劑量補充TMAO可防止LPS輕度炎癥應激誘導的小鼠BBB破壞和記憶障礙，伴隨對星形膠質細胞和小膠質細胞的腦區(qū)選擇性調節(jié)。
【主編評語】
腸道菌群和大腦之間的互作，可通過菌群代謝產物來介導。源自膳食膽堿和左旋肉堿的?菌群相關甲胺類代謝產物，比如氧化三甲胺（TMAO）及其前體三甲胺（TMA），被認為與血管疾病有關，但它們對血腦屏障（BBB）的影響尚需研究。Microbiome近期發(fā)表的一項研究結合了細胞和小鼠實驗，發(fā)現生理濃度的TMA和TMAO可直接作用于BBB，對BBB完整性造成相反的影響，并表明TMAO有助于抵抗炎癥損傷對BBB和認知功能的不良影響。該研究強調了BBB是腸-腦軸中的一個關鍵界面，并拓展了關于微生物代謝物對大腦影響的認知。（@mildbreeze）
【原文信息】
Regulation of blood-brain barrier integrity by microbiome-associated methylamines and cognition by trimethylamine N-oxide
2021-11-27, doi: 10.1186/s40168-021-01181-z
Microbiome——[14.65]
① 納入34名腸易激綜合征（IBS）患者的接受認知行為療法（CBT）前后的糞便樣本；② 與非應答者相比，CBT應答者的基線糞便5-羥色胺水平增加，并且表現為肉毒桿菌增加、擬桿菌屬減少；③ 微生物組預測CBT響應精度較高；④ 隨著CBT的干預，應答者表現出感知運動、腦干等區(qū)域的功能連接性下降、腦白質完整性改變等，并且腦部的這些變化與擬桿菌豐度增加等微生物變化有關；⑤ 因此，微生物外圍信號可以調節(jié)CBT影響的中樞過程進而產生IBS腹部癥狀。
【主編評語】
消化道和腦部雙向信號對IBS均產生影響。最近的一項84名接受認知行為療法（CBT）的腸易激綜合征（IBS）患者的雙親隨機、對照、平行研究，發(fā)現CBT可持續(xù)改善其胃腸道癥狀。本文基于其中34名CBT患者的糞便樣本，探究了微生物在CBT干預IBS過程的作用，以及其中腦腸軸的改變。研究結果顯示，CBT響應與腦部網絡和腸道微生物的協(xié)同改變有關。（@Bingbing）
【原文信息】
Cognitive behavioral therapy for irritable bowel syndrome induces bidirectional alterations in the brain-gut-microbiome axis associated with gastrointestinal symptom improvement
2021-11-30, doi: 10.1186/s40168-021-01188-6
Gut Microbes——[10.245]
① 納入129例潰瘍性結腸炎（UC）患者 (抑郁/非抑郁或焦慮/非焦慮)+111例非UC患者(抑郁焦慮或健康)，多組學分析UC中抑郁/焦慮與菌群的關系；② 過半UC患者焦慮/抑郁，菌群多樣性較低，乳桿菌和腸球菌屬增加，普氏菌和毛螺菌屬減少。四環(huán)素生物合成和維生素B6代謝下調；③ 其血清2-脫氧-D-核糖、L-哌啶酸及多種免疫球蛋白減少，相關菌群、代謝物及蛋白間緊密相關；④ 給予2-脫氧-D-核糖和L-哌啶酸可降低結腸炎小鼠抑郁樣行為并改善其炎癥反應。
【主編評語】
這是剛剛發(fā)表在Gut Microbes上的南京中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院陳玉根、施國平、朱磊及其團隊的一份工作。利用多組學聯合分析，揭示了在活動期潰瘍性結腸炎（UC）患者中抑郁焦慮與腸道菌群的關系。值得注意的是，抑郁/焦慮UC患者的腸道菌群結構紊亂，菌株之間的共生或拮抗關系減弱。（@好雨）
【原文信息】
Depression and anxiety in patients with active ulcerative colitis: crosstalk of gut microbiota, metabolomics and proteomics
2021-11-21, doi: 10.1080/19490976.2021.1987779
Gut Microbes——[10.245]
① 納入58名健康女性，進行腦核磁共振成像和糞便菌群分析，通過大腦連接的獨立成分分析（LICA），研究腸道菌群和4個腦網絡連接間的多變量關聯模式，得到10個獨立成分；② 分析同時涉及大腦連接和菌群相對豐度的4個成分，揭示出不同腦網絡和細菌類群的差異性貢獻，以及腦網絡與特定細菌豐度的關聯；③ 其中，普氏菌屬的豐度與所有腦網絡都相關，雙歧桿菌屬的豐度則與默認模式網絡（DMN）和額頂注意網絡（FPN）相關。
【主編評語】
Gut Microbes近期發(fā)表研究，首次探索了健康人的腸道菌群與腦網絡連接間的多變量關聯模式，為未來研究奠定基礎。（@mildbreeze）
【原文信息】
Multivariate associative patterns between the gut microbiota and large-scale brain network connectivity
2021-12-02, doi: 10.1080/19490976.2021.2006586
Nature——[49.962]
① 對遺傳性多食癥患者和小鼠的分析發(fā)現，外側小腦深部核團DCN神經元對食物做出反應；② DCN前部外側亞核aDCN-Lat神經元的激活減少小鼠的進食，且不導致補償性進食效應；③ 激活aDCN-Lat區(qū)域表達Spp1,Miat和Crhr1的I類谷氨酸能神經元可以顯著抑制動物食物攝取；④ aDCN-Lat神經元的激活抑制小丘腦弓狀核饑餓敏感的AgRP營養(yǎng)神經元；⑤ aDCN-Lat神經元的激活提高腹側紋狀體多巴胺基礎水平，從而抑制VTA-DA神經元的敏感性，抑制食物攝取。
【主編評語】
肥胖是目前全球面臨的重要健康問題之一。通過限制食物攝取會顯著影響機體代謝的穩(wěn)態(tài)，而用藥物針對后腦和下丘腦調控食物攝取神經回路干預并不能有效的維持減肥的效果，提示人腦中可能存在其他對于食物的攝取的調控機制。但具體涉及到哪些神經元，機制如何并不清楚。近期一篇發(fā)表在Nature的研究工作，通過逆轉化醫(yī)學研究方法，從一種患者缺乏飽腹感的遺傳性疾病，普拉德-威利綜合征出發(fā)，通過解剖學、分子學和功能學的研究方法發(fā)現小腦中前部深層小腦核（aDCN）中具有一個顯著影響飽腹感的神經元集合。這些神經元受進食或者營養(yǎng)元素激活，通過增加紋狀體多巴胺水平終止食物攝入。但該過程并不會導致代謝產生代償性變化。這一新的、保守的食物攝取調控神經元集合，可作為重要的靶點用于臨床飲食管理。（@Zhonghua）
【原文信息】
Reverse-translational identification of a cerebellar satiation network
2021-11-17, doi: 10.1038/s41586-021-04143-5
Neuron——[17.173]
① 表達利尿激素44（DH44，一種神經肽）的神經元是果蠅的營養(yǎng)傳感器，但只在饑餓時活動；② 鑒定出抑制DH44神經元的2個外周飽腹信號：由機械感受通道Piezo介導的攝食后嗉囊（果蠅類似胃的器官）擴張，以及腹腔神經索（VNC）中響應體內葡萄糖水平升高的神經介肽/Hugin分泌神經元；③ 一部分DH44神經元表達Piezo并投射到嗉囊；④ 在DH44神經元中敲低piezo，或者沉默VNC中的Hugin神經元，能刺激DH44神經元活性、促進飽腹果蠅攝食。
【主編評語】
營養(yǎng)傳感器使動物能夠識別富含特定營養(yǎng)素的食物。利尿激素44（DH44）神經元是果蠅的營養(yǎng)傳感器，能幫助果蠅檢測糖類，在饑餓期間活動。然而，DH44神經元的調節(jié)機制尚不清楚。Neuron發(fā)表的這項研究對此進行了探索，鑒定出兩種不同的飽腹感信號，在進食狀態(tài)下通過腸腦軸的神經機制，抑制果蠅的DH44神經元，從而抑制對糖的過度攝入。（@mildbreeze）
【原文信息】
Periphery signals generated by Piezo-mediated stomach stretch and Neuromedin-mediated glucose load regulate the Drosophila brain nutrient sensor
2021-05-19, doi: 10.1016/j.neuron.2021.04.028
