国内团队Nature子刊：抗性淀粉重塑菌群助减肥

2024-02-28

微生物疗法临床研究

02月28日的《热心肠日报》，我们解读了 15 篇文献，关注：抗性淀粉，减肥，生信，方法学，病毒，质谱，代谢组，机器学习，CRISPR，宏组学，百济神州，Perelel，爱乐甜LeSweet，富士，黑玉科学。该篇日报由R·AI辅助创作生成，人工审核校对。国内团队Nature子刊：抗性淀粉重塑菌群，有助减肥 Nature Metabolism——[20.8] ① 上海交通大学贾伟平和李华婷、香港大学徐爱民、中国科学院大连化学物理研究所刘心昱与团队发表研究，表明抗性淀粉（RS）可通过重塑肠道菌群，帮助超重/肥胖者减重；② 该研究对37名超重/肥胖受试者开展了一项随机安慰剂对照交叉设计试验，发现为期8周的膳食补充RS可以帮助受试者减重（平均-2.8公斤）并改善胰岛素抵抗；③ RS干预可重塑肠道菌群组成，尤其是青春双歧杆菌丰度显著增加，且补充青春双歧杆菌可保护雄性小鼠免受饮食诱导的肥胖；④ 机制上，RS引起的肠道菌群变化改变了胆汁酸谱，通过恢复肠道屏障减少炎症并抑制脂质吸收。【原文信息】 Resistant starch intake facilitates weight loss in humans by reshaping the gut microbiota 2024-02-26 , doi: 10.1038/s42255-024-00988-y Nature子刊：COBRA——更好地从宏基因组组装病毒基因组 Nature Microbiology——[28.3] ① 开发出COBRA技术通过解决组装断点和连接contigs，可显著提高从宏基因组数据中组装出的病毒基因组的完整性和连续性，为病毒基因组分析的准确性和可靠性带来了重大提升；② 使用海洋和土壤病毒数据集对COBRA进行基准测试，COBRA比传统的Binning工具实现了更高的基因组准确性；③ 通过分析231个公布的淡水宏基因组，COBRA帮助识别出7334个噬菌体簇，其中约83%代表新的噬菌体物种，且约70%的噬菌体基因组为环状，而在COBRA分析前只有34%；④ COBRA还促进了对超大型噬菌体（≥200kbp）的采样，其中最大的噬菌体基因组长度达到717kbp；⑤ 通过改善Rotsee Lake的噬菌体基因组，COBRA为宏转录组数据提供了背景，揭示了超大型噬菌体、whiB编码噬菌体以及cysC-和cysH-编码噬菌体的原位活动情况。【原文信息】 COBRA improves the completeness and contiguity of viral genomes assembled from metagenomes 2024-02-06 , doi: 10.1038/s41564-023-01598-2 Nature子刊：大语言模型改进原核病毒蛋白标注 Nature Microbiology——[28.3] ① 本研究利用蛋白质语言模型改善了对原核病毒蛋白的注释，扩展了病毒序列的生物学意义标签覆盖范围；② 应用分类器到全球海洋病毒组数据，扩展了病毒蛋白家族的注释比例达29%；③ 在先前未注释的序列中，发现了存在于海洋微型蓝藻中一个移动元件的整合酶，以及一个可锚定全球广泛存在的病毒元件的壳蛋白；④ 改进的高级功能注释提供了一种方式，来表征不同病毒序列基因组之间的相似性；⑤ 蛋白质语言模型增强了对病毒蛋白的远程同源性检测，成为现有方法的有用补充。【原文信息】 Large language models improve annotation of prokaryotic viral proteins 2024-01-29 , doi: 10.1038/s41564-023-01584-8 Nature子刊：微生物代谢物质谱搜索工具microbeMASST Nature Microbiology——[28.3] ① 开发出一款革命性的质谱搜索工具microbeMASST，旨在解决非靶向代谢组学实验中微生物代谢物注释的限制；② 该工具利用一个包含超过60000种微生物单培养物的精心策划数据库，使用户能够高效搜索已知和未知的MS/MS光谱，并通过MS/MS碎片模式将它们与各自的微生物生产者联系起来；③ 通过识别微生物衍生的代谢物及其相对生产者，即使在没有先验知识的情况下，也能极大地增强我们对微生物在生态和人类健康中作用的理解；④ 这一工具的开发为微生物代谢物的精确识别和研究提供了新的可能性。【原文信息】 microbeMASST: a taxonomically informed mass spectrometry search tool for microbial metabolomics data 2024-02-05 , doi: 10.1038/s41564-023-01575-9 微生物组-代谢组互作机器学习算法预测宿主表型 Microbiome——[15.5] ① 目前微生物组和代谢组结合研究中常用微生物组数据线性或非线性翻译代谢组，或综合二者预测宿主表型，本研究基于机器学习开发了LOCATE工具，可利用微生物组和代谢组之间潜层特征更好地预测宿主表型；② 基于假设的微生物组和代谢组关联关系进行检验，发现二者数据非线性相关，少数分类群主导代谢谱；③ 基于机器学习的潜层特征可更好预测数据集的代谢组数据，且优于其它预测算法，16S扩增子数据集中更为显著；④ LOCATE潜层特征是数据集依赖的，与宿主因素相关，其中年龄和性别权重较大；⑤ 基于LOCATE潜层特征预测宿主表型，比单独使用微生物组数据或者微生物组代谢组联合分析更精确。【原文信息】 Gut microbiome-metabolome interactions predict host condition 2024-02-10 , doi: 10.1186/s40168-023-01737-1 微生物组成的无模型预测 Microbiome——[15.5] ① 本研究提出了一种无模型方法，利用多维k最近邻（kNN）回归算法，基于物种的存在/缺失配置预测新稳态下的物种丰度，为微生物群落预测提供了新思路；② 通过分析生态动态的数值模拟数据，发现该预测方法在整体考虑所有物种的存在/缺失的情况下，性能优于使用每个物种独立统计的空模型和预测性神经网络模型；③ 通过分析人类相关微生物群落的真实宏基因组数据，发现该方法通过依赖少量“邻近”样本（即物种组装相似的样本）实现了比整体队列平均更好的物种丰度预测；④ 通过研究真实宏基因组和模拟数据，表明该方法的可预测性与训练数据的不相似-重叠关系密切相关。【原文信息】 Model-free prediction of microbiome compositions 2024-02-01 , doi: 10.1186/s40168-023-01721-9 食品加工环境微生物组分析的改进方法 Nature Protocols——[14.8] ① 该研究提出了一种完整的工作流程和优化的DNA提取方法，可从食品生产和加工环境中的样品中获得高质量的WMS测序结果，并重建MAGs；② 该方案可在98%以上的样品中获得>10 ng的DNA载荷，在57.1%的样品中获得>500 ng的DNA载荷，并且平均每个样品可以收集到12.2个MAGs（最多一个样品中可达到62个MAGs）；③ 与之前的研究相比，该方案的效果显著改善，之前的研究中每个样品仅获得<2个MAGs；④ 该研究为食品生产和加工环境样品的WMS研究提供了可行的解决方案，有望为环境监测和食品系统可持续性提供重要信息。【原文信息】 Improved sampling and DNA extraction procedures for microbiome analysis in food-processing environments 2024-01-24 , doi: 10.1038/s41596-023-00949-x 机器学习平台助力研究肠道厌氧细菌对小分子的代谢能力 Angewandte Chemie International Edition——[16.6] ① 厌氧菌的培养需要复杂的实验室条件，这项研究利用机器学习平台MoleculeX可成功预测肠道厌氧菌——产孢梭菌对小分子的代谢能力，并通过实验验证发现了多种代谢产物，其中包括埃罗利莫斯的转化产物；② 实验表明，在预测的前七个候选物中，有六个在梭菌梭状芽孢杆菌培养中确实表现出不稳定，即产孢梭菌对其有代谢能力，验证了该平台的准确性；③ 利用这个平台首次确定了在细菌培养中添加依维莫司后产生的几种代谢产物；④ 通过利用生物信息学和体外生化实验，确定了产孢梭菌基因组中编码的一种酶负责依维莫司的转化；⑤ 这一框架有望促进对肠道中小分子代谢的理解，进一步改善个体化医疗，指导新型小分子药物和治疗方法的开发。【原文信息】 Mining the Metabolic Capacity of Clostridium sporogenes Aided by Machine Learning 2024-01-29 , doi: 10.1002/anie.202319925 CRISPR筛选调控胆汁敏感性的细菌小RNA PNAS——[11.1] ① 该研究利用CRISPR技术在多形拟杆菌Bt中进行全基因组sRNA筛选，发现sRNA BatR通过调节细胞表面结构相关基因增加了对胆盐的敏感性，为揭示肠道细菌的遗传潜力奠定了基础；② 通过评估不同原始间邻腺苷酸基序的丰度，确定适合Bt的CRISPR筛选的Cas12a核酸酶，并生成可诱导型Cas12a表达系统；③ 推断指导设计规则并建立自动化gRNA设计流水线，并结合表型筛选，发现sRNA BatR通过调节拟杆菌细胞表面结构基因，增加对胆盐的敏感性；④ 本研究有助于更全面地了解菌群中sRNA调控网络，为开发菌群干预策略提供了重要的基础支持。【原文信息】 CRISPR-based screening of small RNA modulators of bile susceptibility in Bacteroides thetaiotaomicron 2024-01-31 , doi: 10.1073/pnas.2311323121 刘永鑫等：专为宏组学数据设计的用户友好型在线分析平台 iMeta——[0] ① 中国农业科学院深圳农业基因组研究所刘永鑫团队发表研究，开发了宏组学数据分析平台——微科盟生科云（Wekemo Bioincloud），该平台提供了全面的分析解决方案，方便用户在处理大量组学数据中选择适用的工具；② Wekemo Bioincloud为宏组学数据提供了多种云流程和多样工具，用于数据的分析和可视化；③ 可以在线编辑矢量图，协助用户获取符合文章出版的高质量图片；④ 平台界面会展示各个工具的使用热度，提升了平台的互动性与灵活性。【原文信息】 Wekemo Bioincloud: A user-friendly platform for meta-omics data analyses 2024-02-13 , doi: 10.1002/imt2.175 一线治疗胃癌，替雷利珠单抗第3项适应证在美申报上市 ① 2月27日，百济神州宣布，美国FDA已受理替雷利珠单抗的生物制品许可申请（BLA），与含氟嘧啶和铂化疗联合治疗局部晚期不可切除或转移性胃或胃食管交界处（G/GEJ）腺癌患者；② FDA预计2024年12月对该BLA作出决定；③ 此次申请基于全球RATIONALE-305试验结果，结果显示，替雷利珠单抗能显著降低死亡风险并提高患者生存期；④ 替雷利珠单抗联合化疗的安全性可控，与已知抗PD-1抗体的安全性相符；⑤ 替雷利珠单抗已获得欧盟委员会批准，用于治疗既往接受过化疗的晚期或转移性食管鳞状细胞癌（ESCC）患者；⑥ FDA也正在审查其作为一线治疗药物用于不可切除、复发、局部晚期或转移性ESCC患者的 BLA。【原文信息】一线胃癌！替雷利珠单抗第3项适应症在美申报上市 2024-02-28 , 医药魔方女性健康公司「Perelel」获600万美元A轮融资 ① 近日，专注于女性健康的初创公司Perelel获得了600万美元（约合人民币4319万元）的A轮融资，联合利华等公司参与此次投资；② 融资将用于帮助Perelel公司扩大团队规模，开展更多产品研究以及扩大商业版图；③ Perelel公司成立于2020年，迄今为止共筹集资金达到1210万美元，在过去三年内推出了19种产品；④ Perelel公司产品旨在满足女性在不同生命阶段的营养需求，如孕前、产后护理和一般女性健康等；⑤ 此外，Perelel公司还推出了支持睡眠、肠道、消化和免疫健康的多种补充剂。【原文信息】 Unilever Ventures focuses on women’s health with Perelel investment 2024-02-26 , ingredients network. 无糖调味料研发商「爱乐甜LeSweet」完成新一轮股权融资 ① 近日，爱乐甜LeSweet完成新一轮股权融资，投资方为大吉投资，该公司曾于2022年3月完成数千万人民币的Pre-A轮融资；② 爱乐甜 LeSweet是一家专注于研发无糖餐桌调味料的公司，专注于为C端和B端客户提供多层次递进式的减糖产品及服务；③ 针对C端客户，爱乐甜LeSweet推出了零卡糖调味品和应用零卡糖的休闲零食两大类产品；④ 针对B端市场，爱乐甜LeSweet推出了专为茶饮行业研发的减糖零卡糖浆产品，以及五大系列20多款零卡风味糖浆。【原文信息】爱乐甜LeSweet」完成新一轮股权融资 2024-02-26 , FoodTalks 富士SCALE EYE肠镜系统获得510（k）认证 ① 2月26日，富士宣布旗下新型内镜成像技术获得了FDA 510(k)认证；② SCALE EYE系统由激光结肠镜和内镜支持软件组成，并可在内镜监视器上显示测量结果；③ 该设备可帮助内镜医师在患者体内评估结肠息肉的大小，无需依赖医师经验或额外手术器械；④ SCALE EYE测量准确率达98.2%，测量时间仅需2.8秒，可用于改善医师的临床管理决策。【原文信息】 Fujifilm Receives 510(k) Clearance for SCALE EYE®, a Novel Endoscopic Imaging Technology for Measuring Colonic Lesions 2024-02-26 , Fujifilm 类器官技术供应商「黑玉科学」完成PreA轮融资 ① 近期，黑玉科学完成Pre-A轮融资，投资者包括水木梧桐、方正和生，杭州资本旗下国舜投资等；② 融资将用于黑玉科学设备生产、注册申报、市场拓展及生产基地建设，加速其多条创新产品线开发；③ 黑玉科学致力于类器官智能设备、芯片及生物医药技术商业应用平台的全面建设，推动类器官/器官芯片行业快速发展；④ 目前，黑玉科学已在武汉建立部分管线生产基地，未来也将持续推动在全国其它地区建设研发基地和商业拓展。【原文信息】类器官智能设备与芯片黑马：黑玉科学完成PreA轮融资，全自动设备与商业化应用双翼齐飞 2024-02-27 , 动脉网感谢本期日报的审核者：圆圈儿，九卿臣，NL，Johnson，Bingbing，章台柳，刘永鑫-农科院-宏基因组，617，Richard 点击阅读过去10天的日报： 0227 | 魏来/张峰/魏泓等Cell新发现：肠菌"不请自来"，推动遗传性致盲眼病 0226 | 用AI指导大肠癌治疗，大型临床研究再添新证 0225 | 65分综述详解：超加工食品和食品添加剂如何影响肠道健康？ 0224 | 陈思凡等Cell子刊新发现：促血栓的新型肠菌代谢物 0223 | 膳食纤维怎样影响代谢健康？18页综述一文讲透 0222 | 65分综述详解跨越菌群-肠-脑轴的"通讯之门" 0221 | Cell子刊新发现：肠菌藏身"安全屋"躲避抗生素 0220 | 秦环龙/许谦/李宁Cell子刊：深入探究菌群移植中的供-受体微生物对话 0219 | 如何用菌对抗大肠癌？《自然·综述》发出最新观点 0218 | Cell重磅：某些无糖食品为何让人肠胃不适？菌群给出答案