人源化小鼠肠道组织

肠道微生物与人体健康研究进展！百欧博伟生物：人类肠道中定居着许多对宿主有益的微生物，包括细菌、病毒、真核生物等，它们在肠道内能与其他微生物及免疫系统相互作用，对人体健康具有重要影响，被称为“被遗忘的器官”，它们的基因组也被誉为人类的“第二基因组”，与人体的能量代谢及物质代谢有关。本文总结了人体肠道中病毒、真核生物、细菌和宿主免疫系统的相互作用，微生物群的失衡可能导致的疾病如肥胖和克罗恩病等，以及微生物环境在人体内的成熟过程，期望有助于诊断和治疗与肠道微生物失衡相关的疾病。一、人体肠道微生物人体的微生物主要分布在体表、肠道和口腔，微生物的种类及数量构成是不同的。其中，肠道中的微生物数量约为机体自身细胞（1013）的10倍，在自然界中，结肠中分离出的微生物密度最高，人体粪便干重的 60%为细菌。已有文献表明，婴儿肠道菌群的结构差异较大，而随着年龄的增长，正常成年人的肠道菌群结构趋于近似，拟杆菌属占肠道菌群的30%，而肠杆菌属和肠球菌属的含量少于1%。肠道中的专性厌氧菌本身对于维持肠道菌群结构的平衡起着至关重要的作用，专性厌氧菌在肠道中形成菌膜屏障，主要通过2条途径阻止肠道潜在致病菌（通常为兼性厌氧或需氧菌）及毒素对肠上皮细胞的黏附及侵袭：其一，通过与肠上皮细胞紧密结合，占据空间；其二，通过竞争营养物质，产生酸性代谢产物，降低肠道中的pH值。为进一步了解人体生理状况与自身微生物之间的相互作用和关系，2007年12月19日，美国国立卫生研究院（NIH）人类路线图计划（road map plan）正式启动一项新的基因工程——人体微生物群系项目（Human Microbiome Project，HMP），旨在确定不同个体间是否存在共同的核心微生物群系，研究人体微生物群系变化与人体健康状况之间的关系，开发新的技术和生物信息学工具，关注HMP项目相关的伦理、法律和社会问题等。目前研究人员已经开展了500多个细菌基因组的测序工作，这些参考细菌基因组主要来源于人体胃肠道（29%），其次为口腔（26%）和皮肤（21%），最终这个数据库将包含900多种人体内细菌、真菌和病毒的基因组。分析结果显示，人体内的微生物具有惊人的多样性，即使是孪生姐妹，其微生物群中细菌的相似程度也低于50%，而病毒的相似度更低。同时还发现了一些新的基因和蛋白质，其中有些对人类健康发挥重要作用，有些与疾病密切相关。通过这些研究，人们正逐渐了解究竟是什么因素决定了人体的微生物群，其中宿主的遗传基因对微生物群的形成起到了重要的作用。研究证明，特定的基因位点对细菌群落的构成有影响，而对病毒的影响有待考证。2010年，欧盟资助的“人类肠道宏基因组计划”开始进行迄今最大的肠道细菌基因研究，旨在探索人类肠道中的所有微生物群落，进而了解肠道细菌的物种分布，为后续研究肠道微生物与人的肝硬化、肥胖、肠炎、糖尿病等疾病的关系提供重要的理论依据。以前的研究通常着眼于真核生物、病毒与人类疾病的关系，其实，健康人体也含有大量的病毒和真核生物。人们低估了健康人体中病毒的丰富度，近期从人体提取出的大量全新的病毒片段证明了人体病毒构成方式与细菌一样，也很多样化。因此，人们亟须将视野从个体研究转移到群体研究上去。通过微生物预测个体未来的健康情况,人们首先需要测定人体微生物环境随时间产生的变化。结果显示，健康人体的细菌、真核生物含量及组成相对而言更加平稳，一些外界变量，包括饮食习惯改变、疾病和环境等则可能导致人体微生物内环境的变化。其中，饮食习惯改变对人体微生物环境有巨大影响。在一年内，健康的成人体内 95%以上的病毒序列只有极小的变化，这意味着病毒环境基本不变。Minot 等的实验则证明，节食可以使不同的成年人的病毒环境趋于一致。另外，在小鼠实验中研究人员发现，将高糖、高脂的饮食习惯改变为低糖、低脂的饮食习惯，可以在一天内改变小鼠的微生物环境。节食也会影响到真核生物的生长分布，以动物脂肪为主要能量来源的人，其微生物内环境含较多的拟杆菌属，而以碳水化合物为主食的个体则含有较多的普氏菌。人体的微生物环境是在出生时决定的，婴儿的出生方式对其未来的人体微生物环境建立有着巨大的影响。母体的羊水中有少量的微生物，其种类、数量都很少，这是人体接触的第一类微生物。通过检测胎便中的 DNA 片段，可以证明羊水中有少量细菌。接下来，婴儿的微生物环境会受到其出生后遇到的第一个外环境影响，如果是正常顺产，其体内微生物群来自母体的阴道；如果是剖宫产，其体内微生物群来自母体的皮肤环境。事实证明，顺产婴儿的体内微生物环境与母体的阴道微生物种类相似。相对的，剖宫产的婴儿微生物群与体表分布相似，多含有金黄葡萄球菌和丙酸杆菌等。另外，剖宫产的婴儿排泄物中细菌种类少，且体内含有更多的免疫细胞。婴儿体内的细菌和病毒丰富度会随着时间而增加，其种类也会有所变化。最初的人体微生物多为好氧微生物，因为肠道内最初有氧，随后逐渐被成人体内常见的厌氧微生物取代。婴儿的肠道微生物环境构成变化很快，大部分第一周检测出的微生物在第二周之后就消失了，在前三个月内，婴儿的肠道微生物一直以这样的速率变化着。这与成年人一年内95%微生物种类不变的现象不同。母乳、配方奶粉中并未检测到病毒片段，这说明在喂养婴儿之前，婴儿就已经通过环境、母体获得了大量的微生物。对单独的婴儿个体的跟踪研究证实，婴儿出生后其体内的微生物种类随时间增加，而其微生物环境在使用抗生素、食用固体食物等几个时间点会产生巨大的变化。宏基因组学方法揭示了婴幼儿的微生物环境是如何变得越来越复杂多样。最初，婴儿的食物是母乳及奶粉，这使得其微生物环境变得适宜消化、利用乳酸。在进食固体食物前，婴儿已具有消化植物性多糖的能力，这说明在更改食谱前，婴儿已做好了从母乳转向固体食物的准备，而并非由外界环境的变化所引起。第一年内，婴儿的微生物环境开始向成年人的方向靠拢，在2.5年时，几乎与成年人并无不同。一旦微生物环境成熟，就会长期保持稳定，直到老年。研究人员发现，老年人体内的微生物环境与年轻人不同，尤其是杆菌属和梭状芽孢杆菌2类。另外，老年人的微生物环境构成种类远比年轻人要多，这可能是由于老年人多患有各种疾病，药物的使用会对微生物构成造成影响。抗生素对人体微生物环境的平衡有着巨大的影响，使用抗生素后，平衡的人体微生物环境被打破，所有微生物类群都会受到不同程度的影响，有的类群在治疗后数月都不能恢复。这种失衡导致外界的微生物入侵人体，取代了原本平衡健康的微生物环境，导致疾病。另外，长期、重复使用抗生素会增加整个微生物环境对抗生素的抗性。二、免疫系统与微生物免疫系统与微生物之间有着复杂的关系。首先，免疫系统的成熟完善过程离不开微生物。利用无菌小鼠动物模型研究发现，无菌小鼠肠道中IgA的分泌量减少，肠道淋巴组织减少，Peyer 斑和肠系膜淋巴结变小。这说明由于肠道内有共生菌，肠黏膜表面分泌 IgA，而一旦肠道内菌量减少，IgA 的分泌量也会减少。因此，肠道菌群促进了淋巴组织成熟并分泌IgA的过程。在先天免疫系统中，免疫细胞通过微生物群相关分子模式（microbe associated molecular pattern，MAMP），如细菌的细胞壁内容物（脂多糖、肽聚糖）、鞭毛等，识别不同的微生物。Toll 样受体（Toll-like receptors，TLR）是一类用于识别相关微生物抗原的宿主蛋白。如果人体内没有TLR，肠道、肠系膜免疫系统无法正常运作。共生菌通过 TLR 可以增强抗炎症作用，提高免疫系统的耐受力。Nod样受体（Nod-like receptors，NLR）是另一类典型的微生物组织结构识别蛋白，可以形成炎性体，应答外界损伤类型的免疫。例如，NLRP6的缺失会导致 IL-18 量减少，从而影响一些肠道微生物的增生。后天免疫系统也会受共生菌群的影响。微生物会影响 T 细胞的分化过程，这说明 T 细胞的成熟不仅取决于细胞个体差异，也取决于外界的微生物环境。同时，共生菌反过来也会影响机体的周围环境，例如，多形拟杆菌会减少其他肠道细菌在生理过程中产生的多肽。另外，一些细菌能够通过减少自身组成蛋白质的免疫系统相关受体，减少IgA 的量，从而在人体肠道内更好地生存。因此，可以推测，如果没有微生物菌群对人体的影响，人体或许会更容易罹患自身免疫性疾病。三、肠道微生物与疾病人体肠道微生物菌群失调可以导致自身免疫性疾病、过敏反应、肥胖、炎症性肠疾病（inflammatory bowel disease，IBD）、糖尿病等。肥胖与微生物环境的关系非常密切，硬壁菌门（Bacteroidetes）、拟杆菌门（Firmicutes）细菌的含量是衡量肥胖的一个重要微生物指标。在节食的个体中可以观测到硬壁菌门的微生物量减少、拟杆菌门的微生物量增加。另外，通过对孪生姐妹的观察发现，硬壁菌门微生物的减少对应着放线菌的增加。通过对人体菌类数量的调整，个体可以更好地吸收食物中的能量，减少炎症反应。使用动物模型模拟宿主基因改变、环境因素改变导致肥胖的过程，发现通过改变微生物环境，将肥胖个体的微生物转接入健康、苗条的个体体内，能够改变能量利用的表现型，使之呈现出肥胖个体的表现型。肥胖会导致一种与普通炎症完全不同的低量炎症反应，诱导产生温和的细胞因子，如TNF-α、IL-1b、CCL2等，诱导产生肥大细胞、T细胞、巨噬细胞等。双歧杆菌的增加会导致胰高血糖素肽2增加，减少大肠的通透性，从而使病原菌的脂多糖难以异位。再如TLR5可以识别细菌鞭毛，是先天免疫系统的主要受体之一。TLR5 缺陷型小鼠的肠道微生物环境发生了巨大的变化，表现出代谢综合征。仅仅通过将肥胖小鼠的微生物环境转移至正常野生型小鼠体内，也能够导致这种代谢综合征引起的肥胖。克罗恩病（Crohn' s disease）主要表现为胃肠道功能紊乱、胃黏膜炎症反应，其病因尚不明确。目前了解到，基因组、病毒组、微生物环境等因素相互作用，共同导致克罗恩病。研究人员以 Atg16L1基因缺陷型小鼠为对象，研究环境因素与个体基因与克罗恩病的关系。使用鼠诺沃克病毒感染Atg16L1缺陷型小鼠及野生型小鼠，缺陷型小鼠的潘氏细胞不正常生长，而野生型小鼠的潘氏细胞不变，这说明病毒和致病基因共同导致潘氏细胞异常。自身免疫性疾病也与微生物环境有关。Ⅰ型糖尿病小鼠模型中，微生物环境对先天免疫系统作用，导致糖尿病。与没有自身免疫的个体相比，高风险患糖尿病的儿童基因中有着独特的微生物环境构成，其微生物种类随时间减少，而卵形拟杆菌、硬壁菌含量则相对较高。肠道微生物对多发性肝硬化和类风湿关节炎也有影响，而无菌小鼠中不会产生这些疾病。在多发性肝硬化小鼠模型中，将某些微生物引入无菌小鼠会使之变成疾病型，这是一个肠道微生物作用于后天免疫系统从而引起自身免疫疾病的典型例子。因此，利用共生菌的鞭毛多糖，可以防止自身免疫疾病。此外，还有一类由多种微生物共同作用导致的疾病，其机理较为复杂，由于不是由单独的微生物导致，研究其微生物菌群的组成及相互关系就非常重要。例如，潜伏的疱疹病毒可以保护小鼠，使宿主不被单核细胞李斯特菌和鼠疫耶尔森菌侵染，这是因为疱疹病毒诱发生成了 IFN-γ和细胞坏死因子。由此可以猜测，通过互益共生，疱疹病毒增强了宿主的健康，其终生潜伏也有益于这类病毒的生存。幽门螺杆菌会导致胃癌和胃溃疡，但大部分人群都是该菌的携带者而并无病理反应。通常，幽门螺杆菌的感染都伴随着呼吸道疾病，比如慢性阻塞性肺病和肺结核。有研究表明，感染幽门螺杆菌导致这类呼吸道疾病的患病几率增大，而近期也有研究得到了相反的结论，认为感染幽门螺杆菌会减少胃溃疡患病率，携带有幽门螺杆菌的实验猴体内含有更高的结核抗原诱导的 IFN-γ水平，从而增强了Th1反应，降低了幽门螺杆菌携带者的胃溃疡患病率。早期的细菌感染会导致分化的T细胞减少，而增强Th1反应，其机理尚不清楚。幽门螺杆菌环境通常在人出生的前10年开始成熟，并在不使用抗生素的情况下保持稳定状态。发展中国家几乎所有成年个体体内都携带幽门螺杆菌，而由于滥用抗生素等原因，发达国家的成年个体携带幽门螺杆菌的比例小很多,这将导致在该人群中居高不下的各种过敏性紊乱疾病。所以，使儿童适当暴露在较为复杂的环境中、减少抗生素的使用等，可以有效预防过敏症。随着生活水平的提高，现代生活中人们的微生物菌群已与过去不同，由于缺少了部分必需的微生物菌群信号，人体的免疫系统常常不能正常运作，自身免疫性疾病中以过敏为主的患病率大大增长，过敏原的种类也增加了许多。“卫生假说”认为，幼年接触的致病源稀少，免疫系统无法正常成熟，从而引发哮喘。在发展中国家，过敏人群远小于发达国家，这很可能是由于其庞大的家庭结构，使得每一个家庭成员有更多接触致病菌的机会，而糟糕的卫生环境、少使用抗生素等因素也增加了个体接触微生物的机会。“卫生假说”的一种可能的机理是与IL-10的反调节作用有关。IL-10 是一种抗炎症反应的细胞因子，在先天免疫和后天免疫过程中都发挥着重要作用。当微生物入侵人体后，会导致IL-10分泌量增加，减缓炎症反应，同时使人体暴露在过敏原中。另外，基因与环境共同作用，会影响人体过敏反应。例如，血清 IgE水平与CD14启动子区的单核苷酸SNP位点有关。拥有该基因的儿童，若与宠物狗接触更多，则有较高的IgE水平。寄生虫也会导致人体分泌IgE，有人认为，由于西方国家人们接触寄生虫较少，导致西方国家人群易产生过敏症状。四、结语为了更好地理解疾病与人体微生物间的关系，亟须设定一种通用评判标准，用以衡量人体微生物环境的构成和丰富度，并依此判断人体的健康程度。另外，如何完整地衡量微生物、人体、外界环境之间的关系，从而对可能产生的疾病进行预判，也是一个未来研究的方向。总之，虽然已进行了许多相关研究，但缺少一个统一的评判标准，这是该领域研究所面临的最大问题。另外，在一些案例中，从一个健康的个体环境引入新的微生物可以治疗一些疾病，使患病个体环境恢复稳态，如将肥胖个体的微生物群转移至健康野生型个体中，会将野生型个体转变为肥胖个体。那么，我们为什么不能通过这种转移微生物菌群的方式治疗相关疾病呢？这是因为，首先，人们尚未寻找到一个合适的体外转移条件；其次，不同的研究人员对“健康个体”并没有一个相同的衡量标准；第三，人们尚不清楚不同的患病个体需要对应怎样的健康个体。因此可以看出，在微生物治疗上，我们仍有很长的路要走。欢迎访问中国微生物菌种查询网，本站隶属于北京百欧博伟生物技术有限公司，单位现提供微生物菌种及其细胞等相关产品查询、咨询、订购、售后服务！与国内外多家研制单位，生物医药，第三方检测机构，科研院所有着良好稳定的长期合作关系！欢迎广大客户来询！

大脑因为有独特的保护机制，所以可以抵御入侵的细菌和病毒，但是这种防御机制长期以来一直是个谜。现在，一项新研究表明，大脑在保护方面具有令人惊讶的盟友：肠道。这一发现公布在Nature杂志上，由英国剑桥大学和美国国立卫生研究院的科学家领导完成。可以说，大脑是人体中最重要的器官，因为它控制着大多数其他人体系统，并且能够进行推理，智力和情感。人类已经开发出各种保护措施来防止对大脑的物理伤害：它位于坚固的头骨中，并包裹在三层称为脑膜的防水组织中。但是一直以来，科学家们都不清楚机体如何保护大脑免受感染的。在人体的其他地方，如果细菌或病毒进入血液，我们的免疫系统就会启动，免疫细胞和针对并消除入侵者的抗体就会出现。但是，脑膜形成了不可渗透的屏障，阻止了这些免疫细胞进入大脑。这项最新研究发现，脑膜是分泌浆液的免疫细胞（称为浆细胞）的所在地。这些细胞专门位于脑膜内的大血管旁，使它们能够分泌抗体“卫士”来捍卫大脑周围。当研究人员查看这些细胞产生的抗体的特定类型时，他们惊讶的发现，这些抗体通常是在肠道中发现的类型。浆细胞衍生自称为B细胞的特定类型免疫细胞。每个B细胞的表面都具有该细胞特有的抗体。如果抗原（触发免疫应答的细菌或病毒的一部分）与该表面抗体结合，则B细胞被激活：它将分裂产生新的后代，后者也识别相同的抗原。在分裂过程中，B细胞将突变引入抗体基因，改变了一个氨基酸，其结合特性就略有不同。这些B细胞中的一些将产生能够更好地与病原体结合的抗体，它们就会继续扩增和繁殖；抗体结合力较差的B细胞死亡。这有助于确保身体产生最佳抗体，靶向和破坏特定抗原。通常，在血液中发现的抗体是一种称为免疫球蛋白G（IgG）的蛋白，在脾脏和骨髓中产生。但是，在脑膜中发现的抗体是免疫球蛋白A（IgA），通常在肠道内膜或鼻子、肺部内膜中生成，这些抗体可保护粘膜表面以及与外界环境接触的表面。研究团队对肠道和脑膜的B细胞和浆细胞中的抗体基因进行测序，证明它们之间是相关的。换句话说，最终进入脑膜的细胞是已经在肠道中选择性扩增的细胞，在那里它们已经识别出特定的病原体。领导这一研究的剑桥大学Menna Clatworthy教授说：“我们揭开了大脑保护自己免受脑膜之外感染的确切方法，但是发现肠道中重要的防御线，这真是令人惊讶。”“但是，实际上，这是完全有道理的：即使轻微地破坏肠道屏障也会使病原体进入血液，如果它们能够扩散到大脑中，则会造成毁灭性后果。”这项研究采用了小鼠，小鼠通常被用来研究生理学，因为它们具有许多与人体相似的特征。研究表明，当小鼠的肠道中没有细菌时，脑膜中就不会存在产生IgA的细胞，这表明这些细胞实际上起源于肠道，在那里它们被选中，识别肠道微生物，然后再留在脑膜中。当研究人员去除脑膜中的浆细胞时，就没有IgA捕获病原体了，微生物就能够从血液中扩散到大脑中。该团队通过分析在手术期间取出的样本证实了人类脑膜中IgA细胞的存在，表明该防御系统可能在保护人类免受中枢神经系统（脑膜炎和脑炎）的感染中发挥了重要作用。

由SARS-CoV-2冠状病毒引起的Covid-19影响了世界的方方面面。免疫和治疗方法等抗病毒方向的研究在2020年具有高优先级，显微镜在这类研究中起着举足轻重的作用。了解受体结合、基因组释放、复制、组装和病毒出芽的基本原理及免疫应答，可以使用不同的方法和显微镜。鉴于显微镜在感染生物学中的重要作用，我们举例阐述不同的显微技术及其在这些研究领域中的应用。 研究背景人类出生后胃肠道立刻被复杂的微生物群落定植（1000余种，且数量100万亿），而这些肠道微生物群落影响宿主生理的多个方面，包括代谢、免疫反应、行为和昼夜节律等等。先前的研究认为肠道微生物群落主要是共生菌，共生菌可控制病原菌数量，而黏膜屏障免疫对于维持共生菌群和抵抗侵入性细菌感染至关重要。微生物-肠-脑轴是将大脑和肠道功能整合的双向信息交流系统，并涉及神经、免疫和内分泌机制。除了神经内分泌系统和神经免疫系统之外，该轴还包括了中枢神经系统（CNS）、自主神经系统（ANS）的交感神经和副交感神经分支以及肠道神经系统（ENS）。从肠道到CNS的传入纤维（如大脑、扣带回、小脑扁桃体和扁桃体皮质）以及肠道平滑肌的效应纤维是沿着微生物-肠-脑轴进行双向信息交流的主要途径。图1 微生物-肠-脑轴肠道神经系统（ENS）遍布肠道组织的每个角落，将收集到的信息迅速地传递到自体或非自体类型的细胞，织就一个庞大又复杂的网络系统。新涌现的多个研究报道发现ENS可以作为免疫系统的感应平台，但对ENS与上皮细胞的互作机制还知之甚少。 2019年12月，Jarret等人在Cell发表了题为Enteric Nervous System-Derived IL-18 Orchestrates Mucosal Barrier Immunity的文章。借助单分子mRNA荧光原位杂交（smFISH THUNDER Imager 3D Live Cell），研究发现ENS神经元分泌IL-18作用于肠道上皮细胞中的杯状细胞，促进杯状细胞抗菌蛋白（AMP）的表达，在肠道免疫中起着重要作用。研究过程鉴于大脑中神经元会分泌IL-18，而大量研究表明ENS可能在调节粘膜屏障免疫中发挥关键作用，因此研究人员大胆猜测肠道神经元也会分泌IL-18。接下来作者构建ENS特异性敲除IL-18小鼠和多种细胞类型特异性敲除IL-18R小鼠，并分别用鼠伤寒沙门氏菌(S.t)感染。之后作者通过共聚焦观察发现不携带ENS所产生的IL-18的小鼠则更容易受到感染。为了证实这一发现，研究人员使用了IL18 mRNA探针在小鼠中进行了单分子mRNA荧光原位杂交（smFISH），结果显示在IL-18-/-小鼠结肠中IL18 mRNA探针的信号丢失。图3 THUNDER验证结果与Confocal观察结果一致A）用于分析IL-18+神经元的Confocal正交视图。IL-18（红色），Tubb3（绿色）。 B）通过smFISH观察野生型与IL18-/-小鼠结肠中的IL18 mRNA（白色）和DAPI（蓝色）。同时通过smFISH检测小鼠肠组织中IL18与Tubb3的表达，观察到IL18 mRNA探针与神经元特异性Tubb3 mRNA探针共定位。图4 smFISH检测小鼠肠组织中IL18（红色）、Tubb3（白色）表达；DAPI（蓝色）表示细胞核总之，这些数据表明肠神经元是结肠中IL-18的新产生者。研究还结合了单细胞转录组技术来探究ENS来源IL-18的功能以及作用方式。 实验方法1. 处死小鼠，移出结肠并用冷PBS冲洗。纵向剖开结肠组织平铺于滤纸。2. 用4％多聚甲醛PBS溶液固定3小时，后置于30％蔗糖、4％PFA的PBS溶液中4℃过夜。3. 包埋，制成将7mm厚切片，并用于smFISH染色。4. 设计的探针库与Cy5（IL-18）、TMR（Tubb3）结合，将切片与smFISH探针库杂交。5. 封片前去除ENS内的自发荧光信号。6. 在Leica THUNDER Imager 3D Live Cell上进行smFISH成像，使用自带的THUNDER Computational Clearing设置。 看到这里大家可能会有一个疑问：为什么不用共聚焦做smFISH而是选择徕卡THUNDER？对，为什么？小编也提出过这个问题，但是下面这段话做出了很好地解释。smFISH的实验过程中探针会发出大量光子，而共聚焦则会显著限制光子收集的数量，为了最大限度回收这些光子，更建议使用宽场技术。 徕卡THUNDER凭借其高分辨、快速、大视野的特点，可大限度回收实验中smFISH探针发出的大量光子，减少光损耗，更适用于smFISH成像。不仅可以获得清晰锐利的图像，实验结果更便于统计分析且重复性高，是您进行组织大视野快扫的不二之选。 参考文献1、 Jarret et al., 2020, Cell 180, 50–632、 Brain Res. 2018 August 15 1693(Pt B): 128–1333、 Jung, Y. J.,et al., 2017, Sci Rep 7(1):173604、 Zhang, H., et al. 2018, Synth Syst Biotechnol 3(2): 113-120

UNC Lineberger综合癌症中心的科学家和同事们于2020年10月30日发表在《Science》杂志上的一项新研究表明，如果小鼠的肠道中有特定类型的细菌，暴露在可能致命的全身辐射水平下也可以免受辐射损伤。在临床环境中或意外暴露时吸收的辐射会对组织造成损害。在这项研究中，细菌减轻了辐射暴露，提高了血细胞生产的恢复和胃肠道（GI）的修复。研究人员指出，一组“精英”小鼠的肠道中有两种细菌，即毛螺菌（Lachnospiraceae）和肠球菌（Enterococcaceae），如果它们肠道中有大量的这两种细菌，就能够强烈地抵抗强辐射的影响。对人类来说，这两种细菌在接受放疗的有轻度胃肠道症状的白血病患者中大量存在。研究表明，这两种细菌的存在导致丙酸盐和色氨酸小分子的产量增加。这些代谢物提供了长期的辐射防护，减少了对骨髓干细胞生产的损害，减轻了严重胃肠道问题的发展，并减少了对DNA的损伤。在一些国家，这两种代谢物都可以作为健康补充剂购买，但之前没有证据表明这些补充剂对暴露在强辐射下的人有什么帮助。“这些有益的细菌引起了肠道代谢物的深刻变化，”通讯作者、北卡罗来纳大学医学院遗传学教授，以及Lineberger免疫学项目的共同负责人Jenny P.Y. Ting博士说。高水平辐射对身体器官的损害，无论是意外照射、癌症放疗、靶向辐射攻击等，都可能导致严重疾病甚至死亡。体内的血细胞和胃肠道的组织更新很快，因此特别容易受到辐射损伤。然而，在保护方面，胃肠道拥有超过10万亿微生物，它们在限制辐射引起的损害方面发挥着重要作用。文章一作Hao Guo博士说：“很多机构已经做出了大量努力来缓解急性辐射症状，然而，这仍然是一个长期未解决的问题。 我们的工作产生了一个细菌和代谢物的综合数据集，可以作为一个强大的资源，在未来的微生物研究中确定可行的治疗目标。”由于广泛用于癌症治疗的放射疗法通常会导致胃肠道副作用，研究人员希望了解他们在小鼠身上的实验如何能转化为人类。他们研究了21名白血病患者的粪便样本，这些患者将接受以干细胞移植为前提的放射治疗。科学家们发现，腹泻时间较短的患者比腹泻时间较长的患者具有更丰富的毛螺菌和肠球菌。这些发现与研究人员在小鼠身上的发现密切相关，尽管Ting警告说，需要更大规模的研究来验证这些结论。重要的是，对于人类的潜在用途是补充了毛螺菌的小鼠的癌症放疗益处并没有减少。“粒细胞集落刺激因子是唯一一种被FDA批准作为高剂量辐射暴露的有效对策的药物，但它价格昂贵，而且有潜在的副作用，”Ting说。“然而，我们可以培养的细菌，特别是相对便宜的代谢物，以及我们所吃食物中已经含有的元素，可能是一个很好的替代品。”研究人员希望能很快在人群中开展一项临床试验，以测试将这些代谢物提供给接受辐射的患者的益处。预祝项目在人体验证环节取得成功，一旦补充微生物成为处方，不仅是癌症患者的福音，也拯救了从事放射治疗的医护人员。

记者24日从中科院昆明动物研究所获悉，该所郑永唐团队中科院大连化学物理研究所秦建华团队合作，建立了一种仿生肠芯片感染模型，为新冠病毒致病机理、传播途径研究和快速药物评价等提供了新的思路和方法。研究成果发表在著名国际期刊《科学通报》上。　　人体内肠道具有消化、吸收和分泌等功能，也是人体最大的免疫器官。新冠病毒感染病人主要以呼吸道症状为主，但仍有20%～50%的患者具有明显胃肠道症状，包括腹痛、腹泻、便血，甚至肠道穿孔等。在新冠肺炎患者的粪便样本中，还可发现病毒RNA，这意味着肠道有可能是新冠病毒攻击的另一主要靶器官。但此前，鲜有针对新冠病毒诱发肠道感染的研究，感染机制也不清楚。　　研究团队从人体肠道结构和功能特点出发，仿生建立了一种多层设计的可灌注肠芯片装置，模拟包含多种人源肠细胞、组织界面、3D细胞基质和机械流体等复杂因素的肠组织微环境。在昆明动物研究所BSL-3实验室，他们利用这组装置开展了相关研究。　　研究发现，当肠芯片装置暴露于新冠病毒后，在人肠上皮细胞内可见大量病毒复制，同时出现绒毛破坏，粘液分泌细胞分布异常，钙粘蛋白表达水平降低等多种肠组织屏障损伤改变。此外，病毒感染还可导致血管内皮细胞损伤，细胞数量明显减少以及细胞间连接蛋白表达降低等改变。此外，病毒感染可诱发人肠上皮细胞和血管内皮细胞异常响应。　　研究团队还首次尝试利用微流控仿生肠芯片装置，探究新冠病毒诱发的肠道感染，发现新冠病毒可导致人肠组织屏障功能障碍、内皮细胞损伤和炎症反应等一系列病理过程，反映了基于组织水平的肠器官生理特点，以及对新冠病毒的病理响应。整套装置具有建模周期短、耗费低和易于动态观测等优势。　　“下一步还可结合人体多种肠道免疫细胞和肠道微生物等因素，在芯片上建立更加复杂的肠道免疫微环境，这对深入研究肠道病原体与宿主间相互作用，以及病毒传播途径等具有重要意义。”郑永唐研究员说。

近日，浙江省农业科学院李有贵、天津中医药大学吴崇明和中国农科院深圳基因组所刘永鑫等团队在iMeta在线联合发表了题为《The gut microbiota-aromatic hydrocarbon receptor (AhR) axis mediates the anticolitic effect of polyphenol-rich extracts from Sanghuangporus》的研究成果。基于齐碳纳米孔测序平台及二代测序平台开展研究，通过16s rRNA基因测序评估SH处理对小鼠肠道微生物群落结构的影响；通过对肠道微生物群落的宏基因组测序，确定与5-羟色胺-3-乙酸（5HIAA）生物合成相关的功能基因序列；通过对微生物，尤其是Alistipes onderdonkii等关键菌株的全基因组测序及组装，进一步理解微生物如何影响宿主健康。最终，本研究证明了桑黄多酚（SH）通过调节肠道菌群有效减轻葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导小鼠的结肠炎病理症状，揭示了基于SH和肠道菌群之间的相互作用开发结肠炎治疗策略的潜在途径。背景炎症性肠病（IBD）主要包括溃疡性结肠炎（UC）和克罗恩病（CD），是一个全球性的健康问题，影响全球约0.5%人口。IBD的典型症状包括急性腹泻、间歇性腹痛、直肠出血和体重减轻。除了显著降低生活质量外，IBD还增加了结肠癌的患病风险，从而给个人和社会带来了沉重负担。目前，IBD缺乏明确的治疗药物，虽然常用临床药物具有较高的缓解率，但往往会出现继发性失败。因此，迫切需要寻找更有效、更安全的新的治疗干预措施。越来越多的证据证明了肠道菌群失调与IBD 的发生发展内在联系。Machiels等人发现，UC患者肠道微生态失调表现为产丁酸盐物种，如Roseburia hominis和Faecalibacterium prausnitzii的显著减少。丁酸钠治疗可减轻结肠炎的炎症状态和肠黏膜病变。吲哚衍生物是重要的微生物代谢物，已被证实是改善实验性溃疡性结肠炎的有益药物。例如，吲哚-3-乙酸（IAA）、吲哚-3-甲醇（I3C）和吲哚-3-丙酮酸（IPA）可以作为芳基烃受体（AhR）的天然配体，通过提高血清和组织抗炎白细胞介素水平来减轻IBD。因此，肠道菌群及其代谢产物，特别是吲哚衍生物，可能是开发新的抗IBD治疗干预措施的有效途径。成果概述中药（TCM）在中国已成功治疗疾病数千年。越来越多的证据强调了天然药物资源的药理益处。食药用食物已成为一种很有前途的疾病治疗方法。桑黄是一种可食用的药用真菌，可作为药物和膳食补充剂。研究证明，桑黄具有多种药理作用，包括抗炎、抗肿瘤和抗氧化。此外，它还具有调节肠道菌群的能力。然而，桑黄对于IBD的治疗潜力尚未被探索。本研究旨在确定桑黄多酚（SH）的抗结肠炎作用，并探讨其有益作用是否与肠道菌群密切相关，以及潜在的肠道分子机制。本研究首先评估了SH抗结肠炎活性，并通过一种涉及体内功能验证和粪菌移植的综合方法证实了肠道菌群在其抗结肠炎作用中的重要贡献。此外，本研究还确定了关键的肠道细菌种类及其活性代谢产物5-羟基吲哚-3-乙酸（5HIAA），他们是SH改善结肠炎作用的关键介质，主要通过激活AhR信号通路发挥抗结肠炎作用。本研究不仅有助于更深入地了解SH的治疗潜力，而且也为今后探索SH和肠道菌群治疗结肠炎的治疗途径奠定了科学基础。成果亮点1.SH减轻DSS诱导的C57BL/6小鼠结肠炎桑黄在中国已经实现了大规模的人工栽培（图S1A）。SH是桑黄多酚提取物（93.86% ± 2.78%）（图S1B；表S1)。本研究首先评价了SH在葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导小鼠中的抗结肠炎作用（图1A）。与正常小鼠相比，结肠炎小鼠表现出体重减轻（图S2A)、疾病活动指数增加（DAI）（图1B)、结肠长度缩短（图1C；图S2B)、隐窝和结肠组织结构受损（图1D；图S2C)，以及明显的炎症反应（TNF-α、IL-1β、IL-6、MCP-1和IL-17α增加，IL-4、IL-10和IL-22降低）（图S3)。低剂量和高剂量SH均可改善结肠炎病理症状，主要表现在增加体重，改善结肠长度和结构损伤（图1B-D；S2）。此外，SH给药以剂量依赖性方式逆转了炎症细胞因子水平的变化（图S3），表明SH具有强大的抗炎作用。氧化应激和肠黏膜屏障对于维持肠道通透性以抵御毒素、致病菌和其他有害物质至关重要。团队在转录和翻译水平上评估了SH对上皮细胞紧密连接蛋白表达的影响，并检测了氧化应激相关基因的表达。与DSS组相比，SH处理组紧密连接蛋白基因Occludin、Claudin-3和Claudin-4的转录水平明显升高（图S4A），结肠组织中NF-kB、Nox4和Stat3的表达水平明显下调（图S4B）。同时，SH也增强了紧密连接蛋白的蛋白表达水平（图S4C-D），证实了SH对粘膜屏障的正向调控作用。此外，经过SH处理后，杯状细胞的数量也显著增加（图S4E）。以上结果表明，SH可显著改善DSS诱导的小鼠结肠炎症状。图1.SH缓解DSS小鼠实验性结肠炎症状，并改变其肠道菌群（A）动物实验示意图；（B）疾病活动指数（DAI）评分；（C）结肠组织图片；（D）苏木精&伊红染色（H&E）结肠病理图（比例尺= 50µ m）；（E）基于Chao1指数和Shannon指数评价肠道菌群Alpha多样性。（F）基于加权UniFrac距离的肠道菌群主坐标分析（PCoA）；（G）属水平上肠道微生物群的分类特征。（H）DSS相关细菌的核心微生物群。内环代表了在NC-DSS-SHL-SHH队列中可重复检测到的OTUs。不同微生物群落的相对丰度显示为蓝色（NC）、绿色（DSS）、红色（SHL）和青色（SHH）热图。alpha多样性分析采用Wilcoxon非参数检验，PCoA分析采用置换多元方差分析（PERMANOVA）。数据显示为平均值±标准误（n = 8）。*p 0.05，**p 0.01，***p 0.001。NC，阴性对照；DSS，葡聚糖硫酸钠；SHL，低剂量桑黄多酚组（250 mg/kg/d）；SHH，高剂量桑黄多酚（400 mg/kg/d）；DAI，疾病活动指数。2.肠道菌群在SH抗结肠炎作用中起关键作用为了评估肠道菌群对SH抗结肠炎作用的贡献，团队进行了16S rRNA基因测序分析，以评估SH治疗对肠道菌群的影响。DSS诱导结肠炎小鼠肠道菌群α-多样性明显低于正常小鼠（p 图2.粪菌移植（FMT）揭示SH调节肠道菌群的抗结肠炎作用（A）动物实验示意图；（B）小鼠体重（g）；（C）疾病活动指数（DAI）评分；（D）结肠长度（cm）；（E）苏木精&伊红染色（H&E）结肠病理切片（上）（比例尺= 200µ m）和Claudin-4紧密连接蛋白免疫荧光图（下）（比例尺= 50µ m）；（F）血清抗炎细胞因子IL-10 水平；（G）血清抗炎细胞因子IL-22 水平；（H）血清促炎细胞因子（TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-17α）水平；（I）结肠组织中Occludin，Claudin-3和Claudin-4的蛋白表达。采用单因素方差分析和Dunnett’s检验进行统计学分析。数据显示为平均值±标准误（n = 8）。*p 3.SH富集Alistipes onderdonkii改善结肠炎接下来，团队在属水平上仔细研究了肠道菌群的分类组成，以确定SH抗结肠炎作用的核心细菌。结果显示，与DSS组相比，对照组、SHL组和SHH组中，共有12个菌属表达上调，25个菌属表达下调（图S7A）。与对照组相比，模型组有34个菌属增加，13个属菌降低。低剂量SH处理使得10个菌属上调，4个菌属下调。高剂量SH处理后，20个菌属上调，4个菌属下调（图S7B）。差异表达分析显示，只有Alistipes在DSS组显著减少，而在SH治疗后显著增加（图S7C）。进一步Spearman相关分析表明，3个菌属与DAI评分显著负相关、与结肠长度显著正相关，其中Alistipes相关性最为显著（图S7D）。这些结果表明，SH可以显著调节肠道微生物群落，特异性富集Alistipes。进一步，团队通过物种特异性定量PCR（qPCR）对粪便Alistipes进行定量，发现Alistipes onderdonkii是SH富集的主要菌种（图S7D-E）。团队获得了3株A. onderdonkii，并评价了它们对DSS诱导的结肠炎影响。结果显示，三个菌株中，两个A. onderdonkii 菌株（#1：FDB8和#2：FDFM）可有效预防体重减轻，降低DAI评分，恢复结肠组织损伤，改善炎症状态（图3A-E）。此外， A. onderdonkii提高了紧密连接蛋白的表达，以增强肠道屏障功能（图3F-H）。因此，A. onderdonkii可能是介导SH抗结肠炎作用的关键有效物种。有趣的是， A. onderdonkii（#3）几乎没有改善结肠炎，甚至造成了有害的影响（图S8），表现出了菌株特异性的功能。图3.A. onderdonkii减轻DSS诱导的C57BL/6小鼠结肠炎（A）小鼠体重百分比（%）和体重变化（g）；（B）DAI评分和DAI评分的AUC；（C）苏木精&伊红染色（H&E）的结肠病理切片（比例尺= 200µ m）。（D）血清抗炎细胞因子IL-10和IL-22的水平；（E）血清促炎细胞因子IL-1β和MCP-1的水平；（F）结肠组织Occludin，Claudin-2，Claudin-3，Claudin-4和ZO-1的mRNA表达水平；（G）结肠组织Occludin、Claudin-3和Claudin-4的蛋白表达；（H）Claudin-4紧密连接蛋白免疫荧光图（比例尺= 50µ m）。采用单因素方差分析和Dunnett’s检验进行统计学分析。数据显示为平均值±标准误（n = 8）。*p 4.5-羟基吲哚-3-乙酸（5HIAA）是一种关键活性代谢产物考虑到SH对肠道菌群的调节作用，团队对粪便样本进行了代谢组学分析，旨在识别功能微生物代谢产物。如图S9A所示，与NC小鼠相比，DSS诱导结肠炎小鼠中代谢物水平发生显著改变（图S9A），而SH处理组的代谢物谱与NC组接近，表明SH显著恢复了微生物代谢物的分布（图S9A）。随后，团队确定5HIAA在SH处理后显著升高（图S9B-C）。通过对3株A. onderdonkii功能基因序列的全面分析，发现2株A. onderdonkii（#1：FDB8和#2：FDFM）的基因组中含有一个与诱导吲哚化合物生物合成相关的tpl基因。相比之下，第三株菌株（#3：FDPA）的基因组缺乏这个特定的基因（图S9D）。为了证明A. onderdonkii确实具有产生5HIAA的能力，团队采用高效液相色谱（HPLC）对A. onderdonkii培养上清液中5HIAA含量进行检测，发现5HIAA浓度高达33.5 μg/mL。值得注意的是，5HIAA的产生与A. onderdonkii改善结肠炎的作用相关，主要表现为两个有效的A. onderdonkii菌株产生的5HIAA（33.5和16.83 μg/ml）多于无效菌株（0.83μg/ml）（图S9E)。代谢物与结肠炎指数的相关分析显示，有22种代谢物与结肠炎症状密切相关，其中5HIAA与结肠长度呈正相关，与DAI评分呈负相关（图S9F)。因此，SH可以促进5HIAA产生，这可能是与SH抗结肠炎作用相关的关键微生物代谢产物，尤其是A. onderdonkii。据报道，肠道微生物产生的IAA可以缓解结肠炎。因此，团队研究了与IAA密切相关的衍生物5HIAA对DSS诱导结肠炎的影响（图4A）。IAA治疗显著改善了结肠炎的症状（图4B-F），这与之前的报道结果一致，而5HIAA在缓解结肠炎方面的表现明显优于IAA（图4B-F）。此外，这两种吲哚衍生物都能有效地提高抗炎因子的水平，降低促炎因子的水平，以减轻炎症反应（图S10A-B）。在DSS诱导小鼠中，吲哚衍生物也降低了氧化应激相关基因（NF-kB、Nox4和Stat3）的相对表达（图S10C）。此外，IAA和5HIAA均上调了紧密连接蛋白Occludin和Claudins的表达，后者具有显著性（图S10D-E）。图4.5HIAA治疗可减轻DSS诱导的C57BL/6小鼠结肠炎（A）动物实验示意图；（B）体重百分比（%）；(C)小鼠DAI评分；（D）小鼠结肠长度（cm）；（E）苏木精&伊红染色（H&E）的结肠病理图（比例尺= 200µ m）和小鼠组织学评分；（F）Claudin-4紧密连接蛋白免疫荧光图（比例尺= 50µ m）。采用单因素方差分析和Dunnett’s检验进行统计学分析。数据显示为平均值±标准误（n = 8）。*p 5.结肠AhR激活对SH抗结肠炎具有重要作用既往研究表明，微生物来源的吲哚衍生物可以通过结合并激活AhR来保护结肠炎，提示SH可能通过富集Alistipes及其代谢物5HIAA来激活AhR，从而改善结肠炎。为了证实这一假说，团队首先检测了AhR下游基因（Cypa1、Cypa2和Cypb1）在结肠中的表达水平。结果显示，5HIAA和SH两种处理均显著上调了Cypa1、Cypa2和Cypb1（图5A-B）基因水平，表明AhR在结肠组织中被激活。随后，团队用AhR抑制剂处理DSS小鼠，以验证AhR信号通路对SH抗结肠炎疗效的贡献。AhR拮抗剂StemRegenin 1基本上消除了5HIAA对结肠炎的改善作用，如体重、DAI、结肠长度、血清IL-22和IL-10水平，以及结肠组织病理学（图5C-H）。AhR拮抗剂消除了SH治疗对体重的有益作用（图5C-H），但对DAI、结肠长度等指标的消除作用明显减弱（图5C-H）。通过对Caco-2细胞的体外实验，进一步验证了AhR信号通路的激活情况。CCK-8检测结果显示，五种浓度的5HIAA对Caco-2细胞都没有细胞毒性作用（图S11A）。虽然5-HIAA处理后Caco-2细胞中AhR的表达没有明显变化，但Cypa1、Cypa2和Cypb1的表达明显增加（图S11B），提示5HIAA部分激活了AhR信号通路。以上结果表明，SH至少大部分通过激活AhR信号通路来缓解结肠炎。图5.AhR抑制剂可削弱SH和5HIAA的抗结肠炎作用（A）5HIAA处理结肠炎小鼠结肠组织中Ahr、Cypa1、Cypa2和Cypb1的相对mRNA水平；（B）SH处理结肠炎小鼠结肠组织中Ahr、Cypa1、Cypa2和Cypb1的相对mRNA水平；（C-D）小鼠体重（C）及体重变化（D）；（E）DAI分数；（F）小鼠结肠长度（cm）；（G）血清抗炎细胞因子（IL-22和IL-10）水平；（H）结肠组织和苏木精&伊红染色（H&E）结肠病理图（比例尺= 200µ m）。采用单因素方差分析和Dunnett’s检验进行统计学分析。数据显示为平均值±标准误（n = 8）。*p 0.05, **p 0.01, ***p 0.001。AhR，芳香烃受体。

本文由中国药科大学天然药物国家重点实验室药物代谢与药代动力学重点实验室所作，发表于Talanta 165 (2017) 128–135。 近年来，基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱成像（MALDI-TOF-MSI）技术受到了广泛的关注，因为它可以对动植物组织切片中不同的分子进行定位，尽管在逐点绝对定量中仍存在一些障碍。奥曲肽是一种合成的生长抑素类似物，在临床上广泛应用于预防胃肠道出血。 本研究的目的是建立一种定量显示奥曲肽在小鼠组织中空间分布的MALDI-TOF-MSI方法。在这个过程中，一个结构相似的内标物与基质溶液一起被点到组织切片上，以尽量减少信号变化，并给出良好的定量结果。通过比较奥曲肽与不同基质共结晶后MALDI-TOF-MSI产生的信噪比，选择2,5-二羟基苯甲酸作为最合适的基质。通过测定不同浓度的新鲜组织切片中奥曲肽的含量，验证了MALDI-TOF-MSI在线性、灵敏度和精密度方面的可靠性。验证的方法成功地应用于奥曲肽在小鼠组织中的分布研究。 结果表明，MALDI-TOF-MSI不仅能清晰地显示奥曲肽的空间分布，而且可以计算关键的药代动力学参数（Tmax和t1/2）。更重要的是，MALDI-TOF-MSI测定的奥曲肽的组织浓度-时间曲线与LC-MS/MS测定的结果一致。这些发现说明了MALDI-TOF-MSI在药物开发过程中的药代动力学分析潜力。使用仪器：岛津MALDI TOF、 LC–MS/MS 图1 内标对MALDI-TOF-MSI分析小鼠肝切片中奥曲肽线性的影响。(A) 小鼠肝脏切片上的兰瑞肽(内标)的质谱图，(B)加入奥曲肽标准溶液的肝脏切片光学图像，(C)5个浓度水平的奥曲肽的代表性质谱图像([M+H]+离子 m/z 1019 Da)，(D) 用奥曲肽的平均信号强度绘制的奥曲肽校准曲线(n=5)，(E)经内标校正后的奥曲肽的代表性质谱图像，(F) 用奥曲肽/内标的平均强度比绘制的奥曲肽校准曲线(n=5) 图2 对口服20 mg/kg奥曲肽后0、10、30、60、90和120 min采集的小鼠组织进行成像MS分析。(A)胃切片的代表性光学和质谱图像，(B)肠切片的代表性光学和质谱图像，(C)肝切片的代表性光学和质谱图像 图3 MALDI-TOF-MSI和LC-MS/MS测定奥曲肽的组织浓度-时间曲线。(A) MALDI-TOF-MSI法测定小鼠胃中奥曲肽的浓度-时间曲线 (B) LC-MS /MS法测定小鼠胃中奥曲肽的浓度-时间曲线 (C) LC-MS/MS法和MALDI-TOF-MSI法测定小鼠胃中奥曲肽的含量的相关性分析。 本研究开发了一种基于MALDI-TOF-MSI的小鼠组织切片奥曲肽定量分析方法。首次通过比较DHB、CHCA和SA提取的奥曲肽在一系列激光功率水平下的信噪比，系统研究了激光能量对MALDI基质选择的影响。结果表明，DHB、CHCA和SA的最优功率水平应分别设置为50、70和60，DHB因其较高的灵敏度和较低的基质效应最终被选为最合适的MALDI基质。兰瑞肽是一种与奥曲肽结构相似的生长抑素类似物，被用作内标，通过减小组织异质性、基质晶体异质性和激光功率波动引起的离子信号变化，提高分析的线性、准确性和精密度。然后成功地应用所开发的MALDI-TOF-MSI方法，观察口服20 mg/kg剂量后，奥曲肽在小鼠胃、肠、肝中的分布和消除过程。 结果表明，MALDI-TOF MSI不仅能清晰地显示奥曲肽在小鼠组织中的空间分布，而且使关键药物动力学参数(Tmax和t1/2)的计算成为可能。更重要的是，MALDI-TOF-MSI测定的奥曲肽的组织浓度-时间曲线与LC-MS/MS绝对定量的结果吻合较好。 文献题目《Optimization and evaluation of MALDI TOF mass spectrometric imaging for quantification of orally dosed octreotide in mouse tissues》 使用仪器岛津MALDI TOF、 LC–MS/MS作者Tai Rao, Boyu Shen，Zhangpei Zhu, Yuhao Shao, Dian Kang, Xinuo Li, Xiaoxi Yin, Haofeng Li,Lin Xie, Guangji Wang, Yan Liang Key Lab of Drug Metabolism &hamacokinets,State Key Laboratory of Natural Medicines,China Pharmaceutical University, Tongjiaxiang 24, Nanjing 210009 PR China

中枢神经系统的自身免疫性疾病，如多发性硬化、视神经脊髓炎谱系障碍，以慢性、进行性神经炎症、脱髓鞘和神经变性为特征。这些疾病在发病率和临床特征上都表现出强烈的女性倾向，其患者多为中青年女性。随着疾病的进展逐渐失去自主活动能力。已有的治疗药物多为对症治疗，选择品种有限且价格昂贵，无法得到根治，给家庭和社会带来巨大的负担。因此，迫切需要开发能够有效延缓这类疾病进展的药物，而目前对这类疾病认识有待更新，拓展研究思路是建立新的治疗方法的重要基础。　　2023年11月21日，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)、神经科学国家重点实验室周嘉伟研究组、中国科学院分子细胞科学卓越创新中心宋昕阳研究组、中国科学院上海有机化学研究所生物与化学交叉研究中心朱正江研究组与上海交通大学医学院附属瑞金医院神经内科陈晟团队合作在Immunity上发表了文章Intestinal epithelial dopamine receptor signaling drives sex-specific disease exacerbation in a mouse model of multiple sclerosis(肠道上皮细胞多巴胺受体信号驱动雌性多发性硬化小鼠疾病进展)，利用基因修饰小鼠和药理学实验方法以及多组学联合分析，他们发现，肠道上皮细胞多巴胺D2受体(IEC DRD2)过度激活可以选择性地在雌性小鼠中改变肠道菌群的组成及其代谢物水平，从而促进多发性硬化的发病。此研究聚焦中枢神经系统自身免疫性疾病研究前沿，独辟蹊径，通过跨系统研究，揭示了肠道远程调控中枢神经系统自身免疫性疾病易感性的新机制，为建立具有性别选择性的中枢神经系统自身免疫性疾病干预手段开辟了一条新途径。　　　　已知，肠道微生物群失调促进多发性硬化的发展。在多发性硬化动物模型中，肠道微生物群在疾病的起始阶段、效应阶段和调节阶段以及个体对药物治疗的反应中都起着关键作用。然而，由于个体之间，肠道微生物群组成的差异很大，迄今，国内外医学界未能建立起具有广泛代表性的“核心微生物群表型”。肠道上皮细胞为胃肠道构筑了一条防线，不仅可以隔绝肠腔及其内容物，还可以整合肠腔内的多种菌群信号，以维持胃肠道正常生理功能。据报道，有多种与多发性硬化相关的肠道细菌可以产生多巴胺受体激动剂，因此，作者设想，肠道上皮细胞多巴胺受体介导了菌群和宿主相互联系，并且这种联系在多发性硬化发病过程中发挥重要作用。　　为对上述设想予以验证，作者分别构建了在肠道上皮细胞分别特异性敲除多巴胺D2、D3、D4受体的小鼠，同时根据文献提供的肠道细菌产生大量的多巴胺受体激动剂苯乙胺这一线索，利用实验性自身免疫性脑脊髓炎作为多发性硬化动物模型，观察在上述基因缺失的情况下，小鼠行为学、病理学的变化，并作多组学分析，之后，使用小胶质细胞系和野生型小鼠对所发现的差异代谢物进行筛选，寻找和鉴定可以减轻动物模型发病严重程度的代谢物。同时收集多发性硬化患者和健康对照的粪便样品用于靶向代谢物检测，验证苯乙胺含量与多发性硬化发病之间的相关性及性别差异。　　首先，通过代谢组学检测，作者发现，多发性硬化患者粪便中苯乙胺含量显著高于健康对照，且存在性别差异。通过条件性基因敲除等实验方法，观察到只有肠道上皮细胞多巴胺受体D2，而不是D3和D4基因缺失，可显著缓解多发性硬化小鼠模型发病的严重程度。通过与野生型对照组转录组的对比，发现DRD2敲除的多发性硬化小鼠模型中，肠道溶菌酶等抗菌肽表达量显著减少 同时通过16s rRNA测序，发现在造模前和发病高峰期肠道菌群组成出现显著差异 通过同笼饲养和抗生素处理，发现DRD2在多发性硬化小鼠模型的作用是肠道菌群依赖的 通过非靶向代谢学检测和代谢精准分析术 MetDNA，鉴定了47种只在雌性小鼠脊髓中存在差异的代谢物。之后，利用小胶质细胞细胞系BV2细胞和野生型小鼠对这些差异代谢物进行筛选，确定了N-乙酰赖氨酸可以在整体动物和体外培养细胞水平显著抑制炎症反应，从而缓解自身免疫性脑脊髓炎的发病。　　为了进一步探究N-乙酰赖氨酸抑制炎症的分子机制，利用磁珠分选、流式细胞分选等方法，将脊髓中的小胶质细胞分离并进行转录组测序及单细胞测序。发现N-乙酰赖氨酸显著降低了多发性硬化相关小胶质细胞的比例，提高了增殖性小胶质细胞和稳态小胶质细胞的比例。表明N-乙酰赖氨酸有利于恢复多发性硬化小鼠模型失衡的中枢神经系统免疫稳态。　　传统观点认为，性激素等在中枢神经系统自身免疫性疾病发病过程中发挥重要作用。本研究显示，肠道的苯乙胺-多巴胺D2受体-溶菌酶信号轴是决定雌性动物或中青年女性群体对多发性硬化发病易感性的重要因素，这是对传统观点的新的延伸和拓展。作者还揭示了肠道—微生物群——脑的相互作用是如何调控中枢神经系统免疫稳态，这一调控方式突出了宿主肠道细胞本身对肠道菌群的核心作用，为发展基于肠道上皮细胞活动调控的脑疾病干预方法提供了新的分子和细胞基础。N-乙酰赖氨酸的抑炎作用的发现为研发适用于女性多发性硬化患者的神经炎症治疗方法提供了新的机会。　　该项工作由彭海蓉博士、邱佳倩、周勤明博士和博士研究生张彧锴在周嘉伟研究员、宋昕阳研究员、朱正江研究员和陈晟教授的指导下完成，课题组的其他成员积极参与，并得到了中国科学院上海营养与健康研究所肖意传、邱菊研究员的大力协助，因此，是众多课题组通力合作的结果。　　在雌性小鼠中，粪便中较高的苯乙胺浓度会引起肠道上皮细胞中的DRD2过度激活，促进溶菌酶和防御素表达量增加。这些过量的抗菌肽，对细菌的杀伤力增强，因此，乳酸杆菌等对溶菌酶敏感的菌种在雌性小鼠体内减少。而乳酸杆菌产生的N-乙酰赖氨酸对小胶质细胞介导的炎症具有很强的抑制作用，是缓解中枢神经系统自身免疫性疾病，如多发性硬化的物质基础之一。　　原文链接：https://doi.org/10.1016/j.immuni.2023.10.016

2023年4月11日，中国科学院大学、新乡医科大学、河北医科大学的研究人员在 Microbiology Spectrum 期刊上发表了一篇题为" Oral Probiotic Expressing Human Ethanol Dehydrogenase Attenuates Damage Caused by Acute Alcohol Consumption in Mice "的研究论文。 研究人员开发了一种解酒神器，一种表达人类ADH1B的益生菌，在小鼠模型中，可减少酒精吸收，延长酒精耐受时间，并缩短饮酒后的恢复时间。重要的是，还能减轻饮酒后肝脏和肠道的急性损伤。 众所周知，喝酒后，酒精在肝脏中被乙醇脱氢酶（ADH）和乙醛脱氢酶（ALDH）依次分解。乙醇脱氢酶会将乙醇分解成危害较小的化合物乙醛，进而由乙醛脱氢酶将乙醛分解为二氧化碳和水。 这两种酶基因变异会降低一个人对酒精的耐受性，与饮酒后面部发红有关，缺少它会降低人体分解乙醛的能力，从而导致乙醛在血液中积聚，从而引起人体对毒素的反应，即喝酒上脸。ALDH2突变在东亚人群中十分普遍。延长酒精耐受时间 在该研究中，研究人员对乳酸乳球菌进行基因改造，这是一种用于生产酪乳和奶酪的益生菌，乳酸乳球菌被设计用于产生人类 ADH1B 酶。 进一步，研究人员在小鼠身上测试了改良益生菌的解酒能力。延长酒精耐受时间 研究发现，在用表达 hADH1B 的益生菌处理的小鼠中，酒精耐受时间显著延长，即从饮酒到丧失运动能力的时间。对照组小鼠在20分钟内都失去了站立能力，而益生菌组近一半的小鼠在饮酒1小时后仍然能够移动。这表明，益生菌有效地增强了急性酒精耐受性，并增加了急性中毒的酒精摄入阈值。快速 此外，研究人员还分析了小鼠喝酒后的恢复时间。正常情况下，小鼠醉酒后需要6-10小时才能恢复。缩短饮酒后的恢复时间 研究发现，表达 hADH1B 的益生菌可以缩短饮酒后的恢复时间，用益生菌治疗的小鼠在5.5小时后恢复了运动能力，而对照组则需要6.4小时恢复。减轻酒后肝脏和肠道损伤 酒精主要在肠道中被吸收，最终被送到肝脏分解。因此，肠肝轴在调节乙醇代谢方面发挥着重要作用，肠道和肝脏也是饮酒后最直接受损的器官。 为了检测两组小鼠的急性中毒，研究人员观察了小鼠肠道的粘膜损伤。发现对照组杯状细胞更肥大，而益生菌组减轻了急性饮酒的致病作用，表明肠道对酒精的吸收减少。减轻酒后肝脏和肠道损伤 研究人员还测量了小鼠醉酒后血液中的酒精含量，发现醉酒2小时后，对照组酒精含量继续增加，而益生菌组呈显著下降趋势，且低于对照组。还发现益生菌治疗降低了血液甘油三酯浓度，同时降低了肝脏中的脂质水平。 这表明，用益生菌治疗可以减轻急性饮酒引起的肠道损伤，并降低肝脏和血液中的脂肪含量。综上，研究人员发现的重组益生菌可在肠道内直接表达hADH，可快速解酒，有效降低酒精对肝脏和肠道的损伤。这种益生菌安全且成本低，为未来治疗和预防酒精的负面影响提供了新的策略. DOI : https://doi.org/10.1128/spectrum.04294-2

肿瘤免疫疗法是当前肿瘤治疗领域中最具前景的研究方向之一，已发展成为继手术、化疗和放疗之后的第四种肿瘤治疗模式。肿瘤免疫学治疗的方法种类繁多，目前各大医药研发企业的关注焦点主要包括：免疫检查点抗体药物，CAR-T疗法，溶瘤病毒等等，但新型的免疫疗法如何进行可靠有效的临床前效果评估，是推进肿瘤免疫疗法的一关键节点。百奥赛图自主研发了一系列免疫检查点人源化小鼠，为免疫检查点抗体药物筛选提供了可靠的体内药效模型，此外基于重度免疫缺陷B-NDG小鼠建立的免疫系统人源化小鼠模型也为药物验证提供了更多的选择。本期转化医学系列webinar邀请到的是百奥赛图药理药效事业部总监郭雅南博士，郭博士将给大家介绍：1. 免疫检查点抗体单用或联用在体内药效筛选的策略2. 利用免疫重建小鼠和B-hCD3e人源化小鼠进行双特异性抗体的体内药效评估与毒性检测3. 利用重度免疫缺陷小鼠B-NDG小鼠对CAR-T药物进行体内药效评估与毒性检测转化医学系列网络讲座第五期讲座题目：人源化模式小鼠在肿瘤免疫药物研究中的应用讲座时间：7月25日下午14:00-15:00主讲人：郭雅南 博士（百奥赛图）讲座形式：网络讲座，手机或PC即可参与（会议链接和如下报名链接相同）即刻报名扫描下方二维码主讲人简介郭雅南 博士百奥赛图 药理药效事业部总监清华大学生物科学与技术系本科；美国罗切斯特大学神经生物学/药理学博士学位；2009-2013年，在哈佛大学医学院伯明翰妇女医院转化医学系从事博士后研究工作；2014年回国，担任百奥赛图基因生物技术有限公司研发部副总监。拥有10多年癌症生物学和神经生物学的研究经验，现担任药理药效事业部总监。更多转化医学系列网络讲座安排，具体时间以珀金埃尔默微信推送时间为准。敬请关注！主题预计时间高内涵筛选助力个性化癌症医疗8月小分子激酶抑制剂研究最新进展9/19/2019使用Alpha技术研究RNA甲基化“橡皮擦” （ALKBH5）10/24/2019研究蛋白相互作用就是这么简单11/7/2019细胞成像分析前沿应用案例心得分享11/28/2019原来药物研发还可以这样做——基于表型筛选的药物研发11月小动物活体成像技术助力脑靶向载体的研究12/19/2019关于珀金埃尔默：珀金埃尔默致力于为创建更健康的世界而持续创新。我们为诊断、生命科学、食品及应用市场推出独特的解决方案，助力科学家、研究人员和临床医生解决最棘手的科学和医疗难题。凭借深厚的市场了解和技术专长，我们助力客户更早地获得更准确的洞见。在全球，我们拥有12500名专业技术人员，服务于150多个国家，时刻专注于帮助客户打造更健康的家庭，改善人类生活质量。2018年，珀金埃尔默年营收达到约28亿美元，为标准普尔500指数中的一员，纽交所上市代号1-877-PKI-NYSE。了解更多有关珀金埃尔默的信息，请访问www.perkinelmer.com.cn

非酒精性脂肪肝病（NAFLD），是中国发病率最高的慢性肝病类型，目前我国有超过1.5亿患者，其中10-20%会进一步发展为非酒精性脂肪肝炎（NASH），主要表现为炎症反应及肝细胞损伤，常常伴有纤维化。NASH病程进展迅速，并有较高风险发展为肝硬化和肝癌等严重肝脏疾病。四季豆，又叫菜豆、芸豆等，是餐桌上的常见蔬菜之一，富含蛋白质、纤维、维生素等营养物质，它对于促进消化、增强免疫力等方面都有益处，是健康饮食中的重要组成部分之一。2023年7月4日，北京工商大学食品与健康学院、江南大学食品科学与技术学院的研究人员在营养学领域国际著名期刊" Nutrients "上发表了一篇题为" Protective Effects of White Kidney Bean(Phaseolus ulgaris L.)against Diet-Induced Hepatic Steatosis in Mice Are Linked to Modification of Gut Microbiota and Its Metabolites "的研究论文。该研究显示，食用四季豆，可以有效减轻小鼠的肥胖、血脂和血糖，并改善胰岛素抵抗和肝功能标志物，从而减轻脂肪肝。四季豆使小鼠肠道菌群失调正常化，从而介导多种代谢物的改变，增加了益生菌丰度，并抑制有害肠道菌的生长。在该研究中，研究人员分析了食用四季豆对小鼠的影响，将小鼠按照饮食方式随机分为4组：常规饮食（NCD）、常规饮食+四季豆（NCD-WKB）、高脂饮食（FHD）、高脂饮食+四季豆（FHD-WKB），常规饮食组小鼠10%能量来自脂肪，而高脂饮食小鼠有60%能量来自脂肪。研究分析了不同饮食对小鼠肝脏脂肪的影响。在12周的四季豆饮食治疗后，结果显示，与高脂饮食小鼠相比，高脂饮食+四季豆饮食组小鼠体重、肝脏重量、白色脂肪明显更低，表明四季豆饮食阻止了肝脏重量的增加，可能有益于脂肪肝。不同饮食小鼠体重、外观、白色脂肪肝脏样本显示，常规饮食和常规饮食+四季豆组小鼠的肝脏呈深红色，而高脂饮食组肝脏为浅黄色并失去血色，这是肝脏脂肪变性的典型表现。此外，高脂饮食还导致明显的肝脏损伤，包括脂质沉积、肝细胞内不同程度的脂肪变性和炎性细胞的浸润、肝细胞排列不规则等。然而，补充四季豆12周后，高脂饮食小鼠肝脏逐渐恢复深棕红色，肝脏损伤也明显减轻。不仅如此，补充四季豆饮食还降低了高脂饮食小鼠的血脂异常和高血糖，并改善胰岛素抵抗和肝功能标志物，从而有助于缓解脂肪肝。四季豆饮食对血糖、血脂等影响进一步通过粪便微生物组和代谢组学分析显示，补充四季豆饮食能够使高脂饮食诱导的小鼠肠道菌群失调正常化，从而介导多种代谢物的改变。尤其是，补充四季豆饮食显著增加了益生菌的丰度，并抑制有害细菌的生长。最后，研究还发现，补充四季豆饮食还改变了代谢途径，包括主要的甘油磷脂代谢等，这可能与改善脂肪肝密切相关。这表明，四季豆可以通过肠道菌群代谢成小分子，从而激活多种代谢途径，导致脂肪肝减轻。代谢途径分析综上，研究表明，四季豆对高脂饮食引起的脂肪肝具有保护作用，可以降低肥胖、血脂、血糖等症状，激活多种代谢途径，从而改善脂肪肝。论文链接：https://doi.org/10.3390/nu15133033

日前，一项刊登在国际杂志Nature Communications上的研究报告中，来自格拉斯格大学的科学家们通过研究发现，肠道菌群的健康和平衡对于细菌感染的进展至关重要。文章中，研究者表示，致病菌常常会利用来自宿主肠道菌群的信号来扩散并且加速感染进程。柠檬酸杆菌是一种感染小鼠和人类的致病菌，文章中研究者通过对柠檬酸杆菌进行研究发现，其能利用宿主肠道菌群所产生的信号分子来诱发疾病进程，并且引发长效感染。这项研究中，研究热人员首次在宿主机体内阐明了柠檬酸杆菌感染的过程（并非在实验条件下），这或许也能够帮助理解宿主肠道菌群在该过程中扮演的关键角色。研究者发现，细菌能利用肠道菌群产生的特殊化学物质来增强感染过程，并且诱发一些严重的疾病；研究者认为，本文研究阐明了健康的肠道营养和微生物菌群对诸如大肠菌群（柠檬酸杆菌）等细菌感染的易感性和疾病进展的重要性。研究者Andrew Roe说道，本文中我们重点理解了细菌诱发动物感染性疾病发生的准确分子机制，通过对柠檬酸杆菌进行研究，我们阐明了肠道菌群在细菌感染过程中扮演的关键角色，以及诸如大肠杆菌等细菌如何利用宿主信号来扩散并增加感染风险。后期研究人员还需要进行深入研究来探讨肠道菌群在细菌感染过程中扮演的关键角色，这或许对于开发抵御致病菌感染的新型疗法至关重要。

南方医科大学研究团队发表相关论文，英文题目：GinsenosideRg1 mitigates morphine dependence via regulation of gut microbiota,tryptophan metabolism, and serotonergic system function。中文题目：人参皂苷Rg1通过调节肠道菌群、色氨酸代谢和血清素能系统功能减轻吗啡依赖研究背景吗啡依赖是一种毁灭性的神经精神疾病，可能与肠道菌群失调密切相关。人参皂苷Rg1(Rg1)是从人参根中提取的活性成分，对神经系统具有潜在的保健作用。然而，它在物质使用障碍中的作用仍不清楚。该文探索了Rg1在对抗吗啡依赖中的潜在调节作用。研究结果1.人参皂甙 Rg1 抑制吗啡诱导的小鼠的条件位置偏好（CPP）调理训练后各组小鼠体重略有增加，但是未观察到显著差异（图1C）。使用Smart3.0软件在15分钟内跟踪小鼠头部并记录它们的轨迹和停留时间。对照组和其他组之间的轨迹或CPP分数没有显着差异。在吗啡注射后在白室中花费的时间与基线相比以及在盐水处理后在白室中花费的时间显着增加（图1C，D），表明吗啡成功诱导CPP在实验小鼠中。MRH和MRL组与模型组相比，MRL和MRH小鼠在药物配对隔室的停留时间和轨迹显着减少。然而，在单独用人参皂甙Rg1治疗的小鼠中，没有观察到CPP评分和活动途径的变化。2.人参皂甙Rg1改善CPP小鼠肠道菌群失调阿片类药物成瘾通常与肠道菌群失调有关。为了进一步探索Rg1介导的抗成瘾机制，对粪便进行了16S rRNA 基因扩增子测序，以评估有或没有Rg1处理的CPP小鼠肠道微生物群的组成。维恩图显示了对照组和其他组小鼠共有476个OTU（图2A）。然而，对照组有1108个OTU，M组有1304个，MM组有19个，MRL组有548个，MRH组有1702个，CR组有195个。这些数据暗示了吗啡治疗诱导的肠道微生物群紊乱和人参皂苷Rg1给药后的部分恢复。值得注意的是，使用Chao1指数进行的α多样性分析显示，Rg1阻止了吗啡引起的细菌丰富度下降（图2B）；然而，各组之间的香农指数没有差异（图2C）。通过Bray-Curtis主坐标分析(PCoA)研究肠道菌群的整体结构表明，吗啡组的细菌组成发生了变化，与对照组不同，表明肠道菌群失调吗啡处理诱导了微生物群（图2D）。然而，MRL、MRH、MM和CR组显示了四种不同的细菌组成簇。值得注意的是，MRL中的微生物群与MRH组中的微生物群更紧密地聚集在一起。我们在门水平上进一步分析了每组的肠道细菌组成。人参皂甙Rg1显着增加吗啡诱导的拟杆菌门和厚壁菌门相对丰度的降低（图2E），并显着降低吗啡诱导的蓝藻和变形杆菌的相对丰度增加。在家族水平上的进一步分析显示，吗啡处理导致随着叶绿体和线粒体的增加，拟杆菌属、Sutterellaceae和Tannerellaceae的相对丰度急剧下降。在MRL和MRH组中，吗啡诱导的丰度变化不同程度地逆转（图2F，G）。此外，Kruskal-WallisH检验用于评估指定组之间在物种水平上的差异的显着性，并观察到15个优势物种（图2H）。考虑到报告显示吗啡依赖模型中拟杆菌属的丰度低于对照，我们专注于拟杆菌属物种B.vulgatus、B.xylanisolvens和B.acidifaciens。吗啡显着降低了B.acidifaciens、B.vulgatus和B.xylanisolvens 的丰度。值得注意的是，B.vulgatus的相对丰度在Rg1给药后显着增加（图2I）。除了16SrRNA 测序外，我们还用B.vulgatus特异性引物进行了定量PCR，证实吗啡显着降低了丰度，人参皂苷Rg1处理后丰度显着增加（图2J）。图片图片图23.人参皂甙 Rg1抑制肠道微生物群衍生的水平和CPP小鼠血清色氨酸代谢物在药物依赖期间，肠道代谢谱发生变化，宿主代谢途径可能发生改变。我们假设人参皂苷Rg1可能通过肠道微生物发酵过程中产生的代谢物影响CPP。基于这一理论，我们使用非靶向代谢组学来识别可能在小鼠血清和肠道中改变的关键代谢物和代谢途径。MRL组和MRH组对吗啡诱导的CPP的疗效没有观察到统计学差异；然而，行为分析数据显示，MRH组的疗效优于MRL组。因此，我们选择MRH组作为非靶向代谢组学分析的代表性药物干预组。在血清和粪便中分别鉴定出1955和559种代谢物。偏最小二乘判别分析(PLS-DA)模型分别在血清和粪便中的CONTROL、MODEL和MRH组中显示出显着的聚类分离(图3A、G)。热图分析显示，CPP导致代谢物发生显着变化，小鼠粪便和血清中共有177种代谢物（96种上调和81种下调）和69种代谢物（44种上调和25种下调）分别显着改变（图3D和J)。此外，对代谢物途径的分析表明，与对照组相比，CPP小鼠的以下途径发生了显着变化：色氨酸、α-亚麻酸、甘油磷脂、精氨酸和脯氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸代谢。值得注意的是，色氨酸代谢受到粪便和血清中吗啡的显着影响（图3B和H）。将MRH与MODEL组进行比较，在人参皂苷Rg1处理后，粪便和血清中的195种代谢物（94种上调和101种下调）和115种代谢物（60种上调和55种下调）分别显着改变（图3E和K）。代谢组学图显示色氨酸代谢受到Rg1补充的显着影响（图3C和I）。色氨酸代谢在微生物组-肠-脑轴中起关键作用。在这种情况下，我们专注于色氨酸代谢相关的代谢物。具体而言，色氨酸代谢相关代谢物的热图分析表明，参与色氨酸代谢的四种主要中间代谢物L-色氨酸、吲哚、N' -甲酰基犬尿氨酸和血清素是对吗啡的反应最显着增加的代谢物，它们的水平在Rg1处理后，粪便或血清中的含量降低。具体来说，我们发现与模型组相比，Rg1处理的肠道色氨酸和血浆血清素水平下调（图3F和L）。4.人参皂甙 Rg1 改善 CPP 小鼠海马 5-羟色胺能系统的变化血清色氨酸浓度会影响大脑的血清素系统。我们推测宿主色氨酸代谢物的变化可能与CPP小鼠的海马血清素能系统和其他神经递质有关。为了验证这一假设，使用酶联免疫吸附法检测海马和外周血清中谷氨酸、多巴胺、γ-GABA和5-HT的表达水平。在海马中，相对于对照组，CPP小鼠表现出显着升高的多巴胺水平和降低的γ-GABA水平（图4C）。然而，组间谷氨酸和血清素的浓度没有差异（图4A）。与M组相比，MRH组海马中GABA含量增加。此外，在MRL和MRH小鼠中观察到多巴胺水平显着下降。注射吗啡后血清中血清素和多巴胺水平升高，γ-GABA水平降低。所有CPP诱导的变化都被Rg1处理逆转（图4B、D、S2B）。为了进一步探索Rg1介导的抗成瘾机制，我们使用qPCR检测了小鼠海马中奖赏相关基因mRNA的相对转录水平，包括脑源性神经营养因子(BDNF)、神经营养酪氨酸激酶受体2型(TrkB)和血清素受体。与Rg1治疗组的转录水平相比，吗啡组中5-羟色胺受体（5-HTR1B和5-HTR2A）、BDNF和TrkB的转录水平因人参皂苷Rg1给药而下调（图4E、F）。这些数据表明人参皂甙Rg1可能通过抑制血清素系统来改善吗啡依赖。5.肠道微生物组的调控影响人参皂甙 Rg1 对吗啡诱导的小鼠 CPP 的抑制作用为了研究肠道菌群失调对吗啡诱导的小鼠行为的影响，我们在进行吗啡依赖性CPP训练之前，给BALB/cSPF 小鼠施用了不可吸收的抗菌剂或无菌水的混合物7天，然后进行CPP测试（图5A）。ATM治疗后各组小鼠体重下降，调理训练后略有增加；然而，各组之间没有观察到差异（图5B）。ABX与对照组相比，同时给予多种抗生素后，所有抗生素治疗小鼠在药箱中的停留时间均增加。此外，与ABX组相比，AM组在药物配对隔室中的停留时间明显增加。令人惊讶的是，小鼠在AMRL、AMRH和AMM组的药物配对隔室中的停留时间与AM组没有显着差异（图5D）。我们在鼠标头部轨迹中观察到相同的现象（图5C）。为了评估抗生素暴露后小鼠肠道微生物群发生的变化，通过16SrRNA 基因测序测定了粪便细菌组成。抗生素治疗极大地改变了微生物组并减少了细菌负荷（图5E）。为了研究肠道菌群失调对吗啡诱导的小鼠行为的影响，我们使用了维恩图显示了对照组和其他抗生素治疗小鼠共享的476个OTU；然而，1606个OTU是对照组独有的，48-68个OTU是其他六个抗生素治疗组独有的。随后用抗生素混合物治疗导致肠道微生物群显着消耗，细菌多样性显着降低。PCoA显示抗生素治疗的小鼠与对照小鼠相比具有显着不同的微生物群落（图5F）。但ABX、AM、AMRL、AMRH、AMM和AR组的细菌多样性没有显着变化，说明抗生素治疗根除大部分共生菌，吗啡和人参皂苷Rg1治疗后没有显着变化.我们在ABX小鼠的粪便中发现了几种细菌门，这些细菌门相对于对照组的粪便发生了改变（图5G）。优势门不同，伴随着Proteobacteria的丰度显着增加，而Verrucomicrobiota、Cyanobacteria、Firmicutes和Deferribacterota的丰度在抗生素处理后下降。然而，用抗生素治疗小鼠并没有改变拟杆菌的相对丰度，尽管抗生素治疗耗尽了肠道微生物组成。最后，我们用B.vulgatus特异性引物进行了定量PCR，并证实与对照组相比，抗生素治疗组的细菌显着减少了数百至数千倍（图5H）。此外，吗啡和人参皂甙Rg1并没有改变B.vulgatus对抗生素的反应。6.肠道微生物组的消耗影响色氨酸代谢并抑制 Rg1 诱导的基因表达接下来检测了抗生素混合物治疗对吗啡诱导的CPP小鼠代谢物和代谢途径的影响。偏最小二乘判别分析(PLS-DA)模型显示，在粪便中的代谢物方面，对照组和ABX组之间的簇显着分离（图6A）。值得注意的是，抗生素治疗后ABX、AM和AMRH组之间没有明显的代谢物聚集。我们专注于色氨酸代谢途径，并观察到参与色氨酸代谢的代谢物被ATM显着改变。然而，在ABX、AM和AMRH中未观察到显着变化。因此，这些数据表明抗生素治疗强烈降低了粪便中色氨酸代谢物的水平（图6C），并且由吗啡和Rg1引起的代谢改变被消除。此外，在血清中，PLS-DA结果显示四组（对照组、ABX、AM和AMRH）的代谢物谱不同（图6B）。ATM显着改变了色氨酸代谢物。值得注意的是，与 ABX小鼠相比，注射吗啡的小鼠的代谢物发生了相当大的变化。具体而言，与 AM组相比，色氨酸代谢物在Rg1处理后没有显示出显着变化（图6D）。我们发现 Rg1治疗组和模型组在ABX治疗后肠道色氨酸和血浆血清素水平没有差异（图6E和F）。随后，我们发现微生物组消耗抵消了 Rg1在CPP小鼠海马体中诱导的变化（图6G-L）。Rg1治疗未能逆转5-HT、多巴胺、5-HTR1B/5-HTR2A 和BDNF-TrkB信号通路。7.B.vulgatus 协同增强人参皂苷 Rg1 抑制吗啡诱导的小鼠 CPP因为肠道B.vulgatus 减少和增加与吗啡诱导的CPP增加和Rg1降低CPP一致，并且在抗生素处理的小鼠中消除了人参皂苷Rg1对CPP的改善，我们探讨了B.vulgatus 是否在吗啡中起作用依赖。作为典型的拟杆菌属物种，普通拟杆菌是小鼠肠道中的主要细菌物种，我们试图确定普通拟杆菌是否会影响CPP进展。我们首先使用抗生素治疗来消耗肠道微生物群，然后再用B.vulgatus 定植。在吗啡诱导的CPP小鼠模型中检查B.vulgatus 对吗啡成瘾的影响（图7A）。抗生素治疗或B.vulgatus 移植没有显着改变体重（图7B）。单独使用B.vulgatus (AMBV) 进行灌胃显着降低了白框中的停留时间和轨迹百分比，而吗啡则增加了该百分比（图7C、7D）。值得注意的是，与B.vulgatus 和人参皂苷Rg1(AMBVR)共同治疗的小鼠在药物配对隔室中的停留时间和轨迹百分比显着降低。这些数据清楚地表明AMBVR在抑制CPP方面比AMBV取得了更好的功效。值得注意的是，在我们的研究中，用“吗啡”微生物组(AMF)进行肠道再定殖并没有诱导CPP行为。8.B.vulgatus 可以改变肠道微生物组成小鼠粪便样本的16SrRNA 基因测序揭示了用活的B.vulgatus灌胃肠道微生物群组成的变化。拟杆菌门的相对丰度从AM组的不到20%增加到AMBV组的40%和AMBVR组的60%（图7E）。定量PCR证实，与对照组相比，AMBV和AMBVR组灌胃后肠道中的细菌显着过度生长数百至数万倍（图7F）。这些数据表明，人参皂甙Rg1提高了CPP小鼠中普通双歧杆菌的丰度。9.B.vulgatus 改变了肠道微生物群衍生和宿主色氨酸代谢物对小鼠的粪便和血清进行了代谢组学分析。偏最小二乘判别分析(PLS-DA)显示AM、AMBV和AMBVR组之间完全分离（图8A和D）。热图分析显示，仅用B.vulgatus灌胃导致CPP小鼠代谢物发生显着变化，粪便中有332种代谢物（211种上调和121种下调），血清中有82种代谢物（58种上调和24种下调）。我们对具有已知KEGGID 的332和82种显着不同的代谢物进行了KEGG途径富集分析，并分别鉴定了14和11种富含色氨酸代谢的代谢物。同时，将AMBVR与AM组进行比较，粪便中的313种代谢物（237种上调和76种下调）和血清中的82种代谢物（44种上调和38种下调）在与普通芽孢杆菌和人参皂甙Rg1共同处理后显着改变。在粪便中发现了13种代谢物，血清中发现了11种代谢物富集到色氨酸代谢，AMBV和AMBVR都改变了肠道微生物群衍生和宿主色氨酸代谢。我们随后检查了粪便和血清中由AMBV和AMBVR改变的色氨酸代谢物的相对丰度（图8B，C）。用B.vulgatus 灌胃下调色氨酸和血清素水平（图8E-I和9B）。10.B.vulgatus 协同增强人参皂甙-Rg1 诱导的吗啡诱导的海马 5-羟色胺能变化的抑制作用最后，为了证实人参皂甙Rg1通过影响肠道微生物群衍生的色氨酸代谢-血清素途径来减轻吗啡依赖，我们测定了海马和血清中5-HT、多巴胺和GABA的水平。CPP小鼠中血清素和多巴胺的血浆浓度较低，而GABA的血浆浓度高于单独用普通双歧杆菌灌胃或与Rg1共同治疗的小鼠（图9A-D）。值得注意的是，AMBVR小鼠的海马5-HT浓度显着低于AM小鼠。qPCR进一步证实了血清素受体和BDNF-TrkB的mRNA水平升高。我们观察到5-HTR1B、5-HTR2A和BDNF-TrkB的表达被B.vulgatus 定植和Rg1处理有效抑制（图9E、F）。研究结论该研究表明人参皂苷Rg1对吗啡依赖的改善作用与肠道微生物群有关。此外，我们发现微生物组的消耗和拟杆菌的补充可以影响吗啡依赖性并影响Rg1的功效，伴随着色氨酸代谢和5-羟色胺的变化。该研究结果提供了一个新的框架来理解中药通过肠道微生物群-色氨酸代谢和血清素能系统拮抗吗啡成瘾的机制，可能会带来新的诊断和治疗策略。

中国医学科学院药物研究所王琰教授带领的研究团队深耕肠道菌代谢药物领域十余年，以自身实践为基础，编撰的《肠道菌与药物代谢》专著于近期出版。2023年2月28日，《肠道菌与药物代谢》新书推介暨2023北京肠道菌与药物代谢创新研究前沿论坛在京隆重召开，本次会议由"创新药物非临床药物代谢及PK-PD研究"北京市重点实验室、中国药物代谢专业委员会& 北京药物代谢专业委员会、 《药学学报》英文刊Acta Pharmaceutica Sinica B编辑部联合主办，岛津企业管理（中国）有限公司承办，并在仪器信息网同步直播，收获了广大听众的一致好评！本次论坛由中国医学科学院药物研究所王琰教授领衔并担任主持人，携《肠道菌与药物代谢》12位编者从不同方向对该领域研究的最新成果进行学术研讨，以此推动具有中国特色的肠道菌药物代谢及分子药理学的发展，指导临床药物个性化治疗。论坛也邀请到中科院上海药物所、中国药物代谢专业委员会主任委员李川教授， 军事医学研究院毒物药物研究所、北京药物代谢专业委员会常务委员张振清教授，科学出版社上海分社周倩策划编辑，岛津企业管理（中国）有限公司李军波部长等4位嘉宾发表致辞。王琰 教授（中国医学科学院药物研究所；"创新药物非临床药物代谢及PK-PD研究"北京市重点实验室主任）王琰教授作为《肠道菌与药物代谢》的主编，首先和大家分享了本书背后的故事：人体肠道中寄居着数万亿约1000种细菌，其稳态与人类健康息息相关。2007年美国NIH启动人类的微生物组计划后，肠道菌群被称为人类的第二基因组。肠道微生物与健康关系的研究迅猛发展，尤其在医学领域取得了非常显著的进步。与医学研究的发展相比，药学研究起步较晚，主要由于肠道微生物作为一个“隐形器官”，对药代药效学的了解比较少。药物、肠道菌和菌群三者间的科学规律成为我们亟需解决的问题。2012年开始，蒋建东教授和王琰教授团队开始了小檗碱基于肠道菌的药代药理研究，经过十余年的探索，构建了天然药物与肠道菌相互作用关键技术体系，并在此基础上，王琰教授团队对其他天然药物（巴戟天寡糖、逍遥丸等）活性成分进行研究。2019年8月，恰逢科学出版社准备编辑“药物代谢及药代动力学”系列丛书，经复旦大学马国教授推荐，并得到了科学出版社周倩编辑的高度重视，历时1年多完成了此书《肠道菌与药物代谢》的编写，成为我国第一部详细记录肠道菌代谢药物方法、理论及实践的专业书籍。对本书主审蒋建东院士表示了崇高敬意和由衷感谢，并诚挚感谢十年来为此领域做出贡献的合作者、老师和学生等。李川 教授 / 主任委员（中科院上海药物所 中国药物代谢专业委员会）李川教授：肠道菌与人体共生，能够帮助人体摄取营养和能量，维持肠上皮组织的动态平衡、代谢外源性药物和毒物、构建黏膜免疫系统、屏蔽病原微生物。近20年来，人们越来越关注肠道菌对人体健康的影响，其菌群组成和代谢能力的改变与许多疾病的发生发展密切相关。在这次新冠疫情防控中，肠道菌及肠屏障对于预防二次感染，降低轻型/普通型向重型/危重型转化十分重要。王琰教授主编的这部专著从理论、方法、技术多角度系统阐述了近年在肠道菌群和药物代谢，特别是中药代谢方向的最新科研动态和应用，值得同行认真学习参考！《肠道菌与药物代谢》是中国药代动力学界新近出版的一部十分重要的学术力作，也是我国肠道菌与药物代谢方向的第一部专著，必将对我国药代动力学的学科发展产生积极影响。最后对王琰教授的工作表示感谢和高度认可。张振清 教授（军事医学研究院毒物药物研究所 北京药物代谢专业委员会）张振清教授：《肠道菌与药物代谢》这本书出版后，已经看了三分之一。他指出，本书共分了13章，前七章是总论，总论不仅是对药物代谢的讲解，它是对整个药学研究、对整个菌群的认识来讲的。进一步表达了肠道菌群对药物研发、对生命科学的重要性。对这本书的总印象是，既有理论基础，又结合实际，非常丰富。此书又把他带到对菌群的另一个高度的认识。张教授认为，这本书对从事药物代谢研究、进行新药研发、包括临床治疗的工作者，起到了灯塔、桥梁、船的作用，是一个方向标能够把我们的视野带到彼岸。特别感谢岛津公司对其科研领域遇到的问题提供帮助和技术支持。周倩 策划编辑（科学出版社上海分社）周倩编辑：《肠道菌与药物代谢》为药物代谢与药物动力学系列学术专著中的一册，在出版后两个月进行了重印，一年内重印了三次。在《药学学报》及哔哩哔哩上都有推荐，当当、京东及淘宝三大图书平台上获得读者一致好评，一定程度上反映了该书的受欢迎程度。分析基于以下几点：第一点，主编和编委在肠道菌研究理论技术与成果上做了很好的归纳总结；第二点，肠道菌这一隐性代谢器官为越来越多的科学家和从事科研工作者所重视，对肠道菌群的研究已渗透至个体化给药、药物毒性试验、药物代谢等内源性药物研发及病理学研究等多个方面；第三点，该书是我国首部系统总结和归纳肠道菌药物代谢的著作。药物代谢研究贯穿于药物研发的整个过程，可加速药物研发速度、降低药物研发成本、推进临床精准给药、个体化给药，这也是我们做药物代谢与药物动力学系列学术著作的初衷，包括肠道菌与药物代谢在内第一辑图书都获得不错的学术界反响。李军波 部长（岛津企业管理（中国）有限公司）李军波部长：首先对这本新书的出版发行表示祝贺。李部长表示药品研发、药物分析一直以来是岛津非常重要的一个市场，岛津将一如既往地支持中国药代专业委员会以及北京药代专业委员会的工作，并介绍了“岛津杯”与各位老师的渊源。自2002年田中耕一先生获得了诺贝尔化学奖之后，岛津一直致力于对尖端科学仪器的研发、生产，尤其近些年来，随着中国分析仪器行业在全球的地位越来越重要，岛津在新仪器的研发过程中，越来越多地听取中国分析仪器行业专家，包括药代分析方面的专家的声音，以便为今后新仪器的研发做更好的参考。同时对王琰教授兢兢业业在此领域取得的成果表示祝贺，对王琰教授在分析仪器等行业输出的大量人才表示感谢。最后，李部长再次强调：岛津今后还会一如既往的支持中国药代专业委员会以及北京药代专业委员会的工作，今后希望成为我们各位科学家身边最有力的支持者和合作伙伴。12位编者带来了学术报告：会议结束前，王琰教授再次感谢本次论坛的特邀嘉宾李川教授的精彩致辞、张振清教授的指导、周倩编辑对书籍编写出版的付出、APSB编辑部刘茵副编审关于投稿的分享，以及参与本书编写及报告的12位编者，感谢岛津公司的承办、周到的策划组织支持，仪器信息网对本次会议的线上支持，衷心感谢线上各位老师和同道对本次论坛的支持，相信在大家的陪伴下，此领域研究可以取得更大的关注和成果。最后，附上王琰教授的主编寄语：作为新书《肠道菌与药物代谢》的主编，我非常荣幸地向大家介绍此书。肠道菌是人体内重要的“代谢器官”，其稳态与人类健康息息相关，而肠道菌代谢药物则成为了近年来药物代谢研究领域的新前沿。本专著主要以作者团队十余年的工作为基础，提出并阐明了肠道菌是药物代谢和体内奏效重要“器官”的理论，对今后药物（天然药或中药）的药代、药效及机理研究具有重要意义。今天，我们与中国药理学会药物代谢专委会&北京药理学会药物代谢专委会、《药学学报》中、英文刊编辑部联合主办“《肠道菌与药物代谢》新书推介暨2023北京肠道菌与药物代谢创新研究前沿论坛”的学术活动，邀请到该书的12位编者与各位观众“面对面”交流，从不同方向对该领域研究的最新成果进行解读与分享。本次活动将成为肠道菌药物研究领域的一次盛会，不仅为大家提供了交流学术思想的平台，而且必将推动该领域的创新发展。我相信该专著将为相关领域的学者和研究人员提供宝贵的参考。最后，衷心感谢本次论坛的承办单位岛津公司（中国）和仪器信息网，感谢所有为本次论坛做出贡献的老师和研究生！祝愿本次活动取得圆满成功！ 中国医学科学院药物研究所 “创新药物非临床药物代谢及PK-PD研究”北京市重点实验室 王琰2023年3月1日附书籍购买链接：当当网：http://product.dangdang.com/29403223.html京东：https://item.jd.com/13747474.html

“请注意，皇姑区某学校发生集体食物中毒事件，个别学生便中带血，怀疑是肠出血性大肠杆菌疫情……”一辆特殊的检验车疾驰到现场。10分钟后，检验报告出炉了…… 　　目前正值夏季天气炎热，各种腹泻病进入流行季节。6月29日，沈阳市疾控中心组织开展了全市疾控系统应对肠道传染病防控模拟拉练演习。市、区两级疾控中心15支应急机动队200余人，35辆车参加了演习。演习中，一辆投资百万元的“应急现场检测车”格外吸引眼球。 　　假想目标：“出血性大肠杆菌” 　　上午9时整，在沈阳市疾控中心院内，随着市卫生局突发公共卫生事件应急指挥部“应急演练现在开始”的指令下达，全市卫生系统急性肠道传染病应急演习拉开了序幕 　　在演练现场，相关人员顶着炎炎烈日，迅速穿上全套真空防化服，戴上护目镜、胶皮手套，开始进入备战状态。面对“主考官”现场提问，一名疾控人员对答如流：“除了报告给市疾控中心，我们还隔离观察密切接触者，并预防性服药。随后，在收治病人的区域拉起了黄色警戒线……传染病主要包括霍乱、甲肝、伤寒、痢疾、感染性腹泻、肠炎、出血性大肠杆菌等。” 　　探营：车辆价值　百万元以上 　　当“应急现场检测车”再次驶入市疾控中心，记者登车进行了体验式采访。 　　车厢内的空间与普通的救护车相当，设施却大不一样。一名身穿防化服、全副武装的疾控人员，正在按流程操作着：只见他从特殊通道进入检测室，坐在一台特殊的仪器前。 　　“这是全自制核酸提取仪!”他告诉记者，又指着不远处的另一台说：“那叫荧光定量PCR仪，对了，这边的一台是车内负压手套安全柜。”说到这，他现场演示起来：先将双手消毒，然后伸入两只镶嵌在透明玻璃柜里的一双胶皮手套内。之后，戴上手套的一双手，将事先装好的样品试管进行实验操作。 　　“安全柜内是真空无菌的，确保实验检测万无一失。”市疾控中心微生物检验中心董雪主任介绍，这辆检测车价值20多万元，里面的仪器每台都在五六十万元左右，加在一起在百万元以上。 　　揭秘：最快10分钟 出检测结果 　　目前，这是东北唯一一辆现场检测车，一旦有疫情出现，它就会在最短时间内大显身手。 　　“比如，肠出血性大肠杆菌疫情一旦出现，我们就会启动"金标卡"，最快检测的结果10-15分钟即可呈现。”董雪主任说，另外，使用“分子生物学检测” 技术，2个小时内可出结果 使用“培养基检测”技术，最长一周可出结果。她强调，车上的“负压手套安全柜”，可确保一切检测均在可控范围内，确保检测人员及检测车不受污染。 　　董雪主任告诉记者，有了这辆“特殊武器”，对流行性病学调查、疫区防控、人员隔离等都起到重要作用，它标志着沈阳市疾控工作步上新的台阶。 　　附：应急现场检测车配置 　　样品运输箱 　　车内还配有完成运输工作的样品运输箱 　　生物战剂快速检测仪“手套柜” 　　外观如手套，这种设备是三级生物安全柜，用于处理样品保持密封的，防止样品受到污染。 　　车载冰箱 　　车内还配有车载冰箱，是用来保存样品的。 　　全自动核酸提取仪 　　检测样品的全自动核酸提取仪和荧光定量PCR仪、显微镜这些高科技设备也都配在了快速检测车内。 　　荧光定量PCR仪 　　董雪介绍，此台快速检测车只对病菌做定性的快速检测，而通常情况下，要把病菌培养出5至7天后，再做检测，才是精准的方法。

2016年8月10日上午，中国科技大学先进技术研究院与合肥赛为智慧医疗有限公司签订了共建国内首个肠道微生物稳态研究联合实验室和肠道健康菌群生物样本库合作协议，签约仪式在中科大先研院未来中心成功举行。合肥市副市长王翔先生亲率高新区、发改委、科技局、经信委等部门负责人出席了签约仪式。　　(中国科技大学先进技术研究院正面图)　　今年5月13日，美国白宫科学和技术政策办公室(OSTP)与联邦机构、私营基金管理机构一同宣布启动“国家微生物组计划”(National Microbiome Initiative，简称NMI)，这是奥巴马政府继脑计划、精准医学、抗癌“登月”之后推出的又一个重大国家科研计划。(赛为智能董事长周勇与中科大先研院签约成功)　　肠道微生物是近些年的研究热点，它们寄生在人类肠道中，数量是我们自身细胞的数倍。研究者发现肠道菌群在人体免疫系统、代谢系统等方面起到重要作用。肠道菌群还与人体呼吸性疾病、衰老以及癌症关系密切。在药物使用方面，研究者也在关注肠道微生物与抗生素、免疫治疗的关系。实际上，研究者已把肠道微生物作为用药的对象来对待，肠道菌群俨然已是一个不可忽视的人体器官。(与会人员集体合影)　　中国许多科学家多年来一直致力于微生物的研究，且在该领域也取得了许多突破性的科研成果。此次中科大与赛为共建联合实验室，将依托中科大的人才优势，重点开展肠道微生物稳态研究，建立肠道菌群生物样本库。中科大教授周荣斌说，联合实验室建立后，我们将开展肠道菌群结构及稳态维持与人体健康的机制研究，肠道微生态与肠道免疫微环境互作机制及疾病干预策略研究，建立中科大赛为肠道健康微生物样本库，包括健康人和疾病人群的肠道菌群库，并与医疗机构合作开展肠道菌群移植的临床研究。(赛为智慧医疗总经理王京苏发表演讲)　　合肥赛为智慧医疗有限公司是深圳上市公司赛为智能投资建立的从事医疗新技术研究、推广、应用的大健康产业公司。公司拥有一批从事人体微生态领域研究的国内外专家团队，建有符合GMP规范要求可满足标准化制备的生物实验室。(赛为智慧医疗总经理王京苏接受采访)　　赛为智慧医疗总经理王京苏先生告诉记者：公司将依托“中科大先研院-赛为肠道微生物稳态研究联合实验室”，运用宏基因测序技术对肠道菌群基因进行检测，通过采集健康人群和疾病人群的粪便样本，建立人类肠道微生物大样本库和大数据库 同时，就肠道微生物对人体的免疫、代谢和疾病的相关性进行基础科研探索，以及临床应用研究，以期让基础科研服务于临床，开发一系列可用于医学治疗或人类健康调节的微生态制剂，有望解决人类使用抗生素、放化疗引起的难治性腹泻、便秘、胃肠炎以及克罗恩病、溃疡性结肠炎等肠道疾病，甚至肥胖、哮喘、自闭症、忧郁症、糖尿病、癌症等疑难杂症。此外联合实验室还将为社会提供“私人订制”的肠道菌群存储、宏基因测序服务，并联合医疗机构为患者提供健康菌群移植的临床研究和应用服务。

简介作为一种成像技术，磁共振成像（MRI）广泛应用于日常临床诊疗中。为了在检查过程中增强对比度，可以使用几种不同的造影剂。由于五个或七个不成对电子具有出色的顺磁性，因此最常使用Fe3+、Mn2+或Gd3+。因游离形态的Gd3+具有毒性，此探针与氨基羧酸一起作为复合物给药。大多数钆造影剂（GBCA）是全身分布的，一些靶向特异性GBCA也正在研究中。图1 Gadofluorine P的结构Gadofluorine P是一种靶向造影剂，对富含胶原蛋白的细胞外基质（ECM）具有高亲和性，ECM在发生心肌梗塞（MI）时分泌。多模式生物成像技术能够可视化靶向造影剂的分布。使用激光剥蚀与电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）以高空间分辨率在元素水平上生成定量图像，而基质辅助激光解吸电离质谱（MALDI-MS）用于在分子水平上验证研究结果，提供更多分布信息，例如磷脂或血红素b的分布。材料和方法动物实验此项动物实验在明斯特大学医院临床放射学研究所Moritz Wildgruber教授的研究小组进行。使用诱导心肌梗塞六周的小鼠，注射照影剂Gadofluorine P后进行MRI检查。小鼠被处死后，取出心脏并快速冷冻。用冷冻切片机制备厚度为10μm的切片。标准品制备对于LA-ICP-MS分析，用明胶制备基体匹配标准品，用于外标 校正。明胶（10%w/w）添加9种不同浓度，范围为0至5000 μg/g Gd。另制备了厚度为10μm的标准品切片。样品制备对于MALDI-MS成像分析，将切片放置于氧化铟锡（ITO）涂层的载玻片上。先用升华法涂敷α-氰基-4-羟基肉桂酸（CHCA）至组织表面，然后用500μl水和50μl甲醇混合溶液喷雾于组织表面2.5分钟进行再结晶。分析条件对于LA-ICP-MS分析，使用Tygon管，将ICPMS-2030与激光剥蚀系统LSX-213 G2+（Teledyne CETAC）连接，此系统配有HelEX II池和波长为213nm的Nd-YAG激光。氦气用于剥蚀池的冲洗和传输。ICP-MS 2030配有镍采样锥和截取锥。在碰撞模式下，31P、57Fe、66Zn、158Gd和160Gd的积分时间为100ms条件下进行测量。每种标准品的标准曲线使用了10个浓度水平进行分析，并且同样的条件下分析了样品（表1）。表1 LA-ICP-MS的实验条件MALDI-MS分析使用了配有离子阱-飞行时间（IT-TOF）质谱分析仪iMScope TRIO。选择正离子模式，质量范围为m/z 700到1200。其他实验条件列于表2中。基质使用iMLayer升华20分钟。表2 MALDI-MS的实验条件结果LA-ICP-MS用基体匹配标准品进行的外标法定量分析结果显示，在高达5000μg/g的浓度范围内存在良好的线性关系，相关系数R2为0.997。采用15μm光斑尺寸时，基于158Gd的检测限（LOD）为43ng/g Gd，定量限（LOQ）为140ng/g Gd（根据Boumans[1]算出）。图2 小鼠心脏组织切片的H&E染色图2所示为连续切片的苏木精伊红染色结果，检测出心肌梗塞的区域（以黑线标出）。图3 两个连续切片的显微图像（a.和b.）；经LA-ICP-MS测定的Gd定量分布（c.）；Gadofluorine P的配体分布（d.）；配体结构及理论峰值（青色条）、MALDI-MS测定峰值（黑线）（e.）图3所示为两个连续切片的显微图像（a.和b.）。使用LA-ICP-MS（c.），检测到健康心肌中Gd的均匀分布，平均浓度约为50μg/g。梗塞区的Gd浓度高两倍，约为110μg/g，最高值可达370μg/g。由于静脉注射造影剂的作用，心室中也存在较高浓度的Gd。这些分布可以通过MALDI-MS成像进行验证（d.）。该实验中，只能检测到Gadofluorine P的质子化配体，而不是完整的复合物（e.）。结果显示，主峰m/z 1168.39的质谱成像图与LA-ICP-MS检测的Gd分布具有良好的相关性。在心机梗塞和心室区发现了分子探针的最高强度，而健康心肌则显示出低而均匀的强度。结论 该应用表明，元素选择性（LA-ICP-MS）和分子选择性（MALDI-MS）成像技术的组合是可视化心机梗塞后小鼠心脏组织中靶向钆造影剂分布的有力工具。通过LA-ICP-MS技术实现了高空间分辨率和定量，并通过MALDI-MS在分子水平上验证了其分布。参考文献[1] P.W.J.M.Boumans, Spectrochimica Acta 1991, 46 B, 641-665.文献题目《Gadofluorine P多模式生物成像分析用于小鼠心肌梗塞研究》使用仪器岛津iMScope TRIO作者Rebecca Buchholz1、Fabian Lohofer2、Michael Sperling1,3、Moritz Wildgruber4、Uwe Karst11 明斯特大学无机和分析化学研究所 2 慕尼黑工业大学放射学研究所3 明斯特欧洲物种分析虚拟研究所（EVISA） 4 明斯特大学医院临床放射学研究所声明1、本文不提供文献原文。2、所引用文献仅供读者研究和学习参考，不得用于其他营利性活动。本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

这是第一个将微生物群与人类免疫系统动态联系起来的研究。报道依旧来自纪念斯隆-凯特琳癌症中心，他们首次拿到了肠道微生物群直接塑造人类免疫系统构成的证据。这项研究采集了2000多名患者长达十年的跟踪数据。“科学界已经接受了肠道微生物对人类免疫系统健康很重要的观点，但这种假设的数据来自动物研究，”纪念斯隆-凯特琳癌症中心系统生物学家Joao Xavier说。“而我们有一个非常好的机会了解接受血癌治疗的人群的微生物群组成变化。”研究中使用的数据来自接受异基因干细胞和骨髓移植（BMT）的人。在强烈的化疗或放疗被用来破坏癌细胞后，病人的造血系统被供体的干细胞所取代。在捐献者的血细胞（包括构成免疫系统的白血球）建立自己之前的几个星期里，病人极易受到感染。在这段时间里，为了保护他们，病人被给予抗生素。但这些抗生素中的许多都有有害的副作用，即破坏肠道内健康的微生物群，让危险的菌株占据上风。当病人的免疫系统重建后，抗生素停止使用，肠道微生物群开始慢慢恢复生长。这两个免疫系统的修复给了我们一个独特的机会来分析这两个受损的免疫系统之间的联系。十多年来，MSK的BMT服务人员在整个BMT过程中定期收集和分析患者的血液和粪便样本。MSK的Lucille Castori微生物、炎症和癌症中心的工作人员对细菌DNA进行了处理，该中心在创建大量微生物群数据集方面发挥了关键作用。“我们每天都收集样本，这样我们就能真正看到每天发生的事情。微生物群的变化是迅速和戏剧性的，几乎没有其他环境可以让你看到它们，” Marcel van den Brink博士说。MSK团队创建的数据库包含了不同时期病人肠道中微生物种类的详细信息。随后，包括Jonas Schluter博士和Xavier在内的计算团队使用机器学习算法来挖掘电子健康记录中有意义的数据。健康记录中的数据包括血液中存在的免疫细胞类型、患者服用药物的信息以及患者所经历的副作用。分析这么多数据是一项艰巨的任务。Schluter博士当时是Xavier博士实验室的博士后研究员，他为此开发了新的统计技术。“这项研究的目的并不是说某些微生物对免疫系统是‘好的’还是‘坏的’，”Xavier博士解释说。“这是一段复杂的关系。我们想要增加或减少的免疫细胞的亚型每天都在变化，这取决于身体里发生了什么。重要的是，现在我们有了研究这个复杂生态系统的方法。”研究人员说，他们还计划将他们的数据应用于研究接受其他癌症治疗的患者的免疫系统。他们以前的研究使用了从这项工作中收集的样本，研究了在骨髓移植过程中肠道微生物群如何影响患者的健康。一项发表于2020年2月的研究报告称，肠道微生物群中物种的多样性更大，与BMT后的死亡风险较低相关。研究还发现，移植前微生物群的多样性较低，导致移植物抗宿主病的发生率较高，这是供体免疫细胞攻击健康组织的潜在致命并发症。

原标题：“毒奶粉”的毒性与肠道细菌有关 　　上海交通大学和美国北卡来罗纳大学格林波洛分校的研究人员对近年来毒奶粉事件中的主角——“三聚氰胺”在哺乳动物体内的毒性进行了系统研究，成果近日发表于《科学》杂志的子刊《科学—转化医学》。美国北卡罗来纳大学的贾伟(Wei Jia)教授(贾伟科学网博客)和上海交通大学的赵爱华(Aihua Zhao)副教授为这篇论文的共同通讯作者。 　　三聚氰胺是一种用于制造塑料、涂料、化肥等化工产品的工业原料。由于其含氮量高达66.6%，近年来该化合物被一些不法厂家添加进牛奶用以增加食品的蛋白质测试含量。2007年美国发生猫、狗等动物中毒死亡的事件，经查这些中毒的动物曾经食用了被添加三聚氰胺的宠物食品。在2008年中国“毒奶粉”事件中，中国多个省份数万名婴儿因食用被添加了三聚氰胺的奶粉后出现肾结石和肾功能衰竭。 　　由于三聚氰胺被认为在人体中不吸收，难以单独形成结石，迄今其临床毒性机制一直不甚明了。这项研究工作首次发现了2008年中国毒奶粉中的三聚氰胺引发的婴幼儿肾衰竭是和肠道细菌的代谢有着密切关系。一些肠道细菌，尤其是Klebisella属的细菌，具有代谢含氮化合物的活性，能够在肠道中代谢三聚氰胺，转化为三聚氰酸并逐步将其降解。三聚氰胺和三聚氰酸本身毒性极低，但极易互相结合形成晶体，这两类物质进入血液循环后，在肾小管中与尿酸结合形成大分子复合物类的结石，堵塞肾小管，导致肾毒性。 　　研究人员在前期研究中发现，由三聚氰胺单一化合物导致的肾毒性大鼠模型的肾脏中有结石形成，同时肠道细菌的代谢产物也发生显著的变化。因此，他们提出了三聚氰胺的毒性和肠道细菌代谢存在相关性的假说，并在实验中发现三聚氰胺的肾毒性在大鼠肠道细菌通过广谱抗生素抑制时出现显著的下降。体外实验进一步证实三聚氰胺可以被实验动物的粪便中培养出的肠道细菌所降解，这些肠道菌利用三聚氰胺作为氮源进行生物降解，通过连续脱氨基作用逐步形成三聚氰酸二酰胺、三聚氰酸一酰胺、三聚氰酸。研究者在种类繁多的肠道细菌中发现Klebsiella属的细菌并验证了其对三聚氰胺转化能力，他们将Klebsiella属细菌定植于大鼠的肠道中，发现三聚氰胺的毒性显著增加，肾脏中的结石数目增多。由此明确肠道细菌尤其是Klebsiella属能转化三聚氰胺生成三聚氰酸，进而产生结晶而具有肾毒性。研究者最后通过肾脏中三聚氰胺、三聚氰酸、尿酸的比例，以及体外重结晶实验，推断出三聚氰胺在肾脏中形成结石的动态过程，即三聚氰胺和三聚氰酸首先结合形成晶核，继而形成三聚氰胺-三聚氰酸-尿酸的共结晶，结石堵塞肾小管导致肾脏中毒。 　　人们在日常生活中对饮食、药物的代谢能力和生物反应存在着显著的个体差异，而这些代谢和毒性反应上的个体差异很大程度上可能来自于肠道微生物的差异。相关研究发现，不到1%的婴幼儿在食用含三聚氰胺奶粉后出现三聚氰胺所致的肾毒性和泌尿系统疾病，这样的结果提示这一部分婴幼儿之所以发生中毒现象，是由于他们的肠道含有较高丰度的能够代谢三聚氰胺的细菌如Klebsiella菌的缘故。

肠道是人体重要的消化器官，肠道由不同的解剖区域组成，这些区域发育速度不同，在消化、营养吸收、代谢和免疫调节中也发挥着不同的作用。正确认识肠道细胞的分化过程对于肠道疾病的研究至关重要。　　近期，英国桑格研究所的研究团队发布了人体肠道细胞综合图谱。相关研究在《Nature》发表，题为：Cells of the human intestinal tract mapped across space and time。　　研究人员通过单细胞RNA测序和抗原受体分析等技术手段，对人体发育的5个解剖区域和肠道的11个解剖区域的近50万个细胞进行分析。对于肠道细胞类型和数量，以及不同阶段变化情况做出详尽说明，准确地显示肠道细胞从早期胚胎如何开始分化和发育的。研究还发现了在人类早期发育中促进次级淋巴组织形成的关键细胞,这些细胞在婴儿期肠道疾病中发挥着重要作用，可以激活免疫细胞保护婴儿肠道健康。　　该研究不仅建立了完备的肠道细胞目录，也为进一步了解肠道的发育、菌群平衡和疾病发生奠定了基础。 　　注：此研究成果摘自《CELL》，文章内容不代表本网站观点和立场。　　论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-021-03852-1

2022年8月，上海科技大学生命科学与技术学院杨扬团队与中国科学院自动化研究所韩华团队合作，在Cell Press细胞出版社期刊Cell Reports上以长文形式发表了题为“Fear memory-associated synaptic and mitochondrial changes revealed by deep learning-based processing of electron microscopy data”的研究论文，该研究通过对恐惧学习小鼠听觉皮层突触的三维电镜重建和大规模比较分析，探究了小鼠听觉皮层中与恐惧记忆相关的神经元突触等亚细胞结构的变化情况，并用模型分析方法揭示了突触连接模式变化引起的信息存储容量的大幅提升。中国科学院自动化研究所刘静助理研究员、上海科技大学生命科学与技术学院漆俊倩博士、中国科学院自动化研究所陈曦研究员和李贞辰博士生为本文的共同第一作者，杨扬研究员、韩华研究员、谢启伟教授为本文的共同通讯作者。大脑中的神经网络由神经元通过复杂的突触连接构成，神经元编码、处理和存储信息从根本上依赖于突触的连接模式以及在此基础之上的协调活动，解析突触的连接模式对理解大脑的结构与功能至关重要。在哺乳类动物大脑中，除了由单个轴突小结（axonal bouton）与单个树突棘（dendritic spine）形成的1-1型连接，即单位点突触连接外，大脑中的突触连接模式还包括由单个轴突小结与多个树突棘形成的1-N型连接，或多个轴突小结与单个树突棘的N-1型连接，统称为多位点突触（multiple-contact synapses，MCS）。此前，已有很多研究通过光学显微镜发现学习记忆可以改变突触的组织结构，由于突触间隙宽度仅有几十纳米（低于一般光学显微镜的衍射极限），因此在光学显微镜下观察突触结构的精细变化非常困难。与此同时，突触三维结构的光学数据获取和分析高度依赖于人工，更是极大限制了突触结构的重建数量和分析规模。为探究学习记忆如何促进突触多位点连接模式的形成及效果，本项研究以经典的听觉条件恐惧学习（auditory fear conditioning）为范式设置了实验组和对照组，基于大规模序列电子显微镜成像技术和深度学习识别模型，实现了电镜图像中多种亚细胞三维结构的自动提取，重构了小鼠听觉皮层135,000个线粒体和160,000个突触。实验组和对照组的大规模对比分析表明，尽管恐惧学习训练没有改变突触的空间密度与空间分布，却特异性地增加了1-N型突触的比例。进一步分析发现，绝大多数1-N型突触中的树突棘来自不同树突主干，并且这种多树突1-N型突触在神经元网络中能够起到信号广播的作用。为了进一步分析多树突1-N型突触的信息编码能力，本项研究建立了基于香农信息熵来计算突触信息存储容量（information storage capacity，ISC）的组合数学模型。在无新增突触的静态网络和包含新增突触的可塑性动态网络两种条件下，分别计算了引入多树突1-N型突触的ISC增量。在静态网络中，引入此类突触只是略微增加了ISC容量，而在动态可塑性网络中，此类突触将信息存储容量显著提高了50%。综上，基于序列电子显微镜成像技术和深度学习计算方法，研究者开发了小鼠听觉皮层亚细胞结构的三维电镜重构算法，自动重建精度可以满足大规模分析的精度需求，有效地节省了人工校验时间消耗，极大提高了分析效率。大规模电镜重构和对比分析结果在亚细胞水平揭示了学习记忆对大脑皮层突触、线粒体的组织结构和连接模式的影响，为类脑计算仿生模型的精确建模提供了结构基础和启发依据。图：（上左）听觉条件恐惧学习的对照组和实验组。（上右）轴突小结与树突棘替换或增加的示意图。（中左）不同突触连接模式的电镜图像及三维重构结果。1-N型突触由单个轴突小结与多个树突棘形成，N-1型突触由多个轴突小结与单个树突棘形成。（中右）不同突触连接模式示意图。绿色：树突；蓝色：轴突。（下左）密集重构揭示绝大多数1-N型突触中的树突棘来自不同树突主干。（下右）无新增突触的静态网络和包含新增突触的可塑性动态网络。该研究获得了国家科技创新2030重大项目、中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金、北京市科技计划的经费支持。作者专访Cell Press细胞出版社公众号特别邀请杨扬研究员、刘静博士和韩华研究员代表研究团队接受了专访，请他们为大家进一步详细解读。CellPress：过去也有基于电镜图像重构来探究突触和线粒体的研究报道，有的还完成了更大规模的密集重构。本文的方法和思路与过去的研究有何不同？杨扬研究员：电镜图像的密集重构对运算量的要求很高，工作量极大。而本文所使用的方法可以在不做密集重构的前提下，选择性识别和分割出研究者感兴趣的亚细胞结构，如本文关注的突触、线粒体，也可以推广到其他有特殊结构的细胞器。已有的突触或线粒体的自动重构算法多是像素或体素分割模型，也就是将图像中的像素或体素分类成前景或者背景。本文所使用的region-based卷积神经网络是一种实例分割网络，可端到端的完成目标实例的检测和分割。另外，针对强各向异性的序列电镜数据，本文提出一种2D到3D的重构方法，首先在2D上识别和分割亚细胞结构，随后应用3D连接算法完成3D的重构。这种方式可有效避免直接应用3D卷积神经网络带来的目标尺度在特征空间和图像空间不一致的问题。CellPress：多位点突触是一个新的概念吗？本文对此类突触的研究有何特别之处？杨扬研究员：一个突触前轴突小结与多个突触后树突棘形成的1-N多位点突触，和多个突触前轴突小结与一个突触后树突棘形成的N-1多位点突触，在过去的文献中都有过报道。但限于电镜图像人工识别的效率，过去的工作未能对这种特殊突触进行大规模的定量研究。本文通过基于机器学习的自动识别与重构算法实现了这一突破。此外，连接同一个多位点突触中的多个树突棘是来自同一根树突还是不同树突，代表了两种不同的神经元连接方式：前者仍是1对1的神经元连接，后者则是1个神经元对多个神经元的信息广播。本文通过密集重构，首次对这两类多位点突触进行了区分和定量，并发现后者在大脑皮层中，特别是学习之后占据了绝大多数，提示这种连接可能表征了大脑中突触层面的记忆痕迹。CellPress：人工智能算法在这个研究中发挥着怎样的作用？刘静博士、韩华研究员：近年来，人工智能算法已经深入应用到生命科学领域，加速甚至革新了生物学的研究进程。在连接组（Connectomics）领域，面对海量的高分辨电镜数据，借助人工智能算法绘制神经元的线路图是一个必不可少的环节。在本文中，我们设计了一套深度学习算法工具集，可以自动识别序列电镜图像中神经元、突触以及线粒体并恢复其三维形态。深度学习算法的应用大大提高了识别效率，将人从大量冗余复杂的标注工作中解放出来，加速了研究进程。CellPress：可否用简要的语言解释文中所提及的突触连接静态网络和动态网络，两者最核心的区别是什么？具有何种生物学意义？刘静博士、韩华研究员：突触连接网络是指根据神经元的几何拓扑特征来模拟突触连接模式的一种建模方式。其中，静态模型中仅考虑稳定的突触连接，假设没有新突触的形成或旧突触的消亡，本文使用信息熵定义静态网络的信息存储容量。而动态模型则将突触可塑性引入到网络中，允许新突触的形成，本文使用信息熵的增益表示新突触形成带来的信息存储容量的增加。动态模型通过模拟突触可塑性，与真实的大脑神经网络更为相似。CellPress：您认为该项研究对类脑计算有什么启发吗？刘静博士、韩华研究员：类脑智能（Brain-inspired Intelligence）本身就是通过模仿和借鉴人类神经系统的工作原理以构建新型的计算结构和智能形态。然而，目前人对大脑的生理机制还知之甚少。类脑研究的第一步就是要理解大脑，突触作为神经元连接的桥梁，是大脑中最重要的结构之一。突触的可塑性（synaptic plasticity）被认为与长时程记忆（long-term memory）有关。本文通过恐惧学习实验范式和电镜成像技术，发现了恐惧记忆能促进小鼠听觉皮层中一种特殊的1-N突触连接模式的形成，且这种连接模式大大增强了局部环路的信息编码能力。本研究中发现的这种局部神经环路信息传递模式或许能够作为一种记忆存储模块启发新型的类脑计算模型。作者介绍谢启伟教授谢启伟，北京工业大学现代制造业基地教授研究兴趣、领域：数据挖掘、图像处理和复杂系统智能；应用图像处理、机器学习和深度学习等方法研究基于电镜数据的神经元重建，集中于神经元电镜图像的前处理、超体素分割、图融合后处理等方法的研究，为神经科学提供有力工具，期待从脑的结构中挖掘出智能的本源。韩华研究员韩华，中国科学院自动化所研究员研究兴趣、领域：高通量显微成像技术产生海量影像数据，如何重构数据、分析数据、可视数据等已成为脑科学与类脑研究领域的重大挑战。我们致力于建立我国微观脑图谱的高通量技术体系和自主可控技术平台，持续突破大体块神经组织样品制备、长时程超薄切片连续收集、高通量扫描电镜三维成像、高精度神经结构三维重建等关键技术，开展多个百TB规模的微观脑图谱绘制工程，为构建类脑计算仿真提供生物真实网络和仿生建模依据。杨扬研究员杨扬，上海科技大学生命科学与技术学院助理教授、研究员研究兴趣、领域：以条件恐惧学习和增强式学习为行为范式，使用在体双光子成像、双光子全息光遗传、电镜、电生理等技术，研究与学习记忆相关的神经环路活动性和可塑性，及神经调制系统在其中所起的作用。

意大利科学家在最新一期《自然生态与进化》杂志发表的一项研究指出，与摄入较少微塑料的海鸟相比，摄入高水平微塑料的野生海鸟肠道内的微生物总体上更丰富多样，但目前尚不清楚这种多样性的增加对海鸟意味着什么。微塑料是宽度小于5毫米的塑料碎片。本月发表的一项研究指出，海洋上漂浮着大约230万吨微塑料。海鸟寿命长，迁徙路线远，往往在海洋中觅食，经常接触并食用这种塑料。在最新研究中，特伦托大学的格洛丽亚法克曼及其同事检查了取自北大西洋两种海鸥的肠道微生物组样本，其中包括58只科里猛鹱和27只暴风鹱。肠道微生物包括细菌、真菌、病毒和其他微生物。研究团队也对每只死鸟的胃部残留物进行了分类，并仔细筛选出了塑料颗粒。分析表明，塑料颗粒数量越多，微生物组也越多样。摄入微塑料碎片最多的海鸟肠道内拥有更多具有抗生素耐药性的微生物。而在消耗微塑料最多的鸟类的肠道内，一些可在人和动物之间传播病原体的人畜共患病原体也更丰富。而且，这些鸟类肠道内与健康有关的微生物的数量也有所减少。另外，当微塑料在海鸟的肠道中大量存在时，干燥棒杆菌这样的有害细菌似乎会茁壮成长。对人类来说，干燥棒杆菌可致人罹患心脏炎症、脑脓肿和感染。

肠道菌群是一类生活在机体肠道中的微生物群落的总称，也是近年来微生物学、医学、基因学等领域最引人关注的研究焦点之一。研究方向涵盖肠道菌群功能基础研究、肠道菌群与多种慢病的人群关联研究、肠道菌群的成像表征前沿技术研究、肠道菌群的临床治疗研究以及肠道菌群的产业转化等多个维度。2023年8月，两篇来自于中国的关于肠道微生物菌群的精彩研究工作先后发表于Science杂志。科学家发现：疾病相关的菌源同工酶可作为新的药物靶点，为治疗糖尿病等疾病提供了新思路；肠道菌群可通过调控宿主lncRNA，来影响宿主脂代谢，从而为靶向菌群和lncRNA治疗代谢性疾病提供了新线索。为促进肠道菌群及相关领域科研工作者的合作和交流，由Science/AAAS和北京大学医学部主办，中国生物物理学会肠道菌群分会协办的Science Café in China暨“第135期北大医学青年科技沙龙”将于2023年9月28日在北京大学医学部召开。本期Café主题肠道微生物菌群研究的突破和展望Gut microbiota: Advances and Perspectives时间2023年9月28日 上午9:00-11:40本次沙龙的语言为汉语，将以在线直播的方式进行，请感兴趣的读者扫码报名参加！长按并识别二维码进行报名特邀嘉宾乔杰，北京大学Bill Moran，Science系列期刊出版人王嘉东，北京大学医学部刘双江，中国科学院微生物研究所特约主持人钟超，北京大学医学部述评专家房中则，天津医科大学专家介绍及报告摘要姜长涛，北京大学长聘教授、博雅特聘教授，基础医学院副院长，国家杰出青年科学基金获得者、科学探索奖获得者。从事肠道共生菌与代谢性疾病研究。提出“代谢性疾病肠治”新理论，首次提出肠道菌源宿主同工酶新概念，发现降解尼古丁的肠道共生菌，揭示宿主反向调控肠道菌群代谢的新范式；近5年在Science (2023)、Nature (2022)、Nature Medicine (2019, 2018, 2017)、Cell Metabolism (2021a, 2021b, 2019) 等杂志发表SCI论文二十余篇，获授权发明专利7项。获北京市自然科学一等奖（第一完成人）、科学探索奖、中国青年科技奖、谈家桢生命科学创新奖、树兰医学青年奖、北美华人糖尿病学会（CADA）青年科学家奖、茅以升北京青年科技奖等奖励；主持国自然重点项目、重大研究计划及国家重点研发计划等基金，作为PI获创新研究群体项目。报告题目：肠道菌源宿主同工酶在代谢性疾病精准治疗中的作用Unlocking the Potential of Microbial-Host-Isozyme for Precision Treatment of Metabolic DiseasesScience文章链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.add5787 王宇浩，研究员。博士毕业于美国德克萨斯大学西南医学中心，现为浙江大学医学院转化医学研究院研究员，浙江大学医学院附属第一医院双聘教授。课题组致力于探索肠道菌群和宿主间的共生关系和相互影响，重点考察肠道菌群调控宿主代谢和免疫的分子机制，研究成果多次发表于Science (2017, 2019, 2023) 等国际权威期刊，数次获著名期刊点评和亮点报道，其中一项被美国胃肠病协会评为年度最佳肠道微生态研究之一。报告题目：肠道菌群与宿主脂代谢调控Gut microbiota regulation of host lipid metabolismScience文章链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.ade0522 王娟，副教授。毕业于中国协和医科大学，获得医学博士学位；现任北京大学医学部基础医学院副教授，北大孤独症研究中心秘书长；长期致力于孤独症谱系障碍发病机制的系统生物学研究，发表多篇孤独症相关多组学研究论文。2020年在Science Advances发表孤独症儿童肠道菌群存在解毒功能缺陷可能与发病机制有关。报告题目：孤独症谱系障碍患者的肠脑轴机制探索Gut- microbe- brain Axis of Autism Spectrum DisordersScience文章链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aba3760Science Café in China活动简介《科学》咖啡沙龙中国系列是由Science/AAAS主办的公益科学交流会。每期选定一个主题，由近期在Science系列期刊上发文的作者以线上报告的形式分享、介绍研究工作，以期待与同行的学术交流，思想碰撞。同时帮助更多其他领域研究者甚至产业界相关工程技术人员了解前沿进展，探讨学术与产业融合的机会。

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 8月10日23点， i Nature Biotechnology /i 在线发表了由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）、上海脑科学与类脑研究中心、神经科学国家重点实验室研究员王凯研究组完成的题为《共聚焦光场显微镜对小鼠和斑马鱼大脑快速体成像》的研究论文。该研究发展了一种新型体成像技术：共聚焦光场显微镜(Confocal light field microscopy)，可以对活体动物深部脑组织中神经和血管网络进行快速大范围体成像。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 跨脑区大规模的神经元如何整合信息并影响行为是神经科学中的核心问题，解答这一问题需要在更高时空分辨率上捕捉大量神经元活动动态变化的工具。共聚焦显微镜和双光子显微镜等运用于活体脑成像的传统工具基于点扫描，时间分辨率较低，难以研究大范围脑区中神经元的快速变化。因此，近年来科研人员一直致力于开发更快的成像方法。在多种新技术中，光场显微镜具有潜力，得到广泛关注，其特点在于可以在相机的单次曝光瞬间，记录来自物体不同深度的信号，通过反卷积算法重构出整个三维体，实现快速体成像，在线虫、斑马鱼幼鱼等小型模式动物上已获得初步应用。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 传统光场显微镜存在两个难以解决的问题，限制了其在生物成像上的应用。首先，重构的结果会出现失真。2017年，王凯研究组研发的新型扩增视场光场显微镜（eXtended field-of-view Light Field Microscopy, XLFM）解决了这一问题，并应用于自由行为斑马鱼幼鱼的全脑神经元功能成像上，首次三维记录了斑马鱼幼鱼在完整捕食行为中的全脑神经元活动的变化。其次，现有光场显微成像技术缺乏光学切片能力，无法对较厚组织，如小鼠的大脑进行成像。让光场显微镜具有共聚焦显微镜一样的光学切片能力，滤除大样品中焦层之外的背景信号来提高信噪比，是提高成像质量、可广泛应用的关键所在。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 然而，传统共聚焦显微镜采用激光逐点扫描和共轭点针孔检测来降低焦面外噪声的策略不适用于三维光场显微镜。面对这一挑战，研究团队创新提出广义共聚焦检测的概念，使其可以与光场显微镜的三维成像策略结合，在不牺牲体成像速度的前提下有效滤除背景噪声，提高了灵敏度和分辨率。这种新型的光场显微成像技术称为共聚焦光场显微镜。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 研究团队在不同动物样品上测试了共聚焦光场显微镜的成像能力。团队成员对包埋的活体斑马鱼幼鱼进行全脑钙成像，对比共聚焦和传统光场显微镜的成像结果，发现加入光学切片能力后，图像分辨率和信号噪声比提高，可以检测到更多较弱的钙活动。进一步的，将共聚焦光场显微镜和高速三维追踪系统结合，对自由行为的斑马鱼幼鱼进行全脑钙成像，在ø 800 μm x 200 μm的体积内达到2 x 2 x 2.5 μm sup 3 /sup 的空间分辨率和6Hz的时间分辨率。受益于更高的分辨率和灵敏度，可以识别出斑马鱼幼鱼在捕食草履虫过程中单个神经元的钙离子活动的变化。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 团队成员验证了共聚焦光场显微镜对小鼠大脑的成像效果，对清醒小鼠的视皮层进行钙成像，可以同时记录ø 800 μm x 150 μm的体积内近千个神经元的活动，最深可达约400 μm，且连续5小时以上稳定记录超过10万帧，没有明显的光漂白。团队成员进一步尝试使用共聚焦光场显微镜对鼠脑中的血细胞进行成像，深度可达600 μm，拍摄速度70 Hz，同时记录上千根血管分支中群体血细胞的流动情况并计算血细胞的速度，相比之前的传统成像方法通量提高了百余倍。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 研究团队在自由行为的斑马鱼幼鱼和小鼠大脑上证明了共聚焦光场显微镜有更高的分辨率和灵敏度，为研究大范围神经网络和血管网络的功能提供了新的工具。同时，该技术不仅适用脑组织的成像，还可以根据所需成像的样品种类灵活调整分辨率、成像范围和速度，应用在其他厚组织的快速动态成像中。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 研究在王凯的指导下，主要由博士研究生张朕坤、白璐，以及助理研究员丛林共同完成。王凯研究组余鹏、张田蕾，中国科学技术大学本科生石万卓，杜久林研究组李福宁做出贡献，研究员杜久林参与合作并给予指导意见。研究得到中科院脑智卓越中心实验动物平台的支持。研究工作受到科技部、中科院、国家自然科学基金委员会和上海市的资助。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/9bfa0661-24ad-4d0d-9ccd-10db465617c7.jpg" title=" 图1.jpg" alt=" 图1.jpg" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 图1.（上）共聚焦光场显微镜原理示意图。（下）不同于传统光场显微镜，共聚焦光场显微镜采用片状照明，选择性激发样本的一部分，在垂直照明的方向上扫描，采集到的信号被遮挡板过滤掉焦层范围之外的部分。对采集到的图像进行重构可以得到焦层内的三维信息。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/28e2bd6d-59f5-4ff1-8085-355f6d295cbf.jpg" title=" 图2.jpg" alt=" 图2.jpg" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 图2.（左）斑马鱼幼鱼捕食行为的一个例子。0s 为斑马鱼吞食草履虫的时刻。（右）左图斑马鱼捕食行为中，共聚焦光场显微镜记录到的两个不同脑区的神经元活动。箭头所指为过程中激活的单个神经元。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/c26412e7-a408-4c67-8533-1c5a118fdb4b.jpg" title=" 图3.jpg" alt=" 图3.jpg" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(68, 68, 68) font-family: 微软雅黑 background-color: rgb(255, 255, 255) " 　 /span 图3.（左）共聚焦光场显微镜拍摄得到的小鼠视皮层中的复杂血管网络。6个在不同深度拍摄的体积连接为一个深度达600 μm的三维结构。（中）100 μm到250 μm深度血管网络的平面投影，颜色代表不同血管分支中血细胞的平均流速。（右）图中箭头所指的区域中五个血管分支在一段时间内流过血细胞数量的计数。 /p

研究简介类器官/器官芯片为肠道病理生理学研究提供了新的前沿模型。类器官基于干细胞的自组织过程，能一定程度重现体内的功能特性；器官芯片利用微流控技术，引入生物材料，模拟肠道关键特征，构建仿生模型。而将二者结合，肠道类器官芯片比肠类器官具有更长的培养寿命，能更好重现肠道的结构和功能。近年来，随着基因编辑、3D 打印和类器官生物库等的迅速发展和交叉结合，类器官/器官芯片能更好地模拟肠道的稳态和疾病。在这里，我们总结了当前这些模型面临的挑战以及未来的发展趋势。该成果以 “Organoids/organs-on-a-chip: new frontiers of intestinal pathophysiological models” (《类器官/器官芯片：肠道病理生理学模型的前沿进展》) 发表于 Lab on a Chip 上，并被选为合作封面文章。论文信息Organoids/organs-on-a-chip: new frontiers of intestinal pathophysiological modelsL. Wu, Y. Ai, R. Xie, J. Xiong, Y. Wang* and Q. Liang*Lab Chip, 2023, 23,1192-1212https://doi.org/10.1039/D2LC00804A作者简介吴磊 博士生清华大学化学系本文第一作者，本科毕业于武汉大学，目前于清华大学化学系梁琼麟教授课题组攻读博士学位。他的研究方向为：肠道类器官/器官芯片模型的开发及在溃疡性结肠炎中的应用研究。王玉 助理研究员清华大学本文通讯作者，清华大学化学系助理研究员，从事器官芯片/类器官芯片的研究。目前，主持国家自然科学基金青年科学基金项目，作为骨干参与国家重点研发计划、国家自然科学基金面上项目等。主要研究方向为基于微流控芯片平台的器官仿生模型的构建与机制研究，并应用于药物分析、新药开发等领域，以器官结构和微环境的模拟、形态建成和生物功能的体外重现为目标，进行体外仿生技术的开发。梁琼麟 教授清华大学本文通讯作者，清华大学化学系长聘教授，教育部长江学者特聘教授，研究方向以微流控芯片及其与质谱、光谱联用分析技术为基础，发展生命分析与药物分析新方法，开发生物医用新材料新器件，发明器官类器官芯片新模型，致力于服务国家药品质量与安全、新药创制以及中药现代化研究与开发。近年来重点聚焦于器官类器官芯片、单细胞亚细胞分析及基于质谱的多组学分析等。曾主持完成国家重大科技专项第一个微流控芯片药物研发关键技术项目，在器官芯片核心关键技术及血管、肝、肾、肠等器官芯片模型研究方面取得重要进展。以通讯作者在 Nat. Protoc., Adv. Mater., Anal. Chem., Lab Chip 等重要学术期刊上发表 SCI 论文 200 多篇，发明专利 30 余项。部分研究成果已在制药企业、临床医院得到广泛应用，曾合作获得国家科技进步二等奖 3 项。相关期刊

肠道微生态领域的活菌药物开发、多组学科研转化、FMT治疗等方向吸引了很多科研投入与初创企业。作为国内专注于肠道微生态诊疗转化的品牌年会，GMR 2021第二届肠道微生态与疾病研究转化论坛将于11月25-26日在上海召开。主办单位：上海市生物工程学会、上海商图信息Biomap协办单位：中华炎症性肠病多学科联合诊治联盟支持单位：深圳市合成生物学协会、北京华元生物技术研究院、广州市生物产业联盟、上海市微生物学会、武汉东湖国家自主创新示范区生物医药行业协会GMR 2021首发议程现揭晓，全嘉宾阵容及精彩议题先睹为快！主旨专场开幕致辞赵国屏，中科院院士、中科院上海生命科学研究院研究员调控肠道微生态增强肿瘤免疫治疗的临床研究发现秦环龙，同济大学附属第十人民医院院长话题待定欧易治疗2型糖尿病的肠道微生物多组学研究与转化赵立平，美国微生物科学院院士、上海交通大学生命科学技术学院微生物学特聘教授从肠道微生物多组学到医学转化（FMT治疗，早筛诊断）NASH-微生物相互作用关系研究与临床转化研究吴健，复旦大学基础医学院教授，复旦大学附属中山医院，消化科双聘教授肠道微生组学与肝硬化疾病的关系研究陆伦根，上海交通大学附属第一人民医院消化科主任，教授，博士生导师肠道菌群代谢产物改善非酒精性脂肪性肝病新机制范建高，上海交通大学医学院附属新华医院消化内科主任，教授，博士生导师FMT在IBD炎性肠病中的临床实践吴坚炯， 上海交通大学炎症性肠病诊治中心主任话题待定奇辉肠道微生物多组学在肿瘤免疫精准医疗中的研究与转化刘杰，复旦大学消化病研究所所长，附属华山医院消化科主任；复旦大学免疫学系教授洗涤菌群移植治疗自闭症的临床疗效分析何兴祥，广东药科大学附属第一医院消化内科主任医师、教授、医院党委书记肠道菌群FMT与抗肿瘤药物治疗李苏宜，中国科学技术大学附属第一医院肿瘤营养与代谢治疗科(西区)主任、肿瘤化疗科主任话题待定善行加速肠道微生态治疗药物研发与产业化细菌作为靶向性抗肿瘤活体生物药物的研究华子春，南京大学生科院教授、中国药科大学生物药物学院院长靶向精神类疾病的肠道微生态治疗药物研发与产业化段云峰，北京华元生物技术研究院院长肠道微生物群作为免疫治疗的新靶点朱永亮，普瑞森基因董事长、首席科学家肠菌移植药物的IND申报经验分享谭验，深圳未知君生物科技有限公司首席执行官/联合创始人圆桌讨论：中国如何加快完善微生态制药产业链与国际接轨？向斌，和度生物 CEO柳丹，鼎晖VGC（创新与成长基金）合伙人知易生物奕景生物调节肠道微生态小分子药物的新药发现与临床开发马振坤，丹诺医药创始人和首席执行官国际案例分享：肠道微生物治疗从科研走向产业化的关键因素 Dr. Alex Stevenson, 4D Pharma CSO欢迎联系主办方获取论坛完整议程：180 1793 9885赞助招募截止在即！主题演讲、产品展示、合作邀约等多种形式全方位供您展示肠道菌群微生态研究：多样性研究、宏基因组学、代谢组学、微生物组学等多组学技术，及诊断、FMT以及制药等领域的多样赞助方式。欢迎咨询主办方：180 1793 9885（同微信）。多重限时粉丝福利：1、拼团大促，仅限本周！本周五（10月29日）前，若三人成团注册参会，可享受标准价立减1000元钜惠！拼团详情及优惠，欢迎联系小助手图图：180 1793 9885（同微信）。2、早鸟倒计时启动！10月29日前注册，可享受立减500元的早鸟价格，费用包含两天的会议门票、午餐、茶歇、会议资料以及会后演讲嘉宾授权可分享的PPT资料。扫码查看官网扫码或联系图图加入专业交流群欢迎联系组委会，获取大会议程！电话：+86 180 1793 9885邮箱：gmr@bmapglobal.com

安捷伦科技公司发布适用于人、小鼠和大鼠模型的新型基因表达微阵列芯片 安捷伦公司与根特大学合作在芯片中整合入了 LNCipedia 内容2015 年 6月 10 日，北京 — 安捷伦科技公司（纽约证交所：A）近日宣布更新其新型 SurePrint 基因表达微阵列芯片用于人、小鼠和大鼠模型的信使 RNA 分析应用。此次更新改进了编码和非编码内容，为研究人员提供在常用平台上研究表达模式的最新工具。安捷伦公司与根特大学合作开发了最新款旗舰版 SurePrint G3 人基因表达 v3 微阵列芯片，其中完整包含的 LNCipedia 2.1 数据库能够对长链非编码 RNA (lncRNA) 转录物进行可靠分析。LncRNA（长度大于 200 个核苷酸的非编码 RNA）能够通过直接作用于 DNA、RNA 和蛋白质而改变基因调控，从而实现靶标特异性或系统范围内的调控。 通过 lncRNA 与癌症、心血管疾病和神经退行性疾病的关联不难看出其广范却至关重要的作用。经重新设计的安捷伦基因表达微阵列芯片是高质量的特征捕获工具，可实现目标基因或通路的有效分析，涉及从协助疾病危险分层到阐明药物作用机制的各种应用。根特大学的 Jo Vandesompele 教授说：“我们与安捷伦密切合作设计了一流的 mRNA 和 lncRNA 表达分析方法。在单次分析中对这两种类型的RNA进行的同时测定有助于从相对基因表达水平深入探究mRNA与lncRNA之间的生物学联系。 其中的关键在于实现编码和长链非编码特征的良好平衡，而LNCipedia 2.1 则是与安捷伦基因表达内容配对的最佳数据源。微阵列芯片的最终设计经优化后可快速给出大量有价值的信息。”最新的微阵列芯片采用能够实现寡核苷酸精确合成的 SurePrint 技术制造。 SurePrint 微阵列芯片的灵敏度处于业内领先水平，具有5 个数量级以上的动态范围以及 5% 的阵列间变异系数中值，且在 R20.95 时与外部 RNA 对照联盟 (External RNA Controls Consortium) 的加标 RNA 对照品相比具有出色的定量一致性。“我们的 SurePrint 基因表达微阵列芯片不仅包含 LNCipedia 的 lncRNA 等严谨的专业内容，还能够为专家级用户提供灵活的定制服务。”安捷伦基因组学高级总监 Alessandro Borsatti 博士谈道， “凭借基因表达微阵列芯片的出色性能和定量一致性以及 RNA 测序和靶向序列捕获产品，我们能够使研究人员在微阵列芯片的筛查应用与更深度的二代测序的发现性应用之间实现完美转换。”SurePrint 基因表达微阵列芯片属于 SurePrint 产品系列，该系列包括 microRNA 与比较基因组杂交微阵列芯片。 安捷伦基因组学工作流程包括用于质量控制的 2100 生物分析仪和 2200 Tapestation、用于数据采集的SureScan 扫描仪、用于数据分析的 GeneSpring 软件，以及用于进行实时聚合酶链反应的 AriaMX 系统。如需了解有关 SurePrint 基因表达微阵列芯片的更多信息，请访问 www.agilent.com/genomics/v3。关于安捷伦科技公司安捷伦科技公司（纽约证交所：A）是生命科学、诊断和应用化学市场领域的全球领导者，是致力打造美好世界的顶级实验室合作伙伴。安捷伦与全球 100 多个国家的客户进行合作，提供仪器、软件、服务和消耗品，产品可覆盖到整个实验室工作流程。在 2014 财年，安捷伦的净收入为 40 亿美元。全球员工数约为 12000 人。今年是安捷伦进军分析仪器领域的 50 周年纪念。如需了解安捷伦科技公司的详细信息，请访问 www.agilent.com.cn。编者注：更多有关安捷伦科技公司的技术、企业社会责任和行政新闻，请访问安捷伦新闻网站：www.agilent.com.cn/go/news。

小鼠原代海马神经元细胞的分离培养方法！海马体主要负责记忆和学习，日常生活中的短期记忆都储存在海马体中。神经元是构成神经系统结构和功能的基本单位。神经元具有长突起，由细胞体和细胞突起构成。小鼠海马神经元细胞的组织来源于实验小鼠的正常脑组织，因为海马神经元细胞类似于干细胞属于高分度分化的细胞特性，具有不能传代，不能增殖等特点，所有收到细胞后尽快使用。为了更好的服务于广大科研工作者，百欧博伟生物技术人员特提供了海马神经元细胞分离培养方法，技术因人而异仅供参考：1、试验所需仪器设备及试剂（1）仪器生物安全柜CO2细胞培养箱荧光倒置显微镜高速冷冻离心机电热恒温鼓风干燥箱（2）试剂耗材T25细胞培养瓶血球计数板细胞培养孔板红细胞裂解液神经元完全培养基0.25%胰蛋白酶（含0.02%EDTA）多聚甲醛（PFA）DAPITriton X-100山羊血清NSEGoat anti-Rabbit lgG（H+L）Cross-Adsorbed Secondary antibody，Alexa Fluor 594Fluoromount-G荧光封片剂2、分离培养方法1) 取1-10 d的新生小鼠。用75%的乙醇浸泡，2) 在冰浴的PBS中分离海马，PBS洗涤3次，剪碎，3) 用0.25% Trypsin + 0.1% Ⅰ型胶原酶37℃水浴振荡消化30min，4) 用FBS终止消化，轻轻吹打，5) 过100 μm 滤网，6) 收集滤液，300 g离心5 min，7) 用完全培养基重悬沉淀，铺瓶。3、免疫荧光3.1.实验步骤（1）细胞爬片取3片玻璃片于24孔板中，每孔加入培养基1mL，加入细胞0.02million个/孔。置培养箱2h或过夜。（2）固定细胞爬片后，吸出培养基，用PBS洗1遍，加入4% PFA于4℃固定30min。用PBS洗3×5min/次。也可最后一次不吸出PBS，放4℃过夜。（3）破膜封闭将玻片除去水分，置于培养皿支撑物上，玻璃片封闭液配置：0.5% Trition X-100与PBS 1:1混合，再加10% 血清，取50uL破膜封闭液滴于防水膜上，将玻片上有细胞的一面盖上2h。（4）一抗孵育一抗配制：抗体与PBS 1:100（200）稀释破膜封闭后，取50uL一抗于防水膜上（湿盒中），将玻片（有细胞的一面）盖上置于4℃（最多可放置一周）（5）二抗孵育室温避光孵育二抗（二抗:PBS=1:500）2h后，PBS洗3×5min/次，染DAPI（DAPI:PBS=1:1000）5min，PBS洗3×5min/次。（6）包埋玻片上各滴1滴Fluoromount-G，将有细胞的一面盖上。鉴定细胞为P1代细胞3.2.检测结果（1）细胞免疫荧光鉴定照片阴性100X-DAPINSE100X-DAPI（2）检验基本情况：经免疫荧光鉴定，该细胞纯度达到90%以上。除了上述的细胞分离方法以外，百欧博伟还有很多关于其他细胞的分离方法，想要学习的小伙伴可以来百欧博伟进行现场学习，如果想要其他原代分离培养方法，可打电话或咨询相关技术人员哦。

当下“肠道菌群”被公认为科学研究中的绝对热点，也因此国内外的肠道微生物研究应用都吸引了大批创业团队、知名药企和资本入驻。为推进肠道微生态领域的科研探索、临床应用与产业转化的加速发展，GMR 2021第二届肠道微生态与疾病研究转化论坛（11月25-26日，上海）应运而生。来自国内外肠道微生物诊疗转化领域的30+院士/PI/企业代表将出席本次论坛。支持单位：深圳市合成生物学协会、北京华元生物技术研究院、广州市生物产业联盟、武汉东湖国家自主创新示范区生物医药行业协会亮点纷呈 | GMR精彩议题预览关键词：肠道微生物多组学科研转化、肿瘤早筛、FMT 治疗、肠道微生态治疗药物LBP● 调控肠道微生态增强肿瘤免疫治疗的临床研究发现● 基于代谢组学技术下的肠道菌群相关血清代谢物肠癌早筛产品研发● 肠道微生态与慢性疾病研究及治疗FMT转化领先实践● 肠道菌群FMT与抗肿瘤药物治疗● 细菌作为靶向性抗肿瘤活体生物药物的研究● 活体生物药在肠癌适应症中的探索与开发● 调节肠道微生态小分子药物的新药发现与临床开发● 国际案例分享：肠道微生物治疗如何从科研走向产业化● 圆桌讨论：中国如何加快完善微生态制药产业链与国际接轨？… … 重磅高能 | GMR已确认嘉宾阵容全方位：集结权威+科研+临床+转化为一体赵国屏，中科院院士、中科院上海生命科学研究院研究员秦环龙，同济大学附属第十人民医院院长 赵立平，美国微生物科学院院士、上海交通大学生命科学技术学院微生物学特聘教授吴健，复旦大学基础医学院教授，复旦大学附属中山医院消化科双聘教授 陆伦根，上海交通大学附属第一人民医院消化科主任范建高，上海交通大学医学院附属新华医院消化内科主任刘杰，复旦大学附属华山医院消化科主任 何兴祥，广东药科大学附属第一医院党委书记、消化内科首席专家吴坚烔，上海交通大学炎症性肠病诊治中心主任 李苏宜，中国科学技术大学附属第一医院肿瘤营养与代谢治疗科(西区)主任、肿瘤化疗科副主任华子春，南京大学生命科学学院执行院长 赵奕宁，奕景生物联合创始人段云峰，中国科学院微生物研究所微生物基因组学联合研究中心Alex Stevenson，4D Pharma CSO 刘洋洋，知易生物首席科学官朱永亮，普瑞森基因董事长兼CEO 马振坤，丹诺医药创始人和首席执行官谭验，深圳未知君生物科技有限公司首席执行官/联合创始人柳丹，鼎晖VGC（创新与成长基金）合伙人… … 欢迎咨询18017939885（同微信）获取GMR完整议程距早早鸟截止，仅剩最后2天！ 9月30日前注册，即享每人立减千元的早早鸟钜惠。更多团购详情欢迎咨询组委！扫码进入官网立享注册优惠扫码或添加小助手：180 1793 9885加入“肠道微生态”专业交流群

据《科学进展》杂志2日在线报道，美国莱斯大学的生物工程师表示，他们使用针头大小的可植入“药物工厂”持续提供高剂量白细胞介素-2，在短短6天内根除了小鼠体内的晚期卵巢癌和结直肠癌。该疗法或在今年晚些时候开始人体临床试验。白细胞介素-2是一种可激活白细胞以对抗癌症的天然化合物。试验使用的药珠可通过微创手术植入，每个都含有可产生白细胞介素-2的细胞，这些细胞被包裹在保护壳中。莱斯大学生物工程助理教授奥米德魏瑟的实验室研发了这种治疗方法。他说，人体临床试验最早可能在今年秋天开始。该团队只选择了已证明可安全用于人体的成分，并在多项测试中证明了新疗法的安全性。魏瑟说：“我们只给一次药，但‘药物工厂’每天都在生产药物，直到癌症被消除。一旦确定了正确的剂量，即需要多少家‘药物工厂’，我们就能够根除全部的卵巢癌和7/8的结肠直肠癌。”在新发表的研究中，研究人员将产生药物的珠子植入在肿瘤旁边和腹膜内，腹膜是一种支持肠道、卵巢和其他腹部器官的囊状内层，植入的白细胞介素-2集中在肿瘤内，并限制在其他地方暴露。该研究合著者、美国MD安德森癌症中心妇科肿瘤学和生殖医学教授埃米尔贾再瑞博士说：“免疫治疗领域的一个主要挑战是增加肿瘤炎症和抗肿瘤免疫，同时避免细胞因子和其他促炎药物的全身副作用。在这项研究中，我们证明了‘药物工厂’可在几种小鼠模型中进行可调节的白细胞介素-2局部给药和根除肿瘤。”白细胞介素-2是一种细胞因子，一种免疫系统用来识别和对抗疾病的蛋白质。这是一种FDA批准的癌症治疗方法，但研究人员表示，与现有的白细胞介素-2治疗方案相比，“药物工厂”引发了更强的免疫反应，因为药珠直接提供更高浓度的蛋白质到肿瘤。研究人员称：“如果你通过静脉注射泵给予相同浓度的蛋白质，那将是剧毒的。而对于‘药物工厂’，我们在远离肿瘤部位的身体其他部位观察到的浓度，实际上低于患者在接受静脉注射治疗时必须承受的浓度，高浓度仅处于肿瘤部位。”药珠的外壳保护其产生细胞因子的细胞免受免疫攻击。外壳由被免疫系统识别为异物但不视为直接威胁的材料制成。研究团队发现，异物反应在30天内“安全而有力”地关闭了胶囊中细胞因子的流动。如果有必要，可进行第二个疗程。总编辑圈点“药物工厂”可放置在肿瘤旁边，围绕在这些器官和大多数其他器官的内膜内。如果医生需要不同的细胞因子来靶向特定形式的癌症，还可在药珠上装载工程细胞，制造相关免疫治疗的化合物。更值得欣喜的是，这一方法未来将不局限于文中的两种癌症，也可用于治疗胰腺癌、肝癌、肺癌和其他器官的癌症。