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點(diǎn)擊查看大圖   摘 要 哺乳動(dòng)物腸道內(nèi)寄生著由細(xì)菌、病毒、原蟲(chóng)、真菌等組成的多樣性微生物群落。真菌群落是腸道微生物不可或缺的部分，其完整性的破壞可導(dǎo)致局部和胃腸遠(yuǎn)距離的病理性改變，因此腸道真菌群落對(duì)于維持宿主免疫穩(wěn)態(tài)和人類(lèi)健康具有重要作用。美國(guó)康奈爾大學(xué)Iliyan D. Iliev的團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，腸道黏膜相關(guān)真菌（Mucosa-associated fungi，MAF，下文簡(jiǎn)稱(chēng)黏膜真菌）可通過(guò)Th17型免疫反應(yīng)增強(qiáng)腸道屏障功能并促進(jìn)宿主的社交行為。該研究揭示了真菌在胃腸道中的分布特征，并在小鼠和人類(lèi)腸黏膜鑒定出了一類(lèi)特殊的免疫反應(yīng)性真菌群落。同時(shí)，作者發(fā)現(xiàn)黏膜真菌能夠加強(qiáng)腸道上皮的功能，保護(hù)小鼠免于化學(xué)誘導(dǎo)的結(jié)腸炎性損傷和細(xì)菌性感染損傷，這一過(guò)程由 Th17細(xì)胞產(chǎn)生的IL-22介導(dǎo)。值得注意的是，黏膜真菌還可促進(jìn)小鼠的社交行為，這一作用依賴(lài)于神經(jīng)元上IL-17R介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。綜上，該研究開(kāi)啟了腸道真菌群落參與調(diào)控“腸道-免疫-腦” 軸的全新領(lǐng)域，為未來(lái)探索腸道真菌群落調(diào)控宿主免疫系統(tǒng)和神經(jīng)生物學(xué)功能奠定了基礎(chǔ)。
圖1.腸黏膜真菌通過(guò)17型免疫信號(hào)保護(hù)腸屏障和促進(jìn)社會(huì)行為 點(diǎn)擊查看大圖 研究背景 科學(xué)問(wèn)題：腸道真菌通過(guò)何種機(jī)制維持宿主免疫穩(wěn)態(tài)與機(jī)體健康？ 邏輯基礎(chǔ)：（1）哺乳動(dòng)物腸道內(nèi)存在著由細(xì)菌、病毒、原蟲(chóng)和、真菌等微生物組成的多樣性群落，并且腸道菌群組成不僅沿著胃腸道縱向變化，在胃腸壁深度維度上也存在差異。（2）已知腸道細(xì)菌菌群空間組成變化是導(dǎo)致嚴(yán)重炎性疾病、代謝類(lèi)疾病、神經(jīng)認(rèn)知類(lèi)疾病的重要因素。（3）腸黏膜相關(guān)細(xì)菌可通過(guò)鄰近腸上皮細(xì)胞黏膜免疫細(xì)胞作用，誘導(dǎo)宿主保護(hù)性免疫。（4）最新發(fā)現(xiàn)腸道真菌也可參與免疫穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)，真菌群失調(diào)能夠?qū)е履c局部病變（結(jié)腸炎等）及遠(yuǎn)端病變（病變酒精肝病、過(guò)敏性呼吸疾病等）；具有行為改變的人類(lèi)神經(jīng)精神疾病也往往伴隨著腸道菌群組成的變化。 科學(xué)假設(shè)：腸黏膜可能存在著一類(lèi)特殊的真菌群，其可通過(guò)與鄰近腸上皮細(xì)胞及黏膜免疫細(xì)胞作用，誘導(dǎo)宿主保護(hù)性免疫，從而產(chǎn)生對(duì)機(jī)體有益的作用。
圖2. 背景知識(shí)小課堂 點(diǎn)擊查看大圖 研究思路
點(diǎn)擊查看大圖  結(jié)果解讀 本研究的首要問(wèn)題是弄清楚胃腸道中真菌的生物地理分布特征。為此，作者采用間隔轉(zhuǎn)錄DNA測(cè)序技術(shù)，對(duì)胃、空腸、回腸、盲腸和結(jié)腸的腸腔和黏膜中真菌進(jìn)行測(cè)序，發(fā)現(xiàn)不同腸段黏膜真菌群組成相似性較高，而與腸腔真菌群組成差異較大。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，黏膜內(nèi)的真菌生物多樣性比較低。通過(guò)豐度差異分析發(fā)現(xiàn)，腸黏膜中真菌多屬于免疫反應(yīng)性真菌（如念珠菌屬、黏膜菌屬和覆膜孢酵母菌屬），而腸腔內(nèi)優(yōu)勢(shì)真菌屬于短暫性環(huán)境生物（如枝孢霉屬和曲霉屬）。另外，通過(guò)對(duì)人腸黏膜樣本測(cè)序發(fā)現(xiàn)，人腸黏膜中真菌主要包括念珠菌屬和酵母菌屬，這與小鼠腸黏膜真菌種類(lèi)類(lèi)似。腸黏膜真菌群落豐度的降低與特定種群的存在，提示只有一些特化真菌才能夠在腸黏膜獨(dú)特環(huán)境中生存。上述結(jié)果表明，在小鼠和人類(lèi)腸黏膜中存在一類(lèi)特殊免疫反應(yīng)性真菌群落。
2. 腸黏膜真菌保護(hù)腸道屏障，抵御腸道損傷 黏膜真菌是否對(duì)腸道屏障和感染具有保護(hù)作用呢？首先，研究者分別構(gòu)建了腸黏膜真菌群（mucosal fungi consortia, MUC）模型和腸腔真菌群（lumal fungi consortia，LUM）模型，接著利用抗生素（ABX）和葡聚糖硫酸鈉（DSS）誘導(dǎo)的結(jié)腸炎小鼠模型評(píng)價(jià)這兩個(gè)類(lèi)真菌群的保護(hù)作用，發(fā)現(xiàn)黏膜真菌群（MUC）模型可顯著降低小鼠腸損傷和死亡率，而腸腔真菌群（LUM）模型不具有這種保護(hù)作用。另外，利用FITC-dextran評(píng)價(jià)了小鼠腸道通透性，發(fā)現(xiàn)黏膜相關(guān)真菌能夠降低腸道通透性。 接下來(lái)，作者探索了腸黏膜真菌群（Mucosal fungi consortia，MUC）模型是否對(duì)感染性腸道損傷有保護(hù)作用。為此，利用腸道接觸性/消除性（attaching and effacing (A/E) pathogens）病原體——鼠檸檬酸桿菌（可吸附在結(jié)腸內(nèi)皮細(xì)胞上引起黏膜增生和消耗性疾?。┱T導(dǎo)腸道感染性損傷小鼠模型，然后通過(guò)口服定植腸黏膜真菌群（MUC）。結(jié)果顯示，腸黏膜真菌群可降低小鼠腸道鼠檸檬酸感染的嚴(yán)重程度與病原體載量），這與對(duì)腸上皮細(xì)胞保護(hù)作用相一致。上述結(jié)果表明腸黏膜真菌可保護(hù)腸道的屏障功能，并抵抗炎性和感染性腸道損傷。
4. 腸黏膜真菌促進(jìn)小鼠社交行為 最近研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)精神疾病患者腸道真菌群落發(fā)生改變，同時(shí)伴隨著行為學(xué)的改變[2-3]。細(xì)菌對(duì)行為學(xué)的調(diào)控作用在小鼠中也得到了證實(shí)，特別是發(fā)現(xiàn)抗生素所致腸道細(xì)菌群落的破壞，會(huì)引起嚙齒動(dòng)物行為的改變[4]。那么定植腸黏膜真菌是否可以影響宿主的神經(jīng)行為學(xué)呢？為此，作者首先采用抗生素誘導(dǎo)細(xì)菌紊亂小鼠模型，接著定植腸粘膜真菌（MUC）。通過(guò)埋珠實(shí)驗(yàn)、高架十字迷宮測(cè)試發(fā)現(xiàn) MUC的定植不能夠影響小鼠的重復(fù)性行為、焦慮行為或強(qiáng)迫相關(guān)行為，但作者通過(guò)三箱交互實(shí)驗(yàn)很驚奇地發(fā)現(xiàn)黏膜真菌群能夠促進(jìn)小鼠的社交行為。
腸黏膜真菌促進(jìn)小鼠社交行為的機(jī)制是什么？已知多種細(xì)胞因子在神經(jīng)系統(tǒng)具有直接神經(jīng)調(diào)控作用[5]，并且本文研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)黏膜真菌可誘導(dǎo)IL-22和IL-17的生成，因此作者推測(cè)它們可能是行為改變的重要驅(qū)動(dòng)因子。 首先，作者通過(guò)重新分析已有的單細(xì)胞測(cè)序數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)腸道神經(jīng)元和中樞神經(jīng)元均可表達(dá)IL-17受體基因，但不表達(dá)IL-22受體基因。接著，作者利用IL-22缺陷小鼠研究發(fā)現(xiàn)，IL-22敲除不影響MUC對(duì)社交行為增加的能力，表明IL-22不參與小鼠社交行為的調(diào)節(jié)。 那么，IL-17是否參與腸黏膜真菌對(duì)小鼠社交行為的調(diào)節(jié)？為此，作者進(jìn)一步開(kāi)展小鼠神經(jīng)元的IL-17R特異性敲除實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)MUC可促進(jìn)神經(jīng)元未敲除IL-17R小鼠的社交行為，但對(duì)神經(jīng)元特異敲除IL-17R小鼠的社交行為則沒(méi)有影響，這說(shuō)明IL-17R介導(dǎo)了這個(gè)過(guò)程。同時(shí)，流式分析發(fā)現(xiàn)，盡管腸黏膜真菌群可誘導(dǎo)腸中17型細(xì)胞因子（IL-17A和IL-17F）的增加，但僅有IL-17A在腸黏膜真菌群定植小鼠的血清和脾臟中增加，這說(shuō)明腸黏膜真菌是通過(guò)誘導(dǎo)IL-17A直接作用于神經(jīng)元上IL-17R，進(jìn)而促進(jìn)了小鼠的社交行為。
結(jié) 論 該研究在小鼠和人的腸黏膜上發(fā)現(xiàn)了一類(lèi)獨(dú)特免疫反應(yīng)性真菌群落，稱(chēng)之為黏膜相關(guān)真菌（Mucosa-associated fungi, MAF）。MAF可以通過(guò)Th17細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)而發(fā)揮腸道屏障保護(hù)和社交促進(jìn)的作用。 點(diǎn) 評(píng) 盡管已有研究發(fā)現(xiàn)腸道細(xì)菌與神經(jīng)紊亂相關(guān)，且能夠?qū)λ拗鞯男袨閷W(xué)產(chǎn)生影響，但是關(guān)于真菌在神經(jīng)生物學(xué)調(diào)控領(lǐng)域的研究尚處于起步階段。美國(guó)康奈爾大學(xué)Iliyan D. Iliev團(tuán)隊(duì)這項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性的研究發(fā)現(xiàn)了腸黏膜真菌具有腸道屏障保護(hù)和社交行為促進(jìn)作用，并揭示了Th17型免疫反應(yīng)在該過(guò)程中的作用，開(kāi)啟了腸道真菌群落參與調(diào)控“腸道-免疫-腦”軸的全新領(lǐng)域，為未來(lái)探索腸道真菌群落調(diào)控宿主免疫系統(tǒng)和神經(jīng)生物學(xué)功能奠定了基礎(chǔ)。 思維發(fā)散 1.本研究?jī)H使用種類(lèi)有限的優(yōu)勢(shì)腸黏膜真菌菌株進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，因此不能推廣到其他腸黏膜真菌，這需要進(jìn)一步的研究來(lái)闡明其他真菌株的效應(yīng)。 2. 神經(jīng)環(huán)路重塑的敏感性與年齡有關(guān)，該研究沒(méi)有確定真菌對(duì)小鼠行為影響的關(guān)鍵時(shí)間窗口。 3. 雖然本研究發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元上IL-17RA對(duì)介導(dǎo)真菌-腸-免疫-腦軸的作用至關(guān)重要，但是沒(méi)有具體地描述哪些種類(lèi)神經(jīng)元參與。 4. 該研究?jī)H證明腸黏膜真菌可以促進(jìn)小鼠的社交行為，但能否在復(fù)雜共生微生物群落存在的情況下應(yīng)用于人類(lèi)神經(jīng)精神疾病的治療則仍有待確定。 參考文獻(xiàn) 1. Fung TC, Artis D, Sonnenberg GF. Anatomical localization of commensal bacteria in immune cell homeostasis and disease. Immunol Rev. 2014. PMID: 24942680. 2.Strati, F., Cavalieri, D., Albanese, D., De Felice, C., Donati, C., Hayek, J., Jousson, O., Leoncini, S., Renzi, D., Calabro` , A., et al. New evidences on the altered gut microbiota in autism spectrum disorders. Microbiom. 2017, PMID: 28222761. 3. Zou R, Wang Y, Duan M, Guo M, Zhang Q, Zheng H. Dysbiosis of Gut Fungal Microbiota in Children with Autism Spectrum Disorders. J Autism Dev Disord. 2021. PMID: 32447559. 4. Buffington SA, Di Prisco GV, Auchtung TA, Ajami NJ, Petrosino JF, Costa-Mattioli M. Microbial Reconstitution Reverses Maternal Diet-Induced Social and Synaptic Deficits in Offspring. Cell. 2016, PMID: 27315483. 5. Salvador AF, de Lima KA, Kipnis J. Neuromodulation by the immune system: a focus on cytokines. Nat Rev Immunol. 2021, PMID: 33649606. 6.Irina Leonardi, et al. Mucosal fungi promote gut barrier function and social behavior via Type 17 immunity. Cell, 2022. PMID: 35176228. 上下滑動(dòng)查看更多 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867422000757?via%3Dihub 特別鳴謝 感謝科研者之家（Home for Researchers）對(duì)“大師兄的文獻(xiàn)筆記”公眾號(hào)的支持?。?！也期待與更多生物、醫(yī)學(xué)相關(guān)的企業(yè)進(jìn)行合作，一起為推動(dòng)中國(guó)生物、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展做出貢獻(xiàn)?。?！（文章頂部有小助手的微信二維碼，快掃描加我吧）
詳細(xì)指南 查文獻(xiàn)，你不會(huì)還在用Pubmed吧！？上下滾動(dòng)查看詳情↓ 導(dǎo)師交代了一個(gè)新課題，要你查下K562細(xì)胞可以用哪些培養(yǎng)液培養(yǎng)？最常用哪種？要求在5分鐘內(nèi)搞定。 懵逼了吧？你還會(huì)去pubmed搜么？ 實(shí)際，直接用AI寫(xiě)作助手就可以了，雖然他被定為成寫(xiě)作神器，但收錄的都是已經(jīng)發(fā)表的文獻(xiàn)里的語(yǔ)料，所以完全可以用于查文獻(xiàn)。 根據(jù)命題，培養(yǎng)液啊之類(lèi)的信息都屬于文章方法學(xué)部分，所以左側(cè)直接選擇Methods部分，檢索內(nèi)容輸入“K562 medium”,你就可以一鍵檢索到在線SCI文獻(xiàn)中方法學(xué)部分，包含這2個(gè)關(guān)鍵詞的結(jié)果。
不同于我們一篇篇文獻(xiàn)去查，結(jié)果是全景，根據(jù)匹配度，我們選取前10條看，K562可以用的培養(yǎng)液有多種，如1640, R10,ISCOVE（小編我這2種都沒(méi)聽(tīng)過(guò)哈）等。 經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)，我們也可以很輕易得出結(jié)論，K562細(xì)胞最常用的培養(yǎng)液就是1640，包括一些高分影響因子的期刊。這時(shí)候，如果你要對(duì)結(jié)果進(jìn)行篩選，選擇對(duì)應(yīng)的影響因子范圍，比如>10分，或復(fù)選“時(shí)間最新”就可以啦。
而得出以上結(jié)論，只需要一鍵，甚至不需要5分鐘，也不需要1分鐘，不超過(guò)10秒鐘。 再比如，你想查下人肺癌細(xì)胞系常用的都有哪些？ EGFR突變或者野生型的有哪些？ EGFR-T790突變的又有哪些？ 完成這樣的文獻(xiàn)檢索，你大概需要用多久時(shí)間？ 用Pubmed？1小時(shí)？半小時(shí)？ 小編只要5秒！ 第一步，還是左邊導(dǎo)航欄選擇Methods。
第二步就是輸入關(guān)鍵詞，選用精確模式，可以如上圖先泛泛的搜lung cell EGFR，看看有沒(méi)有，很明顯，結(jié)果很多。 一眼掃過(guò)去，你幾乎可以不用看一篇文獻(xiàn)，就可以知道肺癌細(xì)胞系有哪些，其中，EGFR突變的有HCC827,EGFR野生型有A549、H129,而H1975有T790突變等，而得出這些平時(shí)可能要查好多文獻(xiàn)才能知道的知識(shí)點(diǎn)。 當(dāng)然，還可以根據(jù)影響因子篩選。 然后就可以整理一下，做一個(gè)PPT，老板看完，嘴上不夸，但心里肯定在嘀咕：這孩子不錯(cuò)，文獻(xiàn)查的還挺全面，是看了不少文獻(xiàn)...... 上下滾動(dòng)查看詳情 官網(wǎng)首頁(yè)更多科研神器
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