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Cell Metabolism——[30.9]
① 背景与设计:针对代谢区室化在结直肠癌转移中的作用,采用非靶向代谢组学、15N/13C同位素示踪等方法,结合患者队列及多种小鼠转移模型,解析支链氨基酸(BCAA)转氨酶(BCAT)亚细胞定位的功能差异。② 核心发现:胞质与线粒体的BCAA代谢区室化对肿瘤扩散具有截然相反的调控作用,揭示了BCAT1/BCAT2比值作为跨癌种预后标志物的临床潜力。③ 表型与临床关联:TCGA及独立队列数据显示,胞质BCAT1高表达驱动上皮间质转化(EMT)及远处转移,而线粒体BCAT2起抑制作用,二者比值显著预测不良预后。④ 代谢分流机制:同位素示踪证实,胞质BCAT1促进氮源流向谷氨酸和天冬氨酸以合成尿苷一磷酸(UMP),而线粒体BCAT2偶联谷氨酸脱氢酶(GDH)产生NH3,耗竭UMP合成前体。⑤ 非经典信号轴:UMP直接结合波形蛋白的K139位点,阻断其泛素化-蛋白酶体途径降解,从而稳定该间质标志物并驱动细胞迁移。⑥ 干预策略:在原位及转移瘤小鼠模型中,饮食BCAA限制或使用UMP合成抑制剂来氟米特均显著抑制肿瘤的腹膜及肝脏扩散。
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Compartmentalized branched-chain amino acid metabolism orchestrates colorectal cancer dissemination via an UMP-vimentin axis
2026-02-06 , doi: 10.1016/j.cmet.2026.01.007
EBioMedicine——[10.8]
① 背景与模型:针对口服肽类药物生物利用度低的难题,构建能分泌长效GLP-1类似物(LGLP)或Exendin-4(EX4)的食品级重组乳酸乳球菌,并在db/db小鼠模型中评估疗效。② 核心成果:口服重组益生菌不仅显著改善糖尿病表型,更通过GLP-1受体介导的胞吞作用跨越肠粘膜屏障进入血液循环,直接驱动胰岛β细胞再生。③ 降糖与再生:口服LGLP重组菌显著降低了小鼠空腹血糖并改善糖耐量,免疫荧光显示其大幅增加了胰岛数量、体积及BrdU+/胰岛素+增殖细胞比例。④ 跨膜转运机制:Ussing Chamber实验证实LGLP和EX4均可完整穿透大鼠肠粘膜,共聚焦显微镜显示肽段被肠上皮细胞内吞进入胞质。⑤ 受体依赖性验证:在小鼠肠襻结扎模型中,标记肽段经吸收后抵达肝胰组织,该过程被GLP-1R拮抗剂Exendin-9显著阻断,证实了受体介导的跨膜机制。⑥ 代谢获益:除血糖控制外,该口服疗法还显著降低了血清甘油三酯、总胆固醇及LDL水平,并逆转了肝脏脂肪变性病理。
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Oral delivery of GLP-1 analogues by recombinant Lactococcus lactis restores pancreatic islet structure through intestinal mucosal absorption in diabetic mice
2026-02-03 , doi: 10.1016/j.ebiom.2026.106141
Advanced Materials——[26.8]
① 背景与设计:针对房颤(AF)伴随的自主神经失衡与炎症,构建了包含磁电纳米发电机的口服微颗粒(NG MPs),旨在通过非侵入性胃部迷走神经刺激(LL-VNS)进行干预。② 核心发现:该平台通过外磁场激活“肠-脑-脾-心”轴,协同增强副交感张力并抑制交感活性,显著缩短AF持续时间并逆转心脏电重构。③ 材料特性:核心为磁致伸缩Fe3O4与压电BaTiO3构成的纳米发电机,嵌入多巴胺-海藻酸酯/PEDOT:PSS导电基质,利用儿茶酚基团实现强效胃黏膜粘附与原位电刺激。④ 神经传导机制:微颗粒在交变磁场下产生脉冲电流,激活胃迷走神经传入纤维,信号上行至脑干孤束核(NTS)以重塑自主神经平衡。⑤ 免疫调控通路:NTS进一步激活胆碱能抗炎通路,促使脾脏释放去甲肾上腺素并驱动T细胞分泌乙酰胆碱,显著抑制巨噬细胞来源的TNF-α、IL-1β等促炎因子。⑥ 必要性验证:迷走神经切断术或脾切除术均完全消除了该疗法的抗炎与抗心律失常效应,表明完整的神经-免疫轴是治疗起效的绝对前提。
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Oral Magnetoelectric Neuroimmunomodulation via the Gut-Brain-Spleen-Heart Axis for Noninvasive Atrial Fibrillation Therapy
2026-02-06 , doi: 10.1002/adma.202516956
Nature Protocols——[16]
① 核心方法概述:提出名为INFOGEST Quant的标准化体外消化方法,旨在准确量化膳食蛋白质的消化率及可消化必需氨基酸评分(DIAAS),并已通过体内数据验证。② 方法扩展与工作流:该方法在INFOGEST 2.0基础上增加了量化步骤,利用甲醇沉淀分离未消化蛋白,通过超高效液相色谱(UHPLC)测定个体氨基酸,或使用替代法测定总氮与总氨基基团。③ 体内外数据验证:利用PROTEOS项目中包含动植物来源的七种食物进行验证,结果显示该体外方法与猪及人类的体内回肠消化率数据高度吻合,证明了其营养评估的可靠性。④ 检测策略的灵活性:研究提供了不同精度的分析选项,UHPLC可计算精确的DIAAS,而凯氏定氮法(Kjeldahl)和邻苯二甲醛法(OPA)则适用于快速估算总蛋白消化率。⑤ 伦理与成本优势:相比昂贵且受伦理限制的体内实验,该方法仅需常规实验室设备,在约8天内即可完成分析,且比pH-stat等其他体外方法更具生理相关性。⑥ 广泛的应用场景:该方案适用于肉类、乳制品、植物基产品及昆虫等新型蛋白源,能有效评估加工处理对蛋白质质量的影响,支持可持续食品开发。⑦ 国际标准化进程:该方法正作为ISO 24167和IDF 261标准草案进行推广,有望成为首个全球通用的体外蛋白质消化率测定分析标准。
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INFOGEST Quant: standardized in vitro determination of digestibility and DIAAS of dietary proteins based on the INFOGEST static digestion model
2026-02-03 , doi: 10.1038/s41596-025-01307-9
Science Advances——[12.5]
① 背景与设计:针对人诺如病毒(HuNoV)在人肠道类器官(HIE)中无法持续传代的问题,利用RNA测序分析了STAT1敲除及FUT2敲入型HIE的宿主限制因子。② 核心发现与意义:揭示上皮细胞趋化因子是限制HuNoV复制的关键屏障,通过小分子拮抗剂TAK-779处理实现了GII.3毒株的体外连续传代与高滴度扩增。③ 转录组特征:测序数据显示,GII.3感染在易感HIE中诱导CXCL10、CXCL11及CCL5等趋化因子显著上调,提示趋化因子信号通路抑制病毒复制。④ 药物干预效应:应用CCR5/CXCR3/CCR2拮抗剂TAK-779呈剂量及时间依赖性显著增强GII.3、GII.17及GI.1毒株复制,并显著降低建立感染所需的病毒载量。⑤ 长期传代体系:TAK-779处理成功支持GII.3在HIE中连续传代超过10次并建立稳定病毒库,测序发现衣壳蛋白VP1出现适应性突变I331T。⑥ 毒株特异性:与GII.3不同,TAK-779未能增强主要流行株GII.4的复制,提示不同基因型诺如病毒存在差异化的宿主免疫逃逸机制。
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Overcoming host restrictions to enable continuous passaging of GII.3 human norovirus in human intestinal enteroids
2026-02-04 , doi: 10.1126/sciadv.aeb0455
JAMA Psychiatry——[17.1]
① 背景与设计:针对治疗抵抗性抑郁症(TRD),对88名成人患者进行了为期6周的单盲随机对照试验,比较生酮饮食(KD)与对照饮食的疗效。② 核心发现与意义:KD在6周时可提供小幅的额外抗抑郁益处,但效应量有限且未改善其他心理健康指标,其临床应用面临依从性挑战。③ 主要结局:意向性分析显示,6周时KD组与对照组的抑郁症状(PHQ-9评分)均显著改善,KD组改善幅度小幅优于对照组,差异显著(组间差异 -2.18,Cohen d=-0.68)。④ 长期效应与次要结局:干预支持结束后(12周),两组抑郁评分差异不再显著;焦虑、快感缺乏及认知功能等次要结局在多数时间点无显著组间差异。⑤ 亚组分析:基线重度抑郁(PHQ-9 20-27分)患者从生酮饮食中的获益显著高于中度抑郁患者,提示疾病严重程度调节治疗响应。⑥ 依从性挑战:密集支持期间生酮组主要维持在酮症状态,但停止餐食提供后依从性急剧下降,导致长期疗效维持困难。
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A Ketogenic Diet for Treatment-Resistant Depression: A Randomized Clinical Trial
2026-02-04 , doi: 10.1001/jamapsychiatry.2025.4431
Microbiome——[12.7]
① 研究背景与设计:针对产前奶牛肥胖机制,对比肥胖(BCS≥4)与正常奶牛的多组学特征,解析瘤胃菌群-宿主代谢轴对脂肪沉积的调控关联。② 核心发现概述:肥胖奶牛瘤胃菌群不仅改变了碳水化合物降解能力,还通过积累三羧酸循环(TCA)中间产物促进挥发性脂肪酸(VFA)生成,从而驱动肝脏与脂肪组织的代谢重塑。③ 代谢表型差异:肥胖组血浆葡萄糖、胰岛素及游离脂肪酸显著升高,脂肪细胞直径增大,脂肪组织中脂质合成关键基因(SREBP-1C, FAS)表达显著上调。④ 菌群功能图谱:Tidjanibacter等VFA产生菌丰度显著增加,伴随碳水化合物活性酶(CAZymes)基因富集,特别是淀粉与蔗糖代谢通路活跃度提升。⑤ 代谢物关联:非靶向代谢组学揭示瘤胃内柠檬酸等TCA循环中间物显著积累,且与体况评分、体重及瘤胃VFA浓度呈强正相关。⑥ 机制路径推导:瘤胃高浓度的乙酸与丙酸作为底物,分别增强了肝脏脂质从头合成与糖异生,通过增加循环葡萄糖与FFA供给促进脂肪细胞的脂质过度沉积。
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Altered rumen bacterial flora is associated with increased lipogenesis of adipose tissue in obese dairy cows before calving
2026-02-06 , doi: 10.1186/s40168-026-02343-7
Journal of the American Chemical Society——[15.6]
① 研究背景与策略:针对哺乳动物肠道上皮细胞产生的细菌群体感应信号自诱导物-2(AI-2)模拟物的化学结构未明的问题,建立基于α-二酮反应活性的代谢组学捕获方法进行鉴定。② 核心发现:首次在人源Caco-2细胞中发现罕见代谢物L-木糖醛酮(L-xylosone)作为AI-2模拟物,揭示了宿主通过特定代谢产物跨界调控细菌行为的新机制。③ 模拟物捕获:利用针对α-二酮的化学探针衍生化处理导致细胞培养液中AI-2活性完全丧失,随后通过质谱靶向筛选锁定并确证了L-木糖醛酮的结构。④ 立体选择性与条件:合成的L-木糖醛酮(而非D-型异构体)能显著激活哈维氏弧菌及霍乱弧菌的LuxP受体,且该活性依赖于硼酸的存在。⑤ 家族扩展:进一步构效分析证实,另一结构相关的内源性己糖代谢产物L-木酮糖(L-xylulose)同样具备AI-2模拟活性,拓展了跨界通讯的化学词典。
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Discovery of a Human Metabolite That Mimics the Bacterial Quorum-Sensing Autoinducer AI-2
2026-02-04 , doi: 10.1021/jacs.5c18527
Nature Communications——[15.7]
① 背景与设计:蠕虫感染与心血管疾病(CVD)风险降低相关,但机制不明,本研究整合乌干达209名曼氏血吸虫感染及未感染者的肠道微生物组、代谢组及临床表型数据进行横断面分析。② 核心发现:曼氏血吸虫感染显著改变宿主肠道菌群结构及代谢谱,通过富集特定菌属并调节脂质代谢通路,与降低的血压、血脂及血糖水平呈现统计学关联。③ 菌群结构重塑:感染者肠道微生物α多样性显著升高,密螺旋体属、Tabrizicola等菌属丰度增加,而普雷沃菌属与链球菌属显著减少。④ 中介效应分析:统计学中介模型显示,密螺旋体属和Tabrizicola等感染富集菌群在感染与降低的LDL胆固醇、舒张压及胰岛素抵抗指数之间发挥显著中介作用。⑤ 代谢通路富集:代谢组学揭示感染者粪便代谢物显著变化,与NR1H2/NR1H3(LXR核受体)调控的胆固醇摄取、胆汁酸稳态及脂质生成通路高度相关。⑥ 多组学网络:整合网络分析构建了“感染-菌群-代谢物-CVD风险”的潜在调控轴,提示感染可能通过溶杆菌属等菌属调节甘油酯及类固醇代谢物进而改善心血管表型。
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The gut microbiome and metabolome associate with Schistosoma mansoni infection and cardiovascular disease risk in Uganda
2026-02-04 , doi: 10.1038/s41467-026-68983-3
Science Advances——[12.5]
① 背景与设计:针对白念珠菌感染如何重编程宿主代谢的问题,结合转录组测序、基因组规模代谢模型及患者活检探究口腔上皮细胞的代谢应答机制。② 核心发现与意义:感染驱动上皮细胞向有氧糖酵解转变并激活谷草转氨酶1(GOT1)介导的非典型TCA循环支路,该代谢重编程独立于念珠菌素(Candidalysin)并决定免疫结局。③ 糖酵解重编程:真菌接触显著上调葡萄糖转运蛋白(SLC2A1/SLC2A3)及糖酵解酶表达,导致细胞外酸化率升高,该过程依赖真菌活性但这不依赖于菌丝形态。④ 免疫代谢耦联:药理学抑制葡萄糖摄取或糖酵解显著削弱了感染诱导的G-CSF分泌及c-Fos表达,证实己糖代谢是上皮免疫炎症应答的关键驱动力。⑤ 体内干预效应:在小鼠口咽念珠菌病模型中,阻断糖酵解(2-DG)显著降低舌组织真菌负荷与体重丢失,而高糖摄入则加剧疾病严重程度。⑥ 替代代谢支路:代谢流分析揭示感染导致TCA循环通量锐减,转而通过上调GOT1将草酰乙酸转化为天冬氨酸和氨;抑制该支路可部分逆转上皮损伤。
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Fungal infection drives metabolic reprogramming in epithelial cells via aerobic glycolysis and an alternative TCA cycle shunt
2026-02-04 , doi: 10.1126/sciadv.aea0405