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《Nature | 配体交叉进食可解决细菌维生素 B12 的辅助营养问题》

  • 来源专题：战略生物资源
  • 编译者： 李康音
  • 发布时间：2024-05-10

  • 2024年5月8日，卡尔-冯-奥西茨基大学的研究人员在Nature上发表了一篇题为Ligand cross-feeding resolves bacterial vitamin B12 auxotrophies的文章。

    钴胺素（维生素 B12，以下简称 B12）是大多数海洋原核生物和真核生物所必需的辅助因子。它由数量有限的原核生物合成，其稀缺性影响着微生物的相互作用和群落动态。

    该研究展示了两种细菌 B12 辅助营养体可以挽救不同的 B12 构建模块，并合作合成 B12。一种高良姜属细菌合成并释放出活化的低配体α-核氮唑，另一种 B12 辅助营养体--罗索瓦氏菌--利用这种配体生成珊瑚环并合成 B12。只有在与高良姜孢子共培养时，玫瑰孢子才会释放出 B12，而且只有在玫瑰孢子中编码的噬菌体被诱导时才会释放出 B12。高良姜孢子在这些条件下的后续生长可能是由于玫瑰孢子裂解细胞提供了 B12。

    在海洋浮游生态系统中，这些配体交叉进食和联合 B12 生物合成的复杂微生物相互作用似乎很普遍。在热带大西洋西部和北部，预计能够回收钴氨酰胺并只合成活化的低配体的细菌数量超过了 B12 生产者的数量。这些发现为我们了解海洋和其他生态系统中辅助营养微生物的 B12 供应情况增添了新的内容。

  • 原文来源：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07396-y
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相关报告

  • 《BOND项目:维生素B-12综述》
    • 来源专题：食物与营养
    • 编译者：殷小溪
    • 发布时间：2018-12-04
    • 这份关于维生素B-12 (B12)的报告是营养生物标志物发展(BOND)项目的一部分，该项目就营养暴露、状态和功能的生物标志物的选择、使用和解释提供最新信息和建议。与本系列其他5份报告一样，本报告重点关注碘、叶酸、锌、铁和维生素A，B12报告是在专家小组(BOND B12 EP)和在咨询期间提供信息的其他专家的协助下编写的。专家们深入查阅了现有文献，以巩固关于B12生物学的现有相关信息，包括已知和可能存在的影响，以及现有和潜在的状态生物标志物。与BOND项目中审查的其他5种营养素的情况不同，以往对B12状态及其生物标志物的关注相对较少，因此本报告在巩固和解释有关B12营养的现有信息方面具有里程碑意义。从历史上看，大多数注意力集中在诊断和治疗B12缺乏的临床症状上，这些症状主要是由恶性贫血或严格的素食主义引起的。最近,我们已经意识到B12不足的高发人群食用少量的动物源食品中检测,可以检测到≥1血清生物标志物，但识别功能的效果可能需要公共卫生的干预。
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  • 《Science | 维生素D抗癌的肠菌机制》
    • 来源专题：战略生物资源
    • 编译者：李康音
    • 发布时间：2024-04-29
    • 2024年4月25日，Francis Crick研究所Caetano Reis e Sousa通讯在Science》发表题为Vitamin D regulates microbiome-dependent cancer immunity的文章， 揭示了维生素D、肠道微生物组和抗肿瘤免疫之间以前未被重视的联系。 首先，研究人员观察到，缺乏维生素D结合蛋白（Gc）的小鼠对移植肿瘤表现出更强的免疫依赖性的肿瘤抵抗，并改善了对检查点阻断免疫疗法的反应。值得注意的是，这种抗肿瘤表型可传播给共同饲养的野生型小鼠，这表明可能是肠道微生物组在介导这种效应中发挥了作用。随后，作者证明，通过Gc的基因缺失或饮食补充，维生素D可用性的增加改变了肠道微生物组的组成，有利于脆弱拟杆菌（Bacteroides fragilis）的扩增。脆弱拟杆菌是一种已知具有免疫调节特性的共生菌。脆弱拟杆菌的灌胃提供了充足的膳食维生素D，增强了野生型小鼠的肿瘤抵抗力。 有趣的是，维生素D塑造肠道微生物组和增强抗癌免疫力的能力取决于其在肠上皮细胞（IEC）中的活性。在IEC中缺乏维生素D受体（VDR）的小鼠在补充维生素D后未能表现出肿瘤抵抗增加，这表明IEC中的VDR信号传导对调节微生物组和随后的免疫反应至关重要。为了将他们的发现转化为临床，研究人员分析了各种癌症类型的基因表达数据，发现维生素D-VDR基因特征的低表达与较差的生存率和更晚期的疾病进展阶段相关。此外，这一特征与免疫检查点抑制剂治疗的耐药性增加和疾病进展更快有关。 然后，作者利用了来自丹麦近150万人的大规模队列的数据，证明在接下来的十年中，低血清维生素D水平与癌症发展风险的增加具有前瞻性。这一发现进一步巩固了维生素D状况与人类癌症发病率之间的联系。詹帕佐利亚斯等人的这项研究揭示了维生素D、肠道微生物组和抗癌免疫之间一个以前未被认识的轴。他们的研究结果表明，保持足够的维生素D水平可能有助于形成有利的肠道微生物组，增强对癌症的免疫反应。这对癌症的预防和提高免疫疗法疗效的新策略的开发都有意义。 最后，仍有几个问题有待解决。例如，作者指出，脆弱双歧杆菌增强抗癌免疫的确切机制尚待阐明。此外，应仔细评估故意改变肠道微生物组的潜在不利影响，特别是关于某些细菌物种的致病潜力。 总之，此研究揭示了维生素D、肠道微生物组和癌症免疫之间以前未被认识到的联系。他们强调了IEC在感知和响应维生素D水平方面的关键作用，以及宿主、微生物组和环境因素在形成针对恶性肿瘤的免疫反应方面的复杂相互作用，表明通过饮食干预或靶向操作调节肠道微生物组可能是增强癌症免疫疗法的一种很有前途的方法。
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