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Nature子刊：定量宏基因组学揭示，便秘与药物主导慢性肾病肠道菌群改变

Nature Microbiology——[19.4]

① 背景与设计：针对慢性肾病（CKD）肠道菌群关联不一致的问题，本研究结合定量粪便宏基因组学（n=130）与跨队列数据（n=4420），分析菌群与估算肾小球滤过率（eGFR）及4年疾病进展的关联。② 核心发现：CKD患者的肠道菌群改变主要由肠道转运时间延长、药物使用和饮食模式驱动，而非肾功能下降的直接后果，且菌群特征无法预测疾病进展。③ 关键宿主因素：距离冗余分析显示，粪便含水量（代表肠道转运时间）和药物使用是菌群组成变异最强的非冗余解释因素，效应量超越eGFR本身。④ 代谢机制修正：eGFR降低伴随植物/动物源碳水化合物酶比率下降；在校正该饮食替代指标后，菌群合成尿毒素前体（对甲酚/吲哚）潜力与肾功能的关联消失，提示饮食是关键混杂因素。⑤ 特异性标志物：经严格协变量校正，仅大肠杆菌和一个Alistipes物种丰度与eGFR负相关、青春双歧杆菌与之正相关。⑥ 标志物复制性差：既往报道的绝大多数微生物标志物未能通过本研究的定量及协变量校正验证，且在11个独立队列间缺乏一致性。⑦ 无进展关联：纵向数据分析显示，肠道菌群组成结构及功能潜力均无法显著预测慢性肾病4年内的疾病进展。

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Host factors dictate gut microbiome alterations in chronic kidney disease more strongly than kidney function

2026-02-05 ， doi: 10.1038/s41564-026-02259-w

Cancer Cell：高精度去污染算法PRISM，助癌症微生物组去伪存真

Cancer Cell——[44.5]

① 研究背景与设计：癌症微生物组研究中存在的污染与假阳性争议，为提升低生物量测序数据中微生物检测的可靠性，本研究开发了计算框架PRISM并在230个独立数据集中进行基准测试，进而分析TCGA与CPTAC的癌症多组学数据。② 核心发现与意义：PRISM利用去宿主与概率评分模型精准区分组织驻留微生物与污染物，揭示了特定癌症类型中稳健的微生物特征及其与宿主分子表型和临床因素的关联，纠正了既往过高的假阳性发现，为利用现有基因组数据进行宿主-微生物共分析提供了工具。③ 算法验证：在包含已知病原体的细胞系及模拟数据集中，PRISM展现出优于现有分类器（如Kraken2）的灵敏度与特异性，显著降低了技术假象。④ 肿瘤微生物组图谱：头颈、胃肠及泌尿生殖道肿瘤中存在丰富且稳健的肿瘤特异性微生物信号，而其他癌种则信号稀疏，驳斥了“泛癌种普遍富含微生物”的观点。⑤ 胰腺癌关联：在胰腺导管腺癌中，微生物信号的检出与患者吸烟史显著相关，且伴随细胞外基质重组及蛋白糖基化通路的改变，而非基因突变负荷。

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Reliable detection of Host-Microbe Signatures in cancer using PRISM

2026-02-05 ， doi: 10.1016/j.ccell.2026.01.007

NBT：新工具PlasMAAG，从宏基因组数据中精准重建质粒

Nature Biotechnology——[41.7]

① 背景与设计：针对质粒因嵌合性和微多样性导致在基因组数据库中代表性不足的问题，开发了整合多样本信号的深度学习分箱流程PlasMAAG。② 核心技术与效能：利用组装-比对图（AAG）与对比学习策略，显著提升了质粒回收率（50–121%），并实现了宿主菌-质粒关联及内部微多样性的精准解析。③ 图嵌入与对比学习：构建AAG整合跨样本重叠群比对信号，结合fastnode2vec投影与对比损失变分自编码器（VAE），有效聚合碎片化序列并优化群落结构。④ 合成数据表现：在CAMI2基准测试中，PlasMAAG重构的近完整质粒数量较现有工具显著增加（50–121%），并将重叠群分类的马修斯相关系数提升了28–106%。⑤ 真实样本验证：在医院污水样本中，该方法比竞品多重构出33%的质粒序列，经配对长读长测序验证证实了其在复杂环境下的分箱优越性。⑥ 生态学应用：基于丰度相关性识别了800余个潜在宿主菌-质粒关联，并利用AAG拓扑结构揭示了特定质粒在不同环境样本间的序列变异与微进化。

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Accurate plasmid reconstruction from metagenomics data using assembly-alignment graphs and contrastive learning

2026-02-04 ， doi: 10.1038/s41587-026-03005-7

化繁为简，NIS方法给微生物代谢绘制“极简蓝图”

Microbiome——[12.7]

① 背景与方法：针对基因组尺度代谢模型（GEMs）过于复杂、难以直接进行微生物跨物种定量比较的问题，本研究整合redGEM、lumpGEM和redGEMX算法，开发了NIS计算工作流，将GEMs简化为核心代谢、生物合成及环境交换三个可解释的功能模块。② 核心成果与意义：该方法实现了对不同微生物物种代谢网络架构与生物合成能力的定量比较，为解析微生物表型差异、理解生态互作及理性设计合成菌群提供了可扩展的计算工具。③ 跨界代谢比较：大肠杆菌（细菌）与酿酒酵母（真菌）对比显示，细菌核心代谢网络具有更高的连接密度与冗余度，且二者氨基酸合成成本均与生物量丰度呈显著负相关。④ 互作潜能揭示：蜜蜂肠道菌群分析表明，S. alvi与G. apicola保留了完整氨基酸合成路径，而乳杆菌普遍存在营养缺陷，提示群落内存在代谢依赖与互养。⑤ 生态位分化：环境交换子网络分析发现，即使利用同一底物，不同菌株亦采用差异化的内部转化路径与共底物策略，从而实现生态位分离与代谢互补。

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In silico analysis and comparison of the metabolic capabilities of different organisms by reducing metabolic complexity

2026-02-03 ， doi: 10.1186/s40168-025-02299-0

韩继臣/赵建华等：美吉生物云2026，一站式微生物多组学分析利器

iMeta——[33.2]

① 平台设计与目标：针对现有微生物组分析工具集成度低、技术门槛高的局限，开发了集成26个工作流程的美吉生物云平台，提供从单组学到跨组学的统一分析框架。② 核心概览与价值：该平台整合了扩增子、宏基因组及跨组学关联分析流程，通过用户友好的设计降低了分析门槛，提升了数据处理与可视化效率。③ 单组学分析示例：扩增子分析工作流支持OTU/ASV聚类、多样性分析、环境因子关联及随机森林等预测模型。④ 跨组学关联分析：专门集成了微生物组-代谢组及微生物组-宿主转录组关联分析，整合了Procrustes、O2PLS、MIMOSA2等19种统计与机器学习算法。⑤ 用户友好功能：提供智能“应用指南”、默认参数“一键分析”、“一键绘图增强”及“绘图拼接”功能，简化从配置到出图的全流程。⑥ 应用与影响：平台已服务全球超过9000机构的15万研究者，支持了约8000篇论文的数据分析，其中2025年即有超1600篇引用。

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Majorbio Cloud 2026 provides comprehensive analysis workflows for microbiome

2026-02-05 ， doi: 10.1002/imt2.70109

上海交大白晓慧团队Nature子刊：高镁饮用水如何加剧沙门氏菌感染？

Nature Water——[24.1]

① 背景与设计：饮用水矿物质对肠道感染的健康效应尚不清楚，本研究利用鼠沙门氏菌感染小鼠模型、生物膜竞争及多组学技术，解析高浓度Mg2+对肠道致病菌定植的影响。② 核心发现与意义：饮用水Mg2+通过直接激活致病菌毒力因子与间接重塑肠道微生态的双重机制加剧感染，提示低矿物质水在感染高风险期具有保护作用。③ 感染表型：高Mg2+饮用水显著加重小鼠感染病理，伴随细菌载量及炎症提升。④ 直接致病机制：Mg2+通过转运蛋白MgtC增加沙门氏菌胞内c-di-GMP合成，进而激活VI型分泌系统（T6SS），米兰app官网版增强病菌的生物膜形成与竞争优势，加剧肠道病理。⑤ 微生态重塑：高Mg2+暴露导致肠道菌群失调，阿克曼菌属等有益菌耗竭，拟杆菌属富集，导致促炎胆汁酸和精氨酸累积，二者进一步刺激T6SS活性。⑥ 因果验证：粪菌移植实验证实，经高Mg2+驯化的失调菌群足以传递对沙门氏菌的高易感性表型，确认菌群重塑在感染风险中的核心作用。

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Mg2+ in drinking water boosts Salmonella infection risk by rewiring gut ecology and virulence

2026-02-04 ， doi: 10.1038/s44221-026-00584-2

Nature：Thetis细胞身世大白，淋巴起源重塑肠道耐受

Nature——[48.5]

① 背景与设计：为解析在生命早期肠道耐受中起关键作用的RORγt+ Thetis细胞（TC）起源，利用单细胞测序、谱系示踪系统及条件性基因敲除小鼠研究其发育轨迹。② 核心发现与意义：完整绘制了TC的发育路线图，揭示其淋巴起源及PU.1、RANKL、PRDM16等关键调控因子，确立了其区别于树突状细胞的独立谱系地位。③ 前体细胞鉴定：scRNA-seq分析鉴定出在胎肝中富集的多能Thetis-淋巴组织诱导祖细胞（TLP），其在淋巴结中进一步分化为直接TC祖细胞（TCP），构成TC发育层级。④ 淋巴起源证实：谱系示踪与移植实验结合Tcf4缺陷模型证实，TC起源于共同淋巴祖细胞（CLP），与浆细胞样树突状细胞共享早期分支，转录因子Tcf4限制TLP扩增从而决定谱系分叉。⑤ 关键转录调控：条件性基因敲除模型揭示，PU.1是TC I-IV亚群分化的关键决定因子，而RORγt仅在分化晚期发挥分级调控作用。⑥ 亚群分化机制：体内实验结合单细胞分析证实，淋巴组织组织细胞（LTo）来源的RANKL信号特异性驱动TC I分化，而PRDM16调控TC II-IV的耐受功能发育，共同塑造TC异质性。

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Ontogeny and transcriptional regulation of Thetis cells

2026-02-03 ， doi: 10.1038/s41586-026-10198-z

Nature：祸福相依！ATF6α驱动肝癌恶化，却为免疫治疗"开绿灯"

Nature——[48.5]

① 背景与多组学设计：针对内质网应激传感器ATF6α在肝细胞癌（HCC）中的双重角色争议，利用人HCC队列、单细胞测序及多种肝细胞特异性Atf6基因工程小鼠模型解析其致癌功能。② 核心发现与意义：持续的ATF6α激活是肝癌的独立驱动因素，其通过代谢重编程诱导免疫抑制微环境，但同时这也使肿瘤转变为“热肿瘤”，从而显著增强对免疫检查点阻断（ICB）的敏感性。③ 临床预后关联：人HCC样本显示，ATF6α高激活与患者生存期缩短及肿瘤复发显著相关；但在接受抗PD-1治疗的患者中，高激活水平反而与完全缓解显著相关。④ 代谢免疫机制：活化的ATF6α直接结合并抑制糖异生关键酶FBP1的启动子，驱动肝细胞糖酵解增强并耗竭微环境中的葡萄糖，导致肿瘤中大量浸润的CD8+ T细胞因营养剥夺而功能衰竭。⑤ 靶向干预验证：在多种临床前模型中，基因敲除Atf6或使用GalNAc偶联反义寡核苷酸（ASO）均显著抑制了肿瘤生长；ATF6α激活型肿瘤联合抗PD-1治疗实现了生存期延长。

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Activated ATF6α is a hepatic tumour driver restricting immunosurveillance

2026-02-04 ， doi: 10.1038/s41586-025-10036-8

NC：炎症唤醒沉睡"病毒"，为结肠炎癌变提供天然防线

Nature Communications——[15.7]

① 背景与设计：针对转座元件（TEs）在炎症相关肿瘤中的未知作用，结合炎症性肠病患者转录组数据及结肠炎相关癌小鼠模型进行机制解析。② 核心发现与意义：结肠炎诱导的TE再表达驱动病毒拟态反应（细胞内发生的模拟病毒感染的免疫反应），通过细胞自主方式抑制肿瘤起始细胞干性，发挥肿瘤抑制作用。③ 临床关联：活动性IBD患者及结肠炎小鼠结肠上皮显著上调TEs及干扰素应答基因，而该反映在IBD相关异型增生组织中显著下调。④ 低甲基化效应：利用药物5-AZA或敲除Dnmt1诱导DNA低甲基化，显著增强病毒拟态反应并抑制Apc突变小鼠的肿瘤发生。⑤ 干性抑制：谱系示踪显示，病毒拟态反应以细胞自主方式抑制DCLK1+癌起始细胞的类器官形成能力与扩增潜能。⑥ 关键验证：敲除线粒体抗病毒信号蛋白（Mavs）完全逆转了DNA低甲基化的抗肿瘤效应，证实病毒拟态是限制炎症癌变的关键屏障。

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Viral mimicry acts as a tumor suppressor in colitis

2026-02-04 ， doi: 10.1038/s41467-026-68850-1

孤立性直肠炎未升高直肠癌风险

Gastroenterology——[25.1]

① 研究背景与设计：针对孤立性溃疡性直肠炎（UP）患者直肠癌风险尚不明确的问题，利用瑞典全国健康登记数据开展了一项包含1.6万例患者的配对队列研究。② 核心发现与意义：UP患者的直肠癌及高度异型增生风险与普通人群相比无显著差异，提示局限性慢性炎症并未驱动超额致癌风险，支持沿用常规筛查策略。③ 队列特征：纳入15，957例UP患者与158，079例匹配对照，中位随访10.8年期间，尽管40%患者出现病变范围扩展，但仅1%接受直肠切除术。④ 风险量化：直肠癌10年累积发病率在患者组（0.16%）与对照组（0.21%）间无显著差异；标准化发病率（SIR）分别为31和33（每10万人年）。⑤ 敏感性分析：即便在校正了疾病扩展因素后，高度异型增生及直肠癌的风险比仍未见显著升高（SIR分别为13 vs 11）。⑥ 临床指引：数据支持欧美指南建议，即孤立性直肠炎患者无需接受高强度的结肠镜监测，其筛查方案应与普通人群保持一致。

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Incidence of Rectal Cancer in Patients with Isolated Ulcerative Proctitis - A Population-Based Cohort Study

2026-02-03 ， doi: 10.1053/j.gastro.2026.01.015

NC：微型内窥镜无创绘制小鼠结肠电图谱

Nature Communications——[15.7]

① 微型内窥镜开发：针对结肠电生理研究缺乏无创手段的难题，开发含128个氧化铱电极的微型探针以解析活体小鼠结肠电活动。② 核心价值：该系统实现了对结肠平滑肌动作电位的高时空分辨率记录，揭示了正常及病理状态下的复杂传播模式。③ 活体电生理图谱：健康小鼠结肠表现出约2次/分钟的爆发式峰电位活动，且伴随约60次/分钟的高频子爆发及特定的传播方向。④ 药理学验证：乙酰胆碱酯酶抑制剂多奈哌齐显著增强峰电位发放，而毒蕈碱拮抗剂阿托品则导致电活动显著抑制。⑤ 病理模型表征：在苯扎氯铵诱导的结肠损伤模型中，特征性的节律频带消失，动作电位呈现无序、痉挛性的发放模式。⑥ 机制验证：离体实验证实记录信号依赖于L型Ca2+通道，且电生理图谱与肠壁机械运动存在高度时空对应关系。

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Miniature endoscope for high resolution electrophysiological recordings from the colon of live mice

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2026-02-04 ， doi: 10.1038/s41467-026-69144-2

Nature子刊：微型可吞咽电子设备的潜力（观点）

Nature Electronics——[40.9]

① 核心观点概述：本文探讨了可吞咽电子设备的演进，指出该领域正分化为间歇性诊断和持续性监测两大方向，并认为具备诊疗一体化功能的微型化持续系统将产生最大的医疗价值。② 尺寸安全边界：基于OROS渗透泵片剂的历史数据，26毫米×11毫米是大多数人安全通过消化道的尺寸上限，而用于长期监测的设备应进一步将尺寸缩小至10毫米以下以确保存留率低于1%。③ 系统设计框架：现代设备需整合传感器、电路、电源及定位等七大设计领域，其中弱反相互补金属氧化物半导体（CMOS）等低功耗集成电路设计是实现微型化和功能集成的关键。④ 两大功能分类：设备发展分为用于成像和生化检测的一次性诊断胶囊，以及能进行慢性病管理和药物递送、需通过体液电池或机械能供电的持续性毫/微米级设备。⑤ 电路能效优化：逐次逼近寄存器（SAR）模数转换器（ADC）等技术实现了纳瓦级功耗，结合自适应射频收发器，可在消化道受限的能源环境下保持稳定的无线通信和数据传输。⑥ 未来前景展望：未来需结合边缘人工智能运算、可生物降解材料及加密安全技术，推动设备从专用医疗工具向消费级健康监测和数字补充剂转型，实现个性化精准医疗。

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The potential of miniaturized ingestible electronics

2026-01-30 ， doi: 10.1038/s41928-025-01561-5

发布于：北京市

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