饮食与微生物群的协同作用是肥胖相关免疫疗法疗效的基础

加拿大麦吉尔大学Daniela F. Quail团队在国际期刊《Nature》在线发表题为“Diet-microbiome synergy underlies obesity-associated immunotherapy efficacy”的研究性论文。Lysanne Desharnais为第一作者,Daniela F. Quail、Logan A. Walsh与Bertrand Routy同为通讯作者,加拿大麦吉尔大学古德曼癌症研究所为第一完成单位。

生理宿主因子如肠道微生物组和肥胖会独立影响抗肿瘤免疫及对免疫检查点抑制剂(ICI)的反应,而高身体质量指数(BMI)与更高的ICI疗效有出人意料的关联。然而,这些因素在不同饮食环境中如何相互作用仍不清楚。本研究通过构建12种模拟人类多样化膳食模式的小鼠饮食模型,旨在解析饮食驱动的代谢、免疫和肠道微生物特征如何共同决定ICI的敏感性,重点探讨饮食-肠道轴在其中的核心作用。

研究发现,肥胖相关的ICI反应与代谢功能障碍相关性较低,反而依赖于饮食-肠道轴,致肥胖饮食能够构建稳定且持久的肠道微生物生态系统,通过短期饮食转换或从无应答模型中进行粪便微生物群移植(FMTs),可恢复ICI敏感性,将约翰逊乳杆菌等有益菌单一定植于无菌小鼠体内,并结合致肥胖饮食,可通过富集微生物群衍生的芳香族氨基酸代谢物,协同促进肿瘤消退。总而言之,本研究揭示了BMI与ICI疗效之间的流行病学关联,并建议饮食与肠道微生物群之间的免疫调节协同作用可用于改善ICI结局和FMT干预。

来源 | 《Nature》

膳食乳化剂与宿主炎症协同驱动克罗恩病相关大肠杆菌向高致病性的基因组进化

法国国家健康与医学研究院Benoit Chassaing团队在国际期刊《Journal of Crohn's and Colitis》在线发表题为“Dietary emulsifiers and host inflammation synergistically drive genomic evolution of Crohn's disease-associated Escherichia coli toward enhanced pathogenicity”的研究性论文。Héloïse Rytter为第一作者,Héloïse Rytter和Benoit Chassaing为共同通讯作者,法国国家健康与医学研究院巴斯德研究所为第一完成单位。

西方化国家克罗恩病(CD)发病率的持续上升被普遍认为与饮食习惯改变及食品添加剂摄入增加有关,但饮食因素驱动肠道炎症的具体机制尚不明确。黏附侵袭性大肠杆菌(AIEC)是参与CD发病的关键致病共生菌,该菌株缺乏明确的遗传标志物,却具备肠道定植和毒力特性,这引发了关于何种进化力量推动其在特定个体中出现的重要科学问题。因此,本文利用野生型和Il10基因敲除小鼠单一定植AIEC菌株,并长期暴露于两种常见膳食乳化剂——羧甲基纤维素(CMC)和聚山梨酯80(P80),系统探究了慢性乳化剂暴露与宿主炎症如何协同驱动AIEC基因组进化及致病潜力增强。

研究发现,乳化剂加速了AIEC的基因组多样化,并筛选出与运动性增强、侵袭力提高及促炎活性增加相关的突变。此外,经乳化剂进化后的菌株在体内表现出显著的适应性优势,在与原始菌株的竞争中胜出,且在炎症条件下进化时该优势最为突出。值得注意的是,进化路径和表型结果同时受乳化剂类型和宿主炎症状态的共同塑造,凸显了饮食因素与宿主遗传背景在促炎致病共生菌进化中的协同作用。本文的发现构建了连接现代饮食习惯与致病性AIEC菌株出现之间的进化框架,并强调了在高危人群中开展饮食干预以预防炎症性肠病的重要性。

来源 | 《Journal of Crohn's and Colitis》

SAM微生物制造及高值衍生物绿色合成策略

江南大学生物工程学院徐美娟教授团队在国际权威期刊《Biotechnology Advances》(IF=14.1)发表题为“Recent advances in microbial production ofS-adenosyl-L-methionine and its high-value derivatives”的综述论文。

该研究系统总结了S-腺苷-L-甲硫氨酸(S-adenosyl-L-methionine,SAM)及其高值衍生物的微生物合成途径、代谢调控机制与工程化生产策略,为构建高效、可持续的SAM依赖型细胞工厂提供了重要参考。

SAM是连接甲基化、转硫代谢和多胺代谢的关键代谢枢纽,不仅可作为通用甲基供体参与DNA、RNA、蛋白质及小分子代谢物的修饰,其脱羧产物还可为多胺合成提供氨丙基。SAM及其衍生物广泛应用于食品、医药、化妆品和健康产业。

然而,传统化学合成存在能耗高、环境负担重、产物立体异构体分离困难等问题;微生物制造虽具有反应条件温和、选择性高和原料可持续等优势,但仍受到前体不足、能量消耗高、反馈抑制、SAH积累及代谢负担等因素制约。

该综述系统介绍了SAM的合成途径、生产策略及其在高值衍生物制造中的应用,并讨论了未来发展方向。文章首先比较了大肠杆菌、谷氨酸棒状杆菌和酿酒酵母中SAM合成途径的差异,并将其划分为C4骨架形成、硫同化、一碳单元供给和SAM终端组装四个功能模块。随后,系统归纳了优良底盘筛选、反馈抑制解除、代谢通量重构、辅因子供给、生物传感器辅助筛选以及发酵过程优化等策略,同时总结了甲硫氨酸腺苷转移酶改造、ATP原位再生、全细胞催化和固定化等生物催化技术。

 来源 |《Biotechnology Advances》

感官组学结合分子对接揭示酱油香气化合物的咸味增强机制

浙江大学生物系统工程与食品科学学院程焕在国际食品领域期刊《Food Chemistry》(IF=10.4) 在线发表题为 “Unraveling the saltiness-enhancing effect of aroma compounds in soy sauce via integrated sensomics and molecular docking approaches” 的研究论文。浙江大学硕士研究生杨沛霖为第一作者,通讯作者为浙江大学生物系统工程与食品科学学院博士生导师程焕。

针对低钠酱油在减盐过程中容易出现咸味不足和整体风味下降的问题,该研究将感官组学、气相色谱-嗅闻-质谱分析、香气提取稀释分析、修正频率法、气味活度值、气味诱导咸味增强、时间-强度分析以及分子对接相结合,系统筛选酱油中具有咸味增强潜力的关键香气化合物,并进一步探索其与咸味相关受体 ENaC 和 TMC4 的潜在结合机制。研究发现,2,3,5-三甲基吡嗪(2,3,5-TMP)和甲硫醇(Methionol)表现出尤为显著的咸味增强能力,且在0.6% NaCl体系中的增强效果最为突出。

该研究从化学组成、动态感官响应和分子作用机制三个层面解释了香气调控咸味感知的可能路径,为低钠酱油及其他减盐食品的风味设计提供了新的研究思路。

来源 |《Food Chemistry》

食品3D打印中生物凝胶基油墨的结构–性质关系解析:从水凝胶、油凝胶到双凝胶

青岛农业大学食品科学与工程学院孙庆杰教授团队代蕾教授课题组在国际顶级期刊《Advances in Colloid and Interface Science》(Q1,中科院1区Top,IF=23.7)在线发表题为“Insights into the structure–property relationships of biogel-based inks in 3D food printing: From hydrogels and oleogels to bigels”的综述性论文。

近年来,三维食品打印(3D Food Printing,3DFP)凭借精准、灵活的加工优势,逐渐成为食品制造领域的重要研究方向。该技术通过数字模型控制食品材料逐层沉积,实现食品形状、质构、风味及营养组成的个性化设计,同时有助于提高原料利用率、减少加工废弃物,为可持续食品制造提供新思路。然而,三维食品打印的效果高度依赖可食用油墨的流变学特性、理化性质及结构稳定性,如何兼顾打印精度、成型稳定性与产品品质,仍是亟待解决的关键问题。

近年来,以水凝胶、油凝胶和双凝胶为代表的生物凝胶基油墨受到广泛关注。通过调节凝胶剂种类、浓度及分子间相互作用,可改善油墨的黏弹性、打印适应性和成型性能,并赋予其活性物质包埋与控释等功能,在植物基肉制品、个性化营养食品及特殊膳食领域展现出应用潜力。

基于此,该综述系统梳理了不同生物凝胶体系的多尺度结构–性质–功能关系,重点解析分子相互作用、网络结构、相态分布及界面特性对油墨性能、打印精度和终产品功能的影响。同时,探讨人工智能辅助配方设计、品质预测及可持续食品制造等发展方向,旨在为生物凝胶基油墨的精准设计与三维食品打印技术的实际应用提供理论依据和技术参考。

来源 |《Advances in Colloid and Interface Science》