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炎症性肠病
原始研究
细菌o - glcncase基因丰度在溃疡性结肠炎患者中降低，其给药可改善小鼠结肠炎
  1. 枭龙他1，2，
  2. 杰高1，2，
  3. 梁彭3.，
  4. Tongtong胡2，
  5. 渔湾2，
  6. 前周4，
  7. Peilin甄1，
  8. 香港曹2
  1. 1江门市中心医院传染病科，中山大学附属江门医院，江门，广东,中国
  2. 2公共卫生学院微生物学系，广东省热带病研究重点实验室，南方医科大学，广州，广东,中国
  3. 3.广州市腹部手术后增强恢复重点实验室，临床检验科，广州医科大学附属第五医院，广州，广东,中国
  4. 4公共卫生学院放射医学教研室，广东省热带病研究重点实验室，南方医科大学，广州，广东,中国
  1. 对应到南方医科大学公共卫生学院微生物学系教授，广东省热带病研究重点实验室，广东广州;gzhcao在}{smu.edu.cn；甄培林博士;1004588059在}{qq.com；周美娟教授;lkzmj在}{smu.edu.cn

摘要

客观的O-linked N-acetylglucosaminylation (o - glcnaacylation)，由o - glcnaacase (OGA)和O-GlcNAc transferase (OGT)控制，是一种重要的真核蛋白翻译后修饰，在调节肠道炎症中发挥重要作用。肠道菌群编码参与o - glc酰化的各种酶。然而，这些酶的特性、丰度和功能尚不清楚。

设计我们首先研究了细菌OGAs和ogt的结构和分类分布。然后，我们进行宏基因组分析，探讨健康样本和不同疾病中OGA基因的丰度。最后，我们通过体外和体内实验来确定细菌OGAs在宿主细胞中水解O-GlcNAcylated蛋白并抑制肠道炎症反应的作用和机制。

结果我们发现OGAs而不是OGTs被富集拟杆菌门而且厚壁菌门这是人类肠道中的主要细菌分裂。大多数细菌的OGAs是具有与人类OGAs相同的保守催化结构域的分泌酶。对1999年包含六种疾病的宏基因组样本的汇总分析显示，细菌OGA基因在健康的人类肠道中是保守的，丰度很高，只在溃疡性结肠炎中减少。体外研究表明，细菌OGAs可以水解宿主细胞中的O-GlcNAcylated蛋白，包括O-GlcNAcylated NF-κB-p65亚基，这对激活NF-κB信号通路至关重要。体内研究表明，肠道细菌来源的OGAs可以通过水解O-GlcNAcylated蛋白来保护小鼠免受化学诱导的结肠炎症。

结论我们的研究结果揭示了一种以前未被认识到的酶活性，通过肠道微生物群影响肠道生理，并强调细菌OGAs是结肠炎症的一种有前途的治疗策略。

  • 肠道细菌
  • 炎症性肠病
  • 肠道炎症
  • 肠道酶
  • 益生菌

数据可用性声明

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http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

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http://dx.doi.org/10.1136/gutjnl-2020-322468

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    本研究的意义

    关于这个问题我们已经知道了什么?

    • 蛋白O-linked N-acetylglucosaminylation (o - glcnaacylation)，由o - glcnaacase (OGA)和O-GlcNAc转移酶控制，在调节肠道炎症中发挥重要作用。

    • 除人类外，一些细菌也编码OGAs，其中一些具有与人类OGAs类似的催化活性。

    • 关于肠道菌群来源的OGAs在人体生理和病理中的作用知之甚少。

    新的发现是什么?

    • 大多数肠道细菌OGAs是分泌蛋白，具有与人类OGAs相似的保守催化结构域。

    • 细菌OGA基因在健康的人类肠道中具有较高的丰度，在溃疡性结肠炎(UC)患者中仅减少。

    • OGAs从Akkermansia muciniphila而且叫多形拟杆菌可以水解上皮细胞和免疫细胞中O-GlcNAcylated的蛋白，包括O-GlcNAcylated的NF-κB-p65亚基，这对激活NF-κB信号通路很重要。

    • 肠道细菌源性OGAs可以通过降低结肠蛋白o - glc酰化来保护多种模型小鼠免受结肠炎症的影响。

    在可预见的未来，它会对临床实践产生怎样的影响?

    • 细菌OGAs的缺乏可能是UC发病的原因之一，这需要在未来的工作中进一步研究。

    • 细菌来源的OGAs可能会发展成为治疗UC的新的和有前途的治疗方法。

    简介

    蛋白质的翻译后修饰使细胞能够通过直接和动态的控制蛋白质功能，对内部和外部的线索做出迅速的反应。O-linked N-acetylglucosaminylation (o - glcnaylation)是细胞质、细胞核和线粒体蛋白质上的O-GlcNAc对丝氨酸和苏氨酸残基的重要翻译后修饰。1蛋白O-GlcNAcylation在调节炎症和代谢中起着重要作用。2 - 6鉴于与O-GlcNAc酰化相关的广泛的物理功能，O-GlcNAc稳态的破坏与包括肠道炎症性疾病、糖尿病和神经退行性疾病在内的多种人类疾病的发病机制有关也就不足为奇了。3 4 7

    O-GlcNAc酰化是由一对酶控制的:O-GlcNAc case酶(OGA)，它催化O-GlcNAc修饰的水解和O-GlcNAc转移酶(OGT)，后者催化GlcNAc部分从底物尿二磷酸-GlcNAc转移到目标丝氨酸和苏氨酸残基的羟基。在人体中，这对酶分布在包括脑组织、肝脏和肠道在内的许多器官中。1

    除了人类，人类的共生体和病原体也编码这对结构相似或不同的酶。8 9近年来，有证据表明，细菌源性OGTs可以修饰宿主蛋白O-GlcNAcylation。例如，来自产气荚膜梭菌，军团菌而且Photorhabdus单o- glcnacyylation Rho GTPase或Ras蛋白可诱导靶细胞凋亡。8 10 11此外，体外实验显示perfringens梭状芽胞杆菌OGA可以去除哺乳动物细胞中转化生长因子β活化激酶-1结合蛋白-1中的O-GlcNAc。12这些研究表明，除了受人类酶的调控外，宿主蛋白O-GlcNAcylation也可能受到细菌OGAs和ogt的调控。然而，这对酶在人类肠道菌群中的分布及其对宿主蛋白O-GlcNAcylation的作用和随后的生理作用尚不清楚。

    在这项研究中，我们发现细菌oga编码基因在健康的人类肠道样本中富集，在溃疡性结肠炎(UC)患者中显著减少。此外，我们在多种动物模型中证明了补充特定的细菌OGAs可以改善结肠炎。

    结果

    细菌OGAs和ogt的分类分析和结构

    首先，我们从UniRef90中获得了所有可用的225个OGAs，分布于13门50属(在线补充表1)．然后，我们试图确定这225种OGAs在人类肠道菌群中的分类分布。下载了1520个人类肠道细菌参考基因组，13研究了这些基因组中的OGA序列。总体而言，314株(20.6%)毒株至少编码一个OGA基因拷贝(在线补充表2)．其中，Bacteroidetes门中半数以上的菌株编码oga, Firmicus门中编码oga的菌株比例相对较低(图1一个)．特别是oga编码株的比例Butyricimonas而且Parabacteroides都非常高(>80%图1一个)．此外，我们发现大多数菌株(77.7%)只编码一个OGA基因拷贝(图1 b)．

    Taxonomic distribution, phylogenetic analysis and sequence characteristics of bacterial OGAs. (A) Proportion of OGA-encoding strains at phylum or genus level. (B) The proportion of different OGA gene copies in different strains. Detail is shown in online supplemental table 1. (C) Upper panel: a phylogenetic tree of OGAs with phylum (inner circle) and conserved domain (outside circle) annotation. Tips of the phylogenetic tree in red represent OGA sequences have homologues in human gut microbiota (>80% identity and >80% of coverage). Lower panel: the human OGAs annotated with conserved domain. (D) Density distribution of identity of OGA homologues according to conserved domain NAGidase. (E) The predicted sub-cellular location of OGAs. OGA, O-GlcNAcase.
    " data-icon-position="" data-hide-link-title="0">图1
    图1

    细菌气体的分类分布、系统发育分析及序列特征。(A)在门或属水平上oga编码菌株的比例。(B)不同OGA基因拷贝在不同菌株中的比例。详情见在线补充表1．(C)上图:有门(内圈)和保守域(外圈)标注的OGAs系统发育树。系统发育树中红色部分表示OGA序列在人类肠道菌群中具有同源性(>同源性80%，>同源性80%)。下面板:使用保守域注释的人类OGAs。(D)根据保守结构域NAGidase分析OGA同系物的密度分布。(E)预测OGAs的亚细胞位置。简称OGA O-GlcNAcase。

    UniRef90的OGA序列聚类率为70%，代表性序列用于构建系统发育树(图1 c)．的OGA序列Akkermansia(A0A139TME1)中断了拟杆菌门(Bacteroidetes)的OGAs序列Akkermansia通过水平转移(图1 c)．然而，A0A139TME1同源物的系统发育树(在线补充图1A)和基因组分析Akkermansia没有证据表明该基因是通过水平转移获得的(在线补充图1B-I)．此外，对其他82个含有不同OGA序列的基因组的DarkHorse分析表明，所有OGA基因都具有较高的谱系概率指数14（在线补充表3)，表示通过水平转移获得的可能性较低。

    保守结构域分析表明，大多数细菌OGAs具有催化β- n -乙酰基- d -葡萄糖苷酶(NAGidase)结构域，这在人类OGAs中也是保守的(图1 c)．序列相似性分析显示，不同的OGAs之间差异很大(图1 d)．蛋白质定位预测表明，这些酶大多为分泌蛋白(图1 e)．这些结果表明，细菌OGAs可能在操纵宿主蛋白O-GlcNAcylation中发挥作用。

    随后，我们从UniRef90中获得了所有有效OGTs(共121个)，分布于15门20属。它们大多来自板菌门、疣菌门和变形菌门(在线补充图2A)，它们并不是人类肠道中常见的共生体。15值得注意的是，一些OGT编码属甚至是人类的病原体等洋葱而且醋菌属（在线补充表4)．16日17

    大多数细菌ogt被发现有一个或多个蛋白质-蛋白质相互作用域，由超过11个四肽重复序列组成(缩写为TPRs)在线补充图2B)，在人类ogt中也有发现。然而，人类OGT也有一个催化结构域糖基转移酶家族41(糖基转移酶家族41)，它只出现在两个细菌OGT序列中(在线补充图2B)．序列相似性分析显示，细菌OGT同源物之间存在很大差异(在线补充图2C)．蛋白定位预测表明，细菌ogt大多为胞内蛋白(在线补充图2D)．这些结果表明，与细菌OGAs相比，细菌OGT不太可能修饰宿主蛋白O-GlcNAcylation，考虑到它们与人类OGT不同的催化结构域和细胞内位置。

    健康人类肠道中细菌oga编码基因的丰度

    为了研究细菌oga编码和ogt编码基因在人类肠道生态中的丰度，我们在人类肠道微生物组的集成基因目录(IGC)中搜索了上述鉴定的酶。18结果表明，OGA同源物有110个，而IGC中没有ogt同源物。在线补充表5)．因此，接下来的分析主要集中在来自肠道菌群的OGAs。

    上述确定的oga编码基因在1130个宏基因组样本中进行了量化，这些样本来自来自6个国家的11个公开数据集(在线补充表6)．18-28大多数样本(95%以上)检测到oga编码基因，平均相对丰度为5.61×10−5，高于eggNOG数据库标注的其他基因家族的80%。oga编码基因的丰度显示在在线补充图3A而且在线补充表7．与拟杆菌门(Bacteroidetes)相比，厚壁菌门(Firmicutes)和疣菌门(Verrucomicrobia)的oga编码基因在大多数样本中的丰度相对较低(在线补充图3B)．编码有NAGidase结构域的OGAs基因的丰度超过了没有该结构域的基因(在线补充图3C)．考虑到多个因素对个体间微生物区系的影响，我们采用单因素分析比较了不同国家、性别、年龄和体重指数(BMI)的oga编码基因丰度差异。男性与女性之间无显著差异(在线补充图3D,P) = 0.267)。编码oga的基因在不同国家的人身上存在差异:中国的平均相对丰度最高，奥地利的平均相对丰度最低(7.01×10)−5vs 1.26×10−5， p<0.01) (在线补充图3E)．相关分析显示oga编码基因的丰度与BMI或年龄呈负相关(在线补充图3F)个人的。然而，进一步的多变量线性回归分析显示，只有国家对oga编码基因丰度的差异有贡献(数据未显示)。

    UC患者中oga编码基因的丰度下降

    为了进一步研究oga在肠道菌群中的功能意义，我们分析了不同疾病状态下oga编码基因的丰度，包括类风湿关节炎、2型糖尿病、肥胖、肝硬化、克罗恩病(CD)和UC (在线补充表6)．

    在肠外疾病中未发现oga编码基因的显著改变(在线补充图4A-F)．尽管西班牙-CD患者中oga编码基因的丰度升高，但由于CD样本量与对照组相比太小(CD: 17 vs Control: 73)，因此结果需要进一步验证。此外，在美国- cd队列中未发现这种趋势(图2 a, B)．值得注意的是，来自两项独立研究的UC患者表现出oga编码基因丰度下降(图2 a, B)．为了确认UC患者的这些变化，我们使用Shortbred对这两个数据集中分析的oga编码基因进行了靶向分析，并发现了相同的结果(图2 c, D)．Logistic分析表明，编码oga基因的丰度与UC呈显著负相关，而与肠外疾病无显著负相关(图2 e)．

    Association of the abundance of OGA-encoding genes with inflammatory bowel diseases (IBD). Alteration of the abundance of OGAs-encoding genes in Spain-IBD cohort (A, C) or US-IBD cohort (B, D). (E) Forest plot reporting effect size (OR) of the abundance of OGA-encoding genes on different diseases. The gene relative abundances were quantified by method 1 (Bowtie2) and RPKM was quantified by method 2 (Shortbred), as shown in online supplemental materials. P values were computed by Manne-Whitney U tests and corrected by false discovery rate, *P<0.05, **P<0.01. OR was calculated using logistic regression analysis of different datasets. IBD, inflammatory bowel diseases. OGA, O-GlcNAcase; RPKM, reads per kilobase per million mapped reads.
    " data-icon-position="" data-hide-link-title="0">图2
    图2

    oga编码基因丰度与炎症性肠病(IBD)的关联。西班牙- ibd队列(A, C)或美国- ibd队列(B, D)中oga编码基因丰度的变化。(E)森林图报告oga编码基因丰度对不同疾病的效应大小(or)。基因相对丰度用方法1 (Bowtie2)定量，RPKM用方法2 (Shortbred)定量，如所示在线补充资料．P值采用mann - whitney U检验计算，经错误发现率校正，*P<0.05， **P<0.01。OR的计算采用不同数据集的逻辑回归分析。IBD，炎症性肠道疾病。简称OGA O-GlcNAcase;RPKM，读数每千碱基每百万映射读数。

    为了获得更详细的信息，我们根据OGA序列的保守结构域和门分析了西班牙- ibd队列的基因丰度，发现UC中有或没有NAGidase结构域的OGAs的基因丰度都降低了(图3 a, B)．UC中所有三个门oga编码基因的丰度均显著降低(图3汉英)．对每个显著不同基因的进一步分析表明，它们涵盖了所有三个门，以及有或没有NAGidase结构域的蛋白质(图3 f，在线补充表8)．

    Detail of the abundance of OGA-encoding genes in UC. (A, B) Gene abundance of OGAs with or without NAGidase domain in controls and UC. (C–E) Abundance of OGA-encoding genes from different phylum in controls and UC. (F) Heatmap of OGA-encoding genes with significantly different abundance between controls and UC. P values were computed by Manne-Whitney U test and corrected by false discovery rate, *P<0.05. OGA, O-GlcNAcase; UC, ulcerative colitis.
    " data-icon-position="" data-hide-link-title="0">图3
    图3

    UC中oga编码基因丰度的细节。(A, B)对照组和UC中含或不含NAGidase结构域的OGAs基因丰度。(C-E)对照和UC中不同门oga编码基因的丰度。(F)对照与UC之间oga编码基因丰度差异显著的热图。P值采用mann - whitney U检验计算，采用误发现率校正，*P<0.05。简称OGA O-GlcNAcase;UC，溃疡性结肠炎。

    此外，我们试图弄清楚UC患者中这些oga编码基因丰度的降低是否是由于某些物种或菌株的缺乏引起的。我们发现，与oga编码基因丰度正相关的物种大多来自拟杆菌（在线补充图5)，表明这些物种对人类肠道中的OGAs贡献最大。然而，只有少数oga编码物种在UC患者中显著减少，这只能解释部分基因丰度降低，表明UC患者中该功能的社区水平转移(在线补充图6和7，在线补充表8)．

    然后我们调查了UC或CD患者中是否存在更多的OGAs截断或有害变异。从宏基因组数据集中检索OGA同源体，我们发现来自不同样本组的OGA同源体长度相似(在线补充图8A)．然后提取NAGIdase结构域序列并用Oligotype进行分析。29结果表明，UC、CD和对照的所有OGA序列中，配体结合位点周围的11个氨基酸是保守的(在线补充图8B9，在线补充表9)，表明患者体内存在更多截断或有害蛋白质的可能性较低。

    肠道细菌分泌的OGAs可水解宿主细胞中的O-GlcNAcylated蛋白

    由于大多数细菌OGAs被预测为分泌酶，并且具有与人类OGAs相似的保守结构域，我们推测它们可能水解宿主细胞中的O-GlcNAcylated蛋白。我们重点研究了UC患者中基因丰度显著降低的两种细菌OGAs (图3 f):一个是经过实验验证的OGA，名为BtGH84叫多形拟杆菌(KXT29508.1),9另一个是预测的OGAAkkermansia muciniphila(AYR30073.1)，这里命名为AkkGH84 (图4一)．首先，我们获得纯化的His-tag BtGH84和AkkGH84，并用它们生成抗BtGH84抗体和抗AkkGH84抗体。免疫印迹试验结果表明图4 b的上清液B.thetaiotaomicron而且a . muciniphila而不是他们的细菌裂解物，显示出阳性信号，这表明BtGH84和AkkGH84都是分泌蛋白。此外，我们生成了BtGH84 (D263A和D264A，命名为BtGH84- 2d)和AkkGH84 (D240A和D241A，命名为AkkGH84- 2d)的活性位点突变体，发现BtGH84和AkkGH84都能水解Caco-2细胞裂解物中的O-GlcNAcylated蛋白(图4 c)，而激活位点突变体则丧失了这种能力(图4 d)．考虑到O-GlcNAcylation蛋白或去O-GlcNAcylation蛋白是细胞内的过程，我们接下来研究了BtGH84和AkkGH84是否可以在细胞中水解O-GlcNAcylated蛋白。如图4 e在Caco-2细胞培养液中，BtGH84和AkkGH84均能水解O-GlcNAcylated蛋白，且均呈剂量依赖性。与Thiamet G的竞争性抑制作用一致，该化合物有效抑制了AkkGH84和BtGH84对Caco-2细胞O-GlcNAcylated蛋白的活性(图4 f)．这些结果证明，细菌分泌的OGAs可以水解宿主细胞中O-GlcNAcylated的蛋白，并且其功能可以被一种有效的选择性OGA抑制剂Thiamet G抑制。

    Bacterial secreted OGAs can hydrolyse O-GlcNAcylated proteins in human enterocyte-like Caco-2 cells. (A) Schematic of BtGH84 and AkkGH84 domain organisation, the active catalytic sites were indicated in red. (B) Polyclonal antibody against BtGH84 or AkkGH84 was generated and used to detect OGAs in bacterial lysates and supernatant by immunoblot analysis. (C, D) Immunoblot analysis of O-GlcNAc levels in Caco-2 lysates, after incubating the cell lysates with different amounts of BtGH84 or AkkGH84 (C) or their active sites mutants BtGH84-2D or AkkGH84-2D (D). (E, F) Immunoblot analysis of O-GlcNAc levels in Caco-2, after adding into the cell culture supernatant with different amounts of BtGH84 or AkkGH84 (E) or the Thiament G, an OGA inhibitor (F). Data represent the mean of three repeats per group with the SD; **P<0.01, ***P<0.001. OGA, O-GlcNAcase.
    " data-icon-position="" data-hide-link-title="0">图4
    图4

    细菌分泌的OGAs可水解人肠细胞样Caco-2细胞中的O-GlcNAcylated蛋白。(A) BtGH84和AkkGH84结构域组织示意图，红色表示活性催化位点。(B)制备抗BtGH84或AkkGH84的多克隆抗体，用免疫印迹法检测细菌裂解液和上清中的OGAs。(C, D)在Caco-2裂解液中加入不同数量的BtGH84或AkkGH84 (C)或其活性位点突变体BtGH84- 2d或AkkGH84- 2d (D)孵育细胞裂解液后，免疫印迹分析Caco-2中O-GlcNAc水平，在细胞培养上清中加入不同数量的BtGH84或AkkGH84 (E)或OGA抑制剂Thiament G (F)。数据代表每组3次重复的平均值，SD;* * * * * P < 0.01, P < 0.001。简称OGA O-GlcNAcase。

    细菌OGAs可以在多种模型中保护小鼠免于结肠炎

    考虑到O-GlcNAcylation蛋白升高会促进结肠炎症4UC患者的细菌OGA基因丰度显著降低，我们接下来研究是否提供细菌OGAs可以保护小鼠免受右旋糖酐硫酸钠(DSS)诱导的结肠炎，这是一个已经建立的IBD模型。小鼠在DSS诱导结肠炎前3天或1天给予OGAs (图5一个而且在线补充图10A, F)．为了避免在胃肠道中被破坏，我们使用果胶/玉米蛋白珠传递系统来传递OGAs，30.免疫荧光染色显示OGAs可进入结肠细胞(在线补充图11)．在结肠炎诱导7天后，观察到DSS组体重减轻，结肠长度缩短，组织病理学损伤和炎症反应(图5 b-j，在线补充图10)．BtGH84或AkkGH84预处理显著改善了这些参数(图5 b-j, (在线补充图10)，表明细菌OGAs可以预防小鼠dss诱导的结肠炎。

    OGA enzymatic functions are required for bacterial OGAs’ protective effects on DSS-induced colitis. (A) Schematic outline of the DSS-colitis model and the treatment approach. (B) Immunoblot analysis of O-GlcNAc levels in colonic tissue lysates of mice. (C–F) Disease severity of DSS-colitis mice treated with wild type enzymes or their active sites mutants: body weight change (C), histology manifestation on H&E staining (D), scale bar: 200 µm, colon length (E) and inflammation score (F). (G–J) Proinflammatory cytokines in colonic tissue lysates. Data represent the mean of three repeats per group with the SD; *P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001. DSS, dextran sulfate sodium; IL, interleukin; OGA, O-GlcNAcase; TNF, tumour necrosis factor.
    " data-icon-position="" data-hide-link-title="0">图5
    图5

    细菌OGAs对dss诱导的结肠炎的保护作用需要OGA酶的功能。(A) dss -结肠炎模型及治疗方法示意图。(B)小鼠结肠组织裂解液中O-GlcNAc水平的免疫印迹分析。(C - F)野生型酶或其活性位点突变体处理dss -结肠炎小鼠的疾病严重程度:体重变化(C)， H&E染色组织学表现(D)，比例尺:200µm，结肠长度(E)和炎症评分(F)。(G-J)结肠组织裂解物中的促炎细胞因子。数据用SD表示每组3次重复的平均值;* p <0.05， ** p <0.01， *** p <0.001。DSS，葡聚糖硫酸钠;IL,白介素;简称OGA O-GlcNAcase;肿瘤坏死因子。

    为了进一步评估细菌OGAs改善已建立的结肠炎的能力(治疗效果)，在DSS结肠炎诱导后的不同时间点给小鼠使用细菌OGAs(0-3天，(在线补充图10A,F)．结果表明，从第0天和第1天开始给药，细菌OGAs可有效改善dss诱导的结肠炎，从第2天开始部分失去保护功能，从第3天开始完全失去这些作用(在线补充图10)．综上所述，这些数据表明，细菌OGAs对dss诱导的结肠炎具有预防和治疗作用，在炎症的初始阶段给药效果更好。

    此外，我们发现经细菌气体处理的小鼠对2,4,6-三硝基苯磺酸或恶唑啉酮诱导的结肠炎也具有耐药性(图6)，表明细菌OGAs对多种化学诱导的结肠炎具有积极的保护作用。

    The protective effects of bacterial-derived OGAs BtGH84 and AkkGH84 against TNBS-induced or OXA-induced colitis. (A, F) Schematic outline of the TNBS-colitis model (A), OXA-colitis model (F) and their treatment approach. (B–E, G–J) Disease severity of colitis mice: body weight change (B, G), colon length (C, H); histology manifestation on H&E staining (D, I), scale bar: 200 µm and inflammation score (E, J). Data represent the mean of three repeats per group with the SD; *P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001. OGA, O-GlcNAcase’ OXA, oxazolone; TNBS, 2,4,6-trinitrobenzenesulfonic acid.
    " data-icon-position="" data-hide-link-title="0">图6
    图6

    细菌源性OGAs BtGH84和AkkGH84对tnbs诱导或oxa诱导的结肠炎的保护作用。(A, F) tnbs -结肠炎模型(A)、oxa -结肠炎模型(F)的示意图及其治疗方法。(B - e, G - j)结肠炎小鼠疾病严重程度:体重变化(B, G)，结肠长度(C, H);H&E染色组织学表现(D, I)、比例尺:200µm、炎症评分(E, J)。数据表示每组3次重复的平均值，SD;* p <0.05， ** p <0.01， *** p <0.001。OGA, o - glcncase ' OXA，恶唑啉酮;TNBS, 2,4,6-三硝基苯磺酸。

    细菌OGAs可通过其OGA酶活性改善结肠炎

    为了测试细菌OGA的保护作用是否需要酶活性，用野生型酶或其活性位点突变体(BtGH84-2D, AkkGH84-2D)预处理小鼠，然后用DSS诱导结肠炎。免疫印迹显示dss -结肠炎小鼠结肠组织整体O-GlcNAcylation水平升高。BtGH84和AkkGH84，而不是它们的活性位点突变体，使O-GlcNAcylation水平正常化(图5 b)．相应地，BtGH84和AkkGH84改善了dss诱导的结肠炎，包括减轻体重减轻(图5 c)，改善结肠组织损伤(图5 d, E)和抑制肠道炎症(图5 f j)，而它们的活性位点突变体失去了这些能力。这些结果表明，BtGH84和AkkGH84的结肠炎保护作用需要OGA酶活性。

    最后，我们测试了BtGH84和AkkGH84是否通过水解O-GlcNAcylated蛋白来保护小鼠免受结肠炎(在线补充图12A)．如在线补充图12B-J，选择性OGA抑制剂Thiamet G显著抑制了细菌OGAs的酶促功能，也取消了其对结肠炎的保护作用。这些结果证明，细菌OGAs可以通过降低结肠组织中O-GlcNAcylation蛋白来缓解结肠炎。

    细菌OGAs可水解O-GlcNAcylated NF-κB-p65和IKKβ抑制NF-κB信号通路

    T细胞是参与肠道炎症发病机制的重要细胞类型。31日32我们已证明细菌OGAs可水解Caco-2细胞中的O-GlcNAcylated蛋白(图4 c)．为了全面研究负责细菌OGAs保护作用的细胞类型，我们进一步测试了它们对人类T细胞的作用。正如预期的那样，我们发现BtGH84和AkkGH84也可以水解T细胞中的O-GlcNAcylated蛋白(图7)．接下来，为了破译可能介导细菌OGAs保护作用的目标分子，我们对从T细胞裂解物中富集的O-GlcNAcylated肽进行了质谱分析。结果表明，与对照组相比，脂多糖(LPS)处理的T细胞组有916个O-GlcNAcylated多肽(属于848种蛋白质)升高。其中，BtGH84 + LPS组和AkkGH84 + LPS组O-GlcNAcylated的573个肽(属于538个蛋白)均减少(在线补充表10)．特异性，NF-κB-p65亚基和IKKβ，其O-GlcNAcylation已被报道激活NF-κB信号通路和随后的炎症，4 33 34仅在lps处理的T细胞组中检测到。此外，琥珀酰化的小麦胚芽凝集素琼脂糖拉下和免疫沉淀实验证实，LPS可以诱导T细胞和Caco-2细胞的NF-κB-p65和IKKβ O-GlcNAcylation，这可以被细菌OGAs重新正常化(图7 b, C，在线补充图13B,C)．

    LPS-induced NF-κB-p65 subunit and IKKβ O-GlcNAcylation and subsequent NF-κB signalling activation in Jurkat cells were blocked by BtGH84 and AkkGH84. Jurkat cells were pretreated with BtGH84, AkkGH84, BtGH84-2D or AkkGH84-2D, followed by LPS incubation for. (A) Whole cell extracts were analysed with immunoblots for O-GlcNAc, NF-κB-p65, IKKβ and IκBα. β-actin serves as a loading control. (B) O-GlcNAcylated proteins in Jurkat were pulled down using sWGA beads. O-GlcNAc, NF-κB-p65, IKKβ and IκBα in the pull-down complexes were detected using immunoblots. (C) Whole cell extracts of Jurkat were immunoprecipiated with anti-NF-κB-p65 or anti-IKKβ antibody. The O-GlcNAcylated NF-κB-p65 and IKKβ were detected using anti-O-GlcNAc antibody. (D–F) Cytosolic and nuclear sections were analysed by immunoblots for IκBα and NF-κB-p65, respectively. β-actin serves as a loading control of cytosolic section; histone-H3 serves as a loading control of nuclear. (G) Jurkat were transfected with pGL3/NF-κB and PRL, followed by treated with BtGH84, AkkGH84, BtGH84-2D or AkkGH84-2D as described above. Afterward, cells were harvested for luciferase activity assay. (H, I) Proinflammatory cytokines levels in treated Jurkat. Data represent the mean of three repeats per group with the SD; *P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001. LPS, lipopolysaccharide; NS, not significant; sWGA, succinylated wheat germ agglutinin agarose.
    " data-icon-position="" data-hide-link-title="0">图7
    图7

    lps诱导的NF-κB-p65亚基和IKKβ O-GlcNAcylation以及随后的NF-κB信号通路激活被BtGH84和AkkGH84阻断。用BtGH84、AkkGH84、BtGH84- 2d或AkkGH84- 2d预处理Jurkat细胞，然后用LPS孵育。(A)全细胞提取物用免疫印迹法检测O-GlcNAc、NF-κB-p65、IKKβ和IκBα。β-肌动蛋白作为负荷控制。(B)在Jurkat中O-GlcNAcylated的蛋白被sWGA珠拉下来。免疫印迹法检测下拉复合体中的O-GlcNAc、NF-κB-p65、IKKβ和IκBα。(C) Jurkat全细胞提取物用抗nf -κB-p65或抗ikk β抗体免疫沉淀。采用抗o - glcnac抗体检测o - glcnac酰化NF-κB-p65和IKKβ。(D-F)细胞质切片和核切片分别用免疫印迹法检测IκBα和NF-κB-p65。β-肌动蛋白作为细胞质切片的负载控制; histone-H3 serves as a loading control of nuclear. (G) Jurkat were transfected with pGL3/NF-κB and PRL, followed by treated with BtGH84, AkkGH84, BtGH84-2D or AkkGH84-2D as described above. Afterward, cells were harvested for luciferase activity assay. (H, I) Proinflammatory cytokines levels in treated Jurkat. Data represent the mean of three repeats per group with the SD; *P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001. LPS, lipopolysaccharide; NS, not significant; sWGA, succinylated wheat germ agglutinin agarose.

    为了研究细菌OGAs对NF-κB-p65/IKKβ去o - glcnacylation后NF-κB信号通路是否受到抑制，我们在不同组中检测了NF-κB-p65的核转导和炎症因子的释放。结果表明，LPS刺激后，所有这些事件均升高，而细菌OGAs则抑制这些事件(图7 d - i，在线补充资料)．最后，我们验证了细菌OGAs对DSS结肠炎模型结肠组织的NF-κB-p65/IKKβ de-O-GlcNAcylation功能和NF-κB信号抑制作用(图8和5G,H)．综上所述，这些结果证明，细菌OGAs可以水解酶O-GlcNAcylated NF-κB-p65/IKKβ抑制NF-κB信号通路，这可能是其对结肠炎保护作用的原因。

    DSS-mediated NF-κB-p65 subunit/IKKβ O-GlcNAcylation and subsequent NF-κB signalling activation in mouse were alleviated by BtGH84 and AkkGH84. Mice were treated with control, DSS, DSS+BtGH84, DSS+AkkGH84, DSS+BtGH84-2D and DSS+AkkGH84-2D as described in methods. (A, C, D) Colonic tissue lysates were immunoprecipitated with anti-NF-κB-p65 or anti-IKKβ antibody. The O-GlcNAcylated NF-κB-p65 and IKKβ were detected using anti-O-GlcNAc antibody. (B, E, F) Cytosolic and nuclear sections from colonic tissue lysates were analysed by immunoblots for IκBα and NF-κB-p65, respectively. β-actin serves as a loading control of cytosolic section; histone-H3 serves as a loading control of nuclear. Data represent the mean of 3 repeats per group with the SD; *P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001. DSS, dextran sulfate sodium; NS, not significant.
    " data-icon-position="" data-hide-link-title="0">图8
    图8

    BtGH84和AkkGH84缓解了dss介导的NF-κB-p65亚基/IKKβ O-GlcNAcylation和随后的NF-κB信号通路激活。对照组、DSS、DSS+BtGH84、DSS+AkkGH84、DSS+BtGH84- 2d、DSS+AkkGH84- 2d按方法处理。(A, C, D)结肠组织裂解物用抗nf -κB-p65或抗ikk β抗体免疫沉淀。采用抗o - glcnac抗体检测o - glcnac酰化NF-κB-p65和IKKβ。(B, E, F)分别用免疫印迹法分析结肠组织裂解物的胞质切片和核切片中IκBα和NF-κB-p65的表达。β-肌动蛋白作为细胞质切片的负载控制;组蛋白h3作为核的负载控制。数据用SD表示每组3次重复的平均值;* p <0.05， ** p <0.01， *** p <0.001。DSS，葡聚糖硫酸钠; NS, not significant.

    讨论

    肠道微生物来源的酶长期以来被认为对肠道生理和病理有很大的影响。35 36它们大多通过产生小分子，如吲哚本体酸、胆汁酸、三甲胺和短链脂肪酸起作用。》在这里，我们首先将肠道微生物来源的OGAs与宿主蛋白O-GlcNAc修饰和肠道炎症联系起来。

    这项研究最深刻的结果是，细菌来源的OGAs可以修饰宿主蛋白O-GlcNAcylation，这是一个参与炎症、衰老和肿瘤发生的重要细胞内过程。人类蛋白O-GlcNAcylation一直被认为是由一对人类编码酶控制的:OGT和OGA。1尽管细菌OGAs具有与人类OGAs相同的催化结构域，但它们在修饰宿主蛋白O-GlcNAcylations中的作用从未被研究过。主要的问题是蛋白质O-GlcNAcylation是一个细胞内的过程。事实上，细菌蛋白主要通过分泌系统和内吞作用两种途径进入宿主细胞。虽然大多数细菌OGAs被预测为分泌蛋白，但只有少数被预测为分泌系统效应物。在本实验中，我们证明了两种细菌分泌的OGAs在独立于细菌使用时，在体外和体内都能进入宿主细胞并水解宿主细胞中的O-GlcNAcylated蛋白，这表明内吞作用可能是细菌OGAs进入宿主细胞的主要途径。鉴于OGA基因广泛分布于人类肠道菌群中，且在健康人类肠道样本中丰度较高(在线补充图3A)，我们推测，细菌来源的OGAs在调节宿主生理方面可能发挥着比我们想象的更重要的作用。

    O-GlcNAc修饰在肠道炎症中的作用存在争议。需要讨论的一个重要问题是O-GlcNAcylation水平在肠道炎症期间是如何变化的。尽管多项研究表明结肠炎小鼠结肠组织中O-GlcNAcylation水平升高。4 34 40赵等在小样本量(Con: 14, UC: 13, CD: 10)中显示，肠道炎症患者上皮O-GlcNAcylation水平下降。41这一结果需要进一步验证，因为最近的一项研究发现，在更大的样本量中有相反的变化(Con 45, cd58)。34另一个问题是o - glc酰化蛋白对肠道炎症有什么影响。赵等paneth细胞中O-GlcNAcylation的缺失导致肠道炎症。41o - glc酰化与其他研究相反4 34可以解释为赵等使用paneth细胞特异性OGT敲除模型，不能全面评估O-GlcNAcylation在肠道组织中的整体影响。杨等和太阳等研究表明，肠道组织中O-GlcNAcylation总体水平的降低可能导致肠道炎症，其中NF-κB信号通路发挥关键作用。4 34因此，在本研究中，我们发现细菌OGAs可以水解NF-κB p65亚基上的O-GlcNAcylation酶，抑制免疫细胞和上皮细胞的后续炎症反应，并在多个模型中保护小鼠免于结肠炎。考虑到NF-κB信号通路介导炎症在UC发病中的关键作用，42 43我们推测NF-κB-p65亚基上的去o - glcnacylation可能是细菌OGA保护作用的主要机制。然而，研究其他负责细菌OGAs保护作用的蛋白质是必要的，我们的质谱分析分析结果可能为未来的研究提供有用的资源。

    本研究结合生物信息学方法、宏基因组学分析和生物实验，首次将肠道微生物气体与肠道生理病理联系起来。鉴于O-GlcNAcylation在肠道生理中的多种功能以及OGAs在肠道微生物中的广泛分布，进一步探索细菌OGAs控制宿主蛋白O-GlcNAcylation稳态的机制可能为UC的微生物治疗提供新的策略。

    方法

    生物信息学分析

    给出了生物信息学分析和宏基因组定量的详细方法在线补充资料．本研究中使用的所有生物信息学工具均在在线补充表11．

    蛋白表达、纯化及多克隆抗体的生成

    用合成的寡核苷酸扩增BtGH84或AkkGH84基因序列，采用PCR诱变法将D263/D264 (BtGH84)和D240/D241 (AkkGH84)突变为丙氨酸。这些基因序列被亚克隆到表达载体pET-28a (Addgene)中。DNA序列经测序验证并转化为大肠杆菌BL21 (DE3)。用异丙基-β-d-硫半乳糖苷(Sigma-Aldrich)诱导蛋白表达后，收获细菌，用超声波裂解。可溶性部分蛋白用His-Bind纯化试剂盒(Novagen)纯化。重组BtGH84, AkkGH84及其突变蛋白通过EndoTrap Red内毒素去除柱(Hyglos)，根据制造商的说明去除潜在的内毒素。

    雌性新西兰兔经皮内反复注射全长BtGH84或AkkGH84与等量的弗氏佐剂(Sigma-Aldrich)免疫。兔子被牺牲，它们的血液在最后的提升后被收集。从血液中收集抗血清，用于进行免疫印迹分析，如下所述。

    细胞培养及处理

    人结肠癌细胞系Caco-2和人急性t细胞白血病细胞系Jurkat购自上海细胞生物学研究所(上海，中国)。细胞常规培养于Eagle 's Minimum Essential Medium，含有10%热灭活胎牛血清(PAN Biotech, Aidenbach, Germany)， 1%青霉素-链霉素(HyClone, USA)，在5% CO的潮湿气氛中2．为了确定OGAs的水解效果，将Caco-2或Jurkat接种到6孔板中进行免疫印迹分析。第二天，用含LPS (100 ng/mL)、BtGH84、BtGH84- 2d、AkkGH84或AkkGH84- 2d(10-200µg/mL)的非血清培养基刺激细胞4小时。在研究抑制剂作用的实验中，在使用OGAs刺激细胞前，先用Thiamet G (Sigma-Aldrich)预刺激细胞2小时。治疗后，将细胞裂解并使用免疫印迹法检测O-GlcNAcylation，如下所述。

    动物和dss诱导的结肠炎

    所有涉及动物的研究均经伦理委员会批准，并严格按照南方医科大学动物护理指南进行。C57BL/6J小鼠、新西兰兔购自南方医科大学动物实验中心。动物被安置在12小时光照-12小时黑暗循环下，它们可以免费获得高压灭菌器食物和水。动物护理和实验程序是在氯胺酮和利多卡因的麻醉下进行的，并尽最大努力将痛苦降至最低。

    在年龄和性别匹配的C57BL/6J小鼠中口服3% (w/v) DSS (Sigma-Aldrich, 40 KDa)于饮用水中诱导DSS结肠炎5天，然后自来水2天。小鼠每天口服蛋白珠，直到实验结束。每天监测体重。第8天处死小鼠，测量结肠长度。结肠组织用4%多聚甲醛固定，石蜡包埋，H&E染色。以体重减轻、隐血、大便稠度为指标，盲法评定炎症严重程度。

    附录中描述了附加协议、材料和方法在线补充资料．

    数据可用性声明

    所有与研究相关的数据都包含在文章中或作为在线补充信息上传。

    伦理语句

    伦理批准

    所有动物实验均经南方医科大学医学伦理委员会批准。

    致谢

    感谢杨武博士对本研究的统计分析提供专业意见。

    参考文献

    1. ↵
      2. 杨X，
      3. 钱K
      ．蛋白质o - glc酰化:新兴机制和功能．Nat Rev Mol细胞生物学2017；18：452- - - - - -65．doi: 10.1038 / nrm.2017.22pmid:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28488703
      OpenUrl CrossRef PubMed
    2. ↵
      2. 哈特吉瓦
      ．三十年的研究o - glc酰化–一个主要的营养传感器，调节信号，转录和细胞代谢．前性2014；5：183．doi: 10.3389 / fendo.2014.00183
    3. ↵
      2. 汉诺威晶澳，
      3. 克劳斯兆瓦，
      4. 爱直流
      ．通过o - glc酰化将代谢与表观遗传学联系起来．Nat Rev Mol细胞生物学2012；13：312- - - - - -21．doi: 10.1038 / nrm3334
      OpenUrl CrossRef PubMed
    4. ↵
      2. 杨年，
      3. 金DH，
      4. 搜索引擎优化Y-K，等
      ．O-GlcNAcylation升高通过调节NF-κB信号通路促进结肠炎症和肿瘤发生．Oncotarget2015；6：12529- - - - - -42．doi: 10.18632 / oncotarget.3725
      OpenUrl CrossRef
    5. ↵
      2. 李Y，
      3. 谢米，
      4. 男人l，等
      ．o -葡萄糖酰化在免疫和炎症中的作用:一个复杂的系统(综述)．国际Mol医学2019；44：363- - - - - -74．doi: 10.3892 / ijmm.2019.4238pmid:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31198979
      OpenUrl CrossRef PubMed
    6. ↵
      2. Baudoinl，
      3. IssadT
      ．o -葡萄糖酰化和炎症:有待探索的广阔领域．前性2014；5：235．doi: 10.3389 / fendo.2014.00235pmid:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25620956
      OpenUrl PubMed
    7. ↵
      2. 刘F，
      3. 伊克巴尔K，
      4. Grundke-Iqbal我，等
      ．O-GlcNAcylation调节tau的磷酸化:阿尔茨海默病的一种机制．美国国立自然科学研究院2004；101：10804- - - - - -9．doi: 10.1073 / pnas.0400348101
      OpenUrl 摘要/免费的全文
    8. ↵
      2. 陆问，
      3. 李年代，
      4. 邵F
      ．甜言蜜语:细菌与宿主相互作用中的蛋白质糖基化．趋势Microbiol2015；23：630- - - - - -41．doi: 10.1016 / j.tim.2015.07.003
      OpenUrl CrossRef PubMed
    9. ↵
      2. 丹尼斯RJ，
      3. 泰勒EJ，
      4. Macauley女士，等
      ．具有O-GlcNAcase活性的细菌β-葡萄糖氨基苷酶的结构和机制．Nat Struct Mol生物学2006；13：365- - - - - -71．doi: 10.1038 / nsmb1079
      OpenUrl CrossRef PubMed 科学网
    10. ↵
      2. 史W-W，
      3. 姜Y-L，
      4. 朱F，等
      ．小说结构O-联n -乙酰- d -葡萄糖胺(O-GlcNAc)转移酶，GtfA，揭示了into肺炎球菌富丝氨酸重复粘连蛋白的糖基化．生物化学2014；289：20898- - - - - -907．doi: 10.1074 / jbc.M114.581934pmid:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24936067
      OpenUrl 摘要/免费的全文
    11. ↵
      2. 古滕贝格G，
      3. Hornei年代，
      4. 闪避T，等
      ．产气荚膜梭菌TpeL毒素的分子特性和Ras单O - glna酰化在活细胞中的影响．生物。化学。2012；287：24929- - - - - -40．doi: 10.1074 / jbc.M112.347773
      OpenUrl 摘要/免费的全文
    12. ↵
      2. 帕沙克年代，
      3. BorodkinVS，
      4. AlbarbarawiO，等
      ．TAB1的O -GlcNAcylation调节tak1介导的细胞因子释放．Embo J2012；31：1394- - - - - -404．doi: 10.1038 / emboj.2012.8
      OpenUrl 摘要/免费的全文
    13. ↵
      2. 邹Y，
      3. 雪W，
      4. 罗G，等
      ．来自培养的人类肠道细菌的1520个参考基因组使功能微生物组分析成为可能．生物科技Nat》2019；37：179- - - - - -85．doi: 10.1038 / s41587 - 018 - 0008 - 8pmid:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30718868
      OpenUrl PubMed
    14. ↵
      2. 就达年代，
      3. GaasterlandT
      ．DarkHorse:一种全基因组水平基因转移预测方法．基因组医学杂志2007；8：R16．doi: 10.1186 / gb - 2007 - 8 - 2 - r16
    15. ↵
      2. HuttenhowerC，
      3. GeversD，
      4. 骑士R，等
      ．健康人体微生物群的结构、功能和多样性．自然2012；486：207- - - - - -14．doi: 10.1038 / nature11234pmid:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22699609
      OpenUrl CrossRef PubMed 科学网
    16. ↵
      2. Benanti埃尔，
      3. 阮厘米，
      4. 韦尔奇医学博士
      ．毒性伯克霍尔德氏菌模仿宿主肌动蛋白聚合酶来驱动基于肌动蛋白的运动．细胞2015；161：348- - - - - -60．doi: 10.1016 / j.cell.2015.02.044pmid:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25860613
      OpenUrl CrossRef PubMed
    17. ↵
      2. Bittar这F，
      3. Reynaud-Gaubert米，
      4. 托马斯。P，等
      ．肺移植术后印尼醋杆菌肺炎．新兴感染疾病2008；14：997- - - - - -8．doi: 10.3201 / eid1406.071236pmid:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18507930
      OpenUrl CrossRef PubMed
    18. ↵
      2. 李J，
      3. 贾H，
      4. 蔡X，等
      ．人类肠道微生物组内参基因的综合目录．生物科技Nat》2014；32：834- - - - - -41．doi: 10.1038 / nbt.2942
      OpenUrl CrossRef PubMed
    19. ↵
      1. 人类微生物组项目联盟
      ．人类微生物组研究框架．自然2012；486：215- - - - - -21．doi: 10.1038 / nature11209pmid:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22699610
      OpenUrl CrossRef PubMed 科学网
    20. ↵
      2. 秦N，
      3. 杨F，
      4. 李一个，等
      ．肝硬化患者肠道微生物群的改变．自然2014；513：59- - - - - -64．doi: 10.1038 / nature13568
      OpenUrl CrossRef PubMed
    21. ↵
      2. 勒夏特列原理E，
      3. 尼尔森T，
      4. 秦J，等
      ．人体肠道微生物丰富度与代谢标志物相关．自然2013；500：541- - - - - -6．doi: 10.1038 / nature12506
      OpenUrl CrossRef PubMed 科学网
    22. ↵
      2. 张X，
      3. 张D，
      4. 贾H，等
      ．类风湿性关节炎患者口腔和肠道微生物群紊乱，治疗后部分恢复正常．Nat地中海2015；21：895- - - - - -905．doi: 10.1038 / nm.3914pmid:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26214836
      OpenUrl CrossRef PubMed
    23. ↵
      2. 秦J，
      3. 李Y，
      4. 蔡Z，等
      ．2型糖尿病患者肠道菌群宏基因组范围的关联研究．自然2012；490：55- - - - - -60．doi: 10.1038 / nature11450
      OpenUrl CrossRef PubMed 科学网
    24. ↵
      2. Karlsson跳频，
      3. TremaroliV，
      4. Nookaew我，等
      ．正常、受损和糖尿病血糖控制的欧洲女性的肠道宏基因组．自然2013；498：99- - - - - -103．doi: 10.1038 / nature12198
      OpenUrl CrossRef PubMed 科学网
    25. ↵
      2. 尼尔森乙肝，
      3. 阿尔梅达米，
      4. 容克作为，等
      ．在不使用参考基因组的情况下鉴定和组装复杂宏基因组样本中的基因组和遗传元件．生物科技Nat》2014；32：822- - - - - -8．doi: 10.1038 / nbt.2939
      OpenUrl CrossRef PubMed
    26. ↵
      2. 罗伊德•普莱斯J，
      3. ArzeC，
      4. Ananthakrishnan一个，等
      ．炎症性肠病中肠道微生物生态系统的多组学研究．自然2019；569：655- - - - - -62．doi: 10.1038 / s41586 - 019 - 1237 - 9
      OpenUrl CrossRef PubMed
    27. ↵
      2. 冯问，
      3. 梁年代，
      4. 贾H，等
      ．肠道微生物组沿结直肠腺瘤-癌序列的发展．Nat Commun2015；6：6528．doi: 10.1038 / ncomms7528
    28. ↵
      2. 秦J，
      3. 李R，
      4. RaesJ，等
      ．宏基因组测序建立的人体肠道微生物基因目录．自然2010；464：59- - - - - -65．doi: 10.1038 / nature08821
      OpenUrl CrossRef PubMed 科学网
    29. ↵
      2. Eren我，
      3. Maignienl，
      4. 南WJ，等
      ．寡分型:利用16S rRNA基因数据区分密切相关的微生物类群．方法生态进化2013；4：1111- - - - - -9．2041 - 210 - x.12114 doi: 10.1111 /
      OpenUrl CrossRef PubMed
    30. ↵
      2. 高J，
      3. 李Y，
      4. 王ydF4y2BaY，等
      ．一种来自鼠李糖乳杆菌GG的新型后生物，对肠屏障功能有有益的影响．前面Microbiol2019；10：477．doi: 10.3389 / fmicb.2019.00477
    31. ↵
      2. PelczarP，
      3. Witkowski米，
      4. 佩雷斯LG，等
      ．T细胞来源的IL-22BP在炎症性肠病中的致病作用．科学2016；354：358- - - - - -62．doi: 10.1126 / science.aah5903
      OpenUrl 摘要/免费的全文
    32. ↵
      2. Zundler年代，
      3. 书评D，
      4. 费舍尔一个，等
      ．阻断αEβ7整合素抑制CD8的积累+和来自IBD患者体内炎症肠道的Th9淋巴细胞．肠道2017；66：1936- - - - - -48．doi: 10.1136 / gutjnl - 2016 - 312439pmid:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27543429
      OpenUrl 摘要/免费的全文
    33. ↵
      2. 杨WH，
      3. 公园SY，
      4. 不结盟运动HW，等
      ．在高血糖条件下，Nfkappab激活与其O-GlcNAcylation状态相关．美国国立自然科学研究院2008；105：17345- - - - - -50．doi: 10.1073 / pnas.0806198105pmid:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18988733
      OpenUrl 摘要/免费的全文
    34. ↵
      2. 太阳Q-H，
      3. 王y，
      4. 刘G，等
      ．克罗恩病o -联glnacylation增强促进肠道炎症．E生物医学2020；53：102693．
      OpenUrl
    35. ↵
      2. 棕色（的）JM，
      3. 海森SL
      ．靶向微生物代谢产物以改善人类健康:药物发现的下一个前沿．生物化学2017；292：8560- - - - - -8．doi: 10.1074 / jbc.R116.765388pmid:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28389555
      OpenUrl 摘要/免费的全文
    36. ↵
      2. 早期年代，
      3. 路德T，
      4. Karch一个，等
      ．宿主菌群的致病功能．微生物组2018；6：174．doi: 10.1186 / s40168 - 018 - 0542 - 0
      OpenUrl CrossRef
    37. ↵
      2. 首歌Z，
      3. 蔡Y，
      4. 老挝X，等
      ．基于全球人类肠道微生物群的细菌胆盐水解酶(BSH)基因的分类分析和种群模式．微生物组2019；7：9．doi: 10.1186 / s40168 - 019 - 0628 - 3
      OpenUrl CrossRef
    38. ↵
      2. 琼斯BV，
      3. 贝格利米，
      4. 山C，等
      ．人类肠道微生物组中胆盐水解酶活性的功能和比较宏基因组分析．美国国立自然科学研究院2008；105：13580- - - - - -5．doi: 10.1073 / pnas.0804437105
      OpenUrl 摘要/免费的全文
    39. ↵
      2. Roager嗯，
      3. 轻的TR
      ．健康和疾病中的微生物色氨酸分解代谢产物．Nat Commun2018；9：3294．doi: 10.1038 / s41467 - 018 - 05470 - 4
    40. ↵
      2. 李X，
      3. 张Z，
      4. 李l，等
      ．髓源性Cullin 3通过抑制OGT表达促进STAT3磷酸化并预防肠道炎症．J实验医学2017；214：1093- - - - - -109．doi: 10.1084 / jem.20161105pmid:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28280036
      OpenUrl 摘要/免费的全文
    41. ↵
      2. 赵米，
      3. 熊X，
      4. 任K，等
      ．肠上皮o - glc酰化缺乏易引起肠道炎症．EMBO Mol医学2018；10：e8736．doi: 10.15252 / emmm.201708736pmid:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29941542
      OpenUrl 摘要/免费的全文
    42. ↵
      2. 王G，
      3. 徐B，
      4. 史F，等
      ．富甲烷生理盐水通过阻断TLR4/NF-κB/MAPK通路和促进IL-10/JAK1/ stat3介导的抗炎作用对乙酸诱导的溃疡性结肠炎的保护作用．oxidmedcell longv2019；2019：7850324．doi: 10.1155 / 2019/7850324pmid:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31182999
      OpenUrl PubMed
    43. ↵
      2. 很l，
      3. Jørgensen六世，
      4. 佩尔奈一个，等
      ．胶原性和溃疡性结肠炎患者结肠黏膜中核因子kappaB的激活．肠道2005；54：503- - - - - -9．doi: 10.1136 / gut.2003.034165pmid:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15753535
      OpenUrl 摘要/免费的全文

    补充材料

    脚注

    • XH、JG和LP贡献均等。

    • 贡献者HC, PZ, MZ和XH构思并设计了该研究。HC, JG, PZ, LP, MZ和XH贡献了数据分析和起草手稿。XH、JG、LP、TH、PZ、MZ和YW进行了生物信息学和生物实验分析。所有作者都阅读并批准了最终的手稿。

    • 资金国家自然科学基金(NSFC-31900101, 81801985)资助。

    • 相互竞争的利益没有宣布。

    • 出处和同行评审不是委托;外部同行评审。

    • 补充材料此内容由作者提供。它没有经过BMJ出版集团有限公司(BMJ)的审查，也可能没有经过同行评审。讨论的任何意见或建议仅是作者的意见或建议，不被BMJ认可。BMJ不承担因对内容的任何依赖而产生的所有责任和责任。如果内容包括任何翻译材料，BMJ不保证翻译的准确性和可靠性(包括但不限于当地法规、临床指南、术语、药品名称和药物剂量)，并且对因翻译和改编或其他原因引起的任何错误和/或遗漏不负责。