Advanced Science 微生物组领域精选合集。
为庆祝Wiley向生命健康与环境科学重点领域进行战略拓展，Advanced Portfolio重磅推出微生物组领域线上专题精选合集。本合集聚焦活体微生物组材料、肠道菌群、饮食–微生物组互作、衰老相关菌群失衡、单细胞微生物组测序、长读长扩增子分析、人工智能与机器学习驱动的微生物组解析等核心方向，系统遴选前沿成果，集中展现微生物组研究从基础机制解析、技术方法创新到疾病防治与临床转化的最新进展
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https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/toc/10.1002/(ISSN)2198-3844.-microbiome
Living Hydrogels: Harnessing Microorganism–Material Synergy for Next-Generation Therapeutics
作者：Shuifang Mao, Bingyao Bai, Xingqian Ye, Yiliang Lin
First published: 02 April 2026
https://doi.org/10.1002/advs.202521766
基于益生菌的微生物治疗具有自适应、持续作用和微环境响应等优势，但其直接应用仍面临活性不足、靶部位滞留有限及难以实现时空精准调控等问题。将益生菌封装于水凝胶中，可提高微生物组稳定性和体内滞留，并通过水凝胶–微生物组协同作用实现持续、可控的治疗递送。本综述系统总结了活体微生物组水凝胶（living hydrogels）的材料设计、构建策略及协同机制，并重点介绍其在胃肠道疾病、创面修复和肿瘤免疫治疗等领域的应用，同时讨论其临床转化面临的挑战与未来发展方向。
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Identifying Cytokine Motif-Containing, Immunomodulatory Bacterial Proteins in Human Gut Microbiome
作者：Ziyu Wang, Siqi Guo, Jing Li, Qianqian Huang, Jing Ning, Binbin Xia, Xun Lv, Xiang Liu, Zeyu Gao, Jine Li, Longchao Liu, Moshi Song, Jun Wang
First published: 23 March 2026
https://doi.org/10.1002/advs.202520332
作者通过构建隐马尔可夫模型（HMM），从细菌基因组及结直肠癌（CRC）相关宏基因组数据中筛选并富集CRC相关CMCPs。随后对候选序列的序列与结构相似性进行分析，并利用工程化大肠杆菌Nissle1917（EcN）在小鼠肿瘤模型中递送候选分子，同时结合小鼠免疫细胞体外实验进行功能验证。结果显示，这些候选分子能够诱导抗肿瘤免疫效应。
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Forecasting Root Rot Disease through Predictive Microbial Functional Profiling
作者：Chuan You, Peng Ren, Ying Guan, Kai Gong, Zhen Hua, Wuxian Zhou, Xinlan Mei, Yikui Wang, Xiaofang Wang, Yangchun Xu, Qirong Shen, Zhong Wei
First published: 17 February 2026
https://doi.org/10.1002/advs.202522628
本研究构建了一种土传病害预测框架，使疾病风险评估从传统的现象观察进一步发展为基于微生物组功能基因的可靠预测。该框架将微生物组功能基因作为具有预测价值的生物标志物，并通过针对核心胁迫响应基因的靶向定量PCR检测与机器学习相结合，可在植物尚未出现明显症状的土壤中识别根腐病发生风险，预测准确率超过80%。该方法具有良好的可扩展性和较高的预测精度，可为土传病害的预警性管理和提前干预提供技术支持，并为可持续作物保护提供一种具有应用潜力的精准防控工具。
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The Microbiota Shapes Central Nervous System Myelination in Early Life
作者：Caoimhe M. K. Lynch, Emily G. Knox, Daniel Soong, Thomaz F. S. Bastiaanssen, Kalevi Trontti, Gabriel S. S. Tofani, Sophia Ivaschuk, Michael K. Collins, Donia Arafa, Jatin Nagpal, Iiris Hovatta, David A. Lyons, Gerard Clarke, John F. Cryan
First published: 18 January 2026
https://doi.org/10.1002/advs.202515671
肠道微生物组群可通过调控早期生命阶段的髓鞘形成及胶质细胞成熟，影响脑发育。该研究利用无菌小鼠和斑马鱼模型，揭示了肠道微生物组群对髓鞘生长、完整性及相关基因表达具有性别和年龄依赖性影响。研究结果进一步表明，在神经发育的关键时间窗口内，肠道微生物组群可能通过调控代谢、神经元活动和免疫功能，共同参与脑髓鞘发育与神经系统成熟，并揭示了这一调控机制在不同物种间具有一定保守性。
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MGM as a Large-Scale Pretrained Foundation Model for Microbiome Analyses in Diverse Contexts
作者：Haohong Zhang, Yuli Zhang, Zixin Kang, Jiayun Xiong, Ronghua Yang, Kang Ning
First published: 25 January 2026
https://doi.org/10.1002/advs.202513333
本研究提出了微生物组通用模型（MGM），这是一种基于Transformer架构的基础模型，利用超过26万份微生物组样本进行预训练。MGM通过自监督语言建模学习具有上下文信息的微生物组表征，从而具备稳健的迁移学习能力、跨区域泛化能力以及关键菌群识别能力。此外，该模型还可通过提示词引导，生成具有较高真实性且具有疾病特异性的微生物组谱，用于多种生物学和临床研究场景。
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EasyAmplicon 2: Expanding PacBio and Nanopore Long Amplicon Sequencing Analysis Pipeline for Microbiome
作者：Hao Luo, Defeng Bai, Zhihao Zhu, Salsabeel Yousuf, Haifei Yang, Jiani Xun, Meiyin Zeng, Yao Wang, Yunyun Gao, Kai Peng, Shanshan Xu, Yuanping Zhou, Tianyuan Zhang, Chuang Ma, Huiyu Hou, Xiulin Wan, Yang Zhou, Baolei Jia, Shi Huang, Renyou Gan, Tao Wen, Tong Chen, Xia Chen, Xiaofang Li, Yong-Xin Liu … See fewer s
First published: 27 October 2025
https://doi.org/10.1002/advs.202512447
EasyAmplicon 2 是一套经过更新、操作友好且由社区持续支持的扩增子数据分析流程，主要面向PacBio、Nanopore等长读长测序技术产生的全长扩增子数据。该流程兼容Illumina、PacBio和Nanopore等多种测序平台，并整合DADA2、Emu等分析工具，可提供从原始数据处理到高质量数据可视化的完整分析工作流。EasyAmplicon 2进一步增强了数据可视化功能，并支持微生物组分类注释与定量分析的标准化、可重复处理，为不同测序平台下的微生物组扩增子数据分析提供了一套较为完整且易于使用的解决方案。该工具已在GitHub平台免费开放获取https://github.com/YongxinLiu/EasyAmplicon。
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Photobiomodulation Strengthens Muscles via Its Dual Functions in Gut Microbiota
作者：Prabhat Upadhyay, Asmita Banstola, Brijesh Bhayana, Mei X. Wu
First published: 23 September 2025
https://doi.org/10.1002/advs.202511582
无创光生物调节治疗（PBMT）可通过重塑肠道–肌肉轴增强肌肉耐力。PBMT有助于维持肠上皮屏障完整性，并富集有益厌氧菌，从而促进丁酸、亚精胺和L-肉碱等代谢物的产生。这些代谢物可进一步增强骨骼肌线粒体能量代谢，提高肌肉功能与耐力。该研究揭示了一种新的肠道–肌肉跨器官通讯机制，并提示PBMT可能作为一种具有应用前景的无创干预策略，用于改善全身代谢状态并增强机体对生理应激的适应能力。
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The Interplay between the Gut and Ketogenic Diets in Health and Disease
作者：Chunlong Mu, Jong M. Rho, Jane Shearer
First published: 23 August 2025
https://doi.org/10.1002/advs.202504249
本综述系统总结了生酮饮食与肠道相互作用的最新研究进展，内容涵盖肠道生理、肠道免疫以及肠道微生物组等多个方面。文章进一步探讨了如何通过创新策略对生酮饮食进行个体化优化，以在最大化其潜在获益的同时减少不良反应。综述特别强调，肠道介导的作用机制是连接膳食干预与全身健康结局的重要界面，尤其可能在胃肠道健康和神经系统健康中发挥关键作用。
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Microbiome Single Cell Atlases Generated with a Commercial Instrument
作者：Xiangpeng Li, Linfeng Xu, Benjamin Demaree, Cecilia Noecker, Jordan E. Bisanz, Daniel W. Weisgerber, Cyrus Modavi, Peter J. Turnbaugh, Adam R. Abate
First published: 03 June 2025
https://doi.org/10.1002/advs.202409338
单细胞测序在解析复杂生物系统以及揭示不同细胞类型的特异性特征方面具有重要价值，但目前适用于单细胞微生物组分析的工具仍较为有限。本研究提出了易获取单微生物组测序技术（EASi-seq），该方法对现有商业化单细胞平台进行适配，可高效开展单个微生物组基因组测序。EASi-seq单次运行可对数千个微生物组进行测序，从而构建具有高分辨率的微生物组图谱。依托商业化平台，该技术能够为微生物组样本提供易获取且高质量的单细胞基因组数据，为微生物群落组成解析及单微生物组水平的功能研究提供新的技术工具。
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Engineered Tissue Models to Decode Host–Microbiota Interactions
作者：Miryam Adelfio, Grace E. Callen, Xuesong He, Bruce J. Paster, Hatice Hasturk, Chiara E. Ghezzi
First published: 14 May 2025
https://doi.org/10.1002/advs.202417687
人体宿主与其共生微生物组群之间存在长期互利共进化关系。微生物组可在不同组织中形成特定生态位，不仅局部调控组织生理与功能，还可通过跨器官轴参与全身性信息交流。当微生物群组成发生失衡并向致病状态转变时，可能诱发疾病，且单一生态位的菌群失衡还可能影响远端器官。本综述重点总结了宿主–微生物群体外研究策略，强调通过高保真重建组织生态位的细胞结构与生理环境，构建更具生理相关性的体外模型，以解析菌群失调机制并推动组织稳态恢复。同时，结合美国FDA《现代化法案2.0》，文章进一步讨论了此类体外模型在新疗法开发与验证中的应用潜力。
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Aging-induced Alternation in the Gut Microbiota Impairs Host Antibacterial Defense
作者：Peng Gu, Rongjuan Wei, Ruofan Liu, Qin Yang, Yuxuan He, Jianbin Guan, Wenhao He, Jiaxin Li, Yunfei Zhao, Li Xie, Jie He, Qingling Guo, Jiajia Hu, Jingna Bao, Wandang Wang, Jiayin Guo, Zhenhua Zeng, Zhongqing Chen, Yong Jiang, Zhanguo Liu, Peng Chen
First published: 10 January 2025
https://doi.org/10.1002/advs.202411008
老年人发生细菌感染后往往会出现更差的临床结局，但其潜在机制尚不明确。本研究发现，衰老诱导的肠道微生物组群改变会削弱宿主的抗菌防御机制，并进一步加重细菌感染所造成的不良后果。这些研究结果可为老年人细菌感染的个体化治疗提供有价值的理论依据。
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期刊介绍
Advanced Science 是 Wiley旗舰期刊 Advanced 系列中的一种完全开放获取的跨学科科学期刊，发表材料科学、物理、化学、医学、生命科学、环境科学、工程和社会科学等领域的前沿基础和应用研究。我们的使命是通过开放获取出版，使前沿创新的科学研究具有更广泛的可访问性。Wiley 的 Advanced 系列是全球公认的高影响力期刊系列，传播来自资深和青年研究人员的科学成果，帮助他们实现使命并扩大科学发现的影响力。
Advanced Science最新2024影响因子（JIF）为 14.1，五年平均影响因子为 15.6，JCI 引文指标为1.90，CiteScore 为 18.2。在2025年中国科学院期刊分区表中，Advanced Science入选综合类期刊一区TOP。
来源：Advanced Science
