9月25日，基金委官网发布《《2025年度国家自然科学基金项目指南》征订通知》，据通知，《2025年度国家自然科学基金项目指南》预计于2025年1月中旬正式出版，届时将以电子和纸质两种形式同步刊出，纸质版48元\套，电子版可通过基金委门户网站在线阅览。
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2025年指南发布时间的确定，也意味着迈入新一年的国自然申请季了！很多机构也已经开展过动员大会了。你准备好了吗？还没有新的选题吗？不如试试「肠道菌群」。肠道菌群是近年来微生物学、医学、基因学等领域最引人关注的研究焦点之一，与人类多种代谢疾病的发生密切相关，在国自然基金申请上也十分给力。2023年批准的国自然项目中，有197个项目与肠道菌群有关，位居国自然热点前列。在Pubmed中搜索关键词“Gut microbiota”，仅2023年就有13,762篇文章发表，2024年截至目前已发表10,867篇，屡屡登上Science、Nature、Cell期刊，比如：2024年1月4日，《Science》在线发表研究，揭示菌群依赖性T细胞反应，促进免疫治疗引发的结肠炎[1]。2024年1月26日，《Cell》双发，聚焦肠菌研究，揭示肠道感染免疫和肠肝轴新机制[2, 3]。除了容易见刊之外，肠道菌群的实验设计非常灵活，与许多方向（如中药学、代谢生理、食品科学、肿瘤、微生物等）都可以相关联，是许多疾病防控的新方向，研究前景十分广阔。近日，来自复旦大学的研究员们在Nature出版集团旗下刊物《Cell Discovery》发表了题为“Gut microbiota-derived indole-3-acetic acid suppresses high myopia
progression by promoting type I collagen synthesis”的研究论文，为高度近视（HM）发病机制中的肠道微生物群-眼轴提供了新的见解，并提出通过重塑肠道菌群和补充吲哚来干预HM的新策略。肠道菌群与眼睛是如何联系起来的？相关研究该如何开展呢？高度近视（HM）是指屈光度（D）≤-6.00或眼轴（AL）≥26mm的一种严重近视形式，常伴有多种眼部的并发症（如青光眼、白内障和黄斑变性等），是致盲的重要原因之一。目前，对HM患者还没有有效或安全的治疗方法，所以有必要阐明其潜在的机制，探索有效的预防、治疗策略来延缓HM的发生和发展。HM特征为眼轴过度伸长，其原因主要是由于巩膜变薄。而细胞外基质（ECM）重塑，尤其是I型胶原蛋白改变，可导致巩膜厚度变薄。近年研究表明，肠道菌群及其代谢物是维持体内平衡的关键环境因素，与眼部健康的联系逐渐受到重视，但其在HM中的作用尚待探索。研究方法：
（1）收集样本，进行16S rRNA基因测序。
（2）探究HM与HC（健康对照组）的α多样性（如Chao1和Shannon）和β多样性（如PCoA和ANOSIM），以评估肠道微生物群的丰富度和多样性，对比微生物组成上的差异。
（3）分析前20种富集菌群的科、属分布，并鉴定与HM相关的生物标志物。
（4）基于GWAS数据和双样本MR分析，探究近视与肠道菌群之间的潜在因果关系，并通过IVW鉴定后进行相关性分析。研究结论：
HM和HC菌群多样性无显著差异但组成不同。14种细菌与近视有显著的因果关系，其中HM中Akkermansia（嗜黏蛋白阿克曼菌，一种对多种疾病有影响的益生菌）显著减少，与AL呈负相关，而其他菌属增加。表明Akkermansia对近视有保护作用。2、肠道菌群稳态是维持巩膜中COL1A1表达以延缓HM的必要条件研究方法：
（1）对C57BL/6J野生型小鼠进行一周的抗生素混合（ABX）干预后，通过16S rRNA基因测序评估ABX对肠道菌群丰富度和多样性的影响。
（2）ABX干预一周后，对小鼠进行粪便菌群移植（FMT）——将HC健康者和HM近视者的粪便悬浮液分别喂养小鼠，分为FMTHC组和FMTHM组。通过16S rRNA测序检测小鼠菌群变化，并进行α多样性和PCoA分析，以确认菌群组间差异。
（3）对三组小鼠（FMTHC组、FMTHM组、ABX组和对照组）进行透镜诱导近视（LIM）建模，监测记录各组小鼠D、AL变化，来对比不同组别间近视进展差异。
（4）检测对比三组巩膜组织中COL1A1（巩膜细胞外基质的主要成分）的表达水平，以分析肠道菌群对巩膜的影响。研究结论：通过FMTHC干预，可恢复小鼠菌群稳态，并可通过影响巩膜结构，缓解小鼠的近视发展。研究方法：
（1）通过高效液相色谱-质谱联用（LC-MS）技术对HM、HC组的血浆样本进行代谢物组学分析，共鉴定出193种代谢物，并分为17个功能群。
（2）OPLS-DA初步评估HM组和HC组间的代谢物差异，并进行相对丰度分析。
（3）对代谢物（如吲哚-3丙酸、己二酸和吲哚-3-乙酸（3-IAA））与近视严重程度（如AL、D指标）进行相关性分析。分析Akkermansia丰度与3-IAA水平的相关性。
（4）把HM、HC组的粪便样本，通过粪菌移植给LIM小鼠。检测对比两组小鼠的3-IAA水平。研究结论：HM组血浆中3-IAA水平下降，且与近视严重程度和肠道菌群丰度（如Akkermansia）相关。4、补充3-IAA可通过上调巩膜中COL1A1的表达来缓解HM的进展研究方法：
（1）建立近视模型，在诱导前7天对小鼠进行4周的3-IAA灌胃处理。
（2）定期测量记录小鼠的体重、D、AL变化。收集血液和巩膜组织样本，检测3-IAA的浓度变化。通过qPCR和WesternBlot检测COL1A1等关键基因的水平变化。研究结论：补充3-IAA可降低近视屈光参差、缩短眼轴拉长、缓解巩膜中COL1A1的下降水平，在近视发生发展中起积极作用。5、3-IAA在体外独立于芳香烃受体（AHR）途径，促COL1A1表达研究方法：
（1）适量浓度的3-IAA处理人胚胎眼巩膜成纤维细胞（hfsf）细胞。通过qRT-PCR检测COL1A1 mRNA水平，并检测AHR靶基因CYP1A1 mRNA表达，以验证是否激活AHR信号通路。再通过Western Blot检测3-IAA干预对COL1A1蛋白表达的影响。
（2）利用siRNA技术特异性敲除hfsf细胞中的AHR基因，然后3-IAA再次处理，检测COL1A1的mRNA和蛋白表达。研究结论：3-IAA对COL1A1表达的影响独立于AHR信号传导。6、3-IAA通过增加启动子SP1的富集，以激活COL1A1的转录表达研究方法：
（1）3-IAA处理后，通过qRT-PCR和Western Blot检测hfsf细胞中的关键转录因子（如SP1、SP3、SMADs、c-JUN）的mRNA水平和蛋白表达变化。
（2）设计并合成针对SP1的siRNA，转染至hfsf细胞中敲除SP1，然后检测3-IAA对COL1A1表达的影响是否消除。
（3）提取COL1A1编码序列上游的核苷酸序列（如2500-bp区域），通过JASPAR等数据库预测和分析SP1的结合位点，并确定SP1在COL1A1启动子区域的潜在结合位点。
（4）采用CUT&Tag技术（一种新型的检测目标蛋白质与染色质DNA相互作用的技术）检测3-IAA处理前后，SP1与COL1A1启动子区域的结合情况。并量化分析SP1在COL1A1启动子区域的富集程度。
（5）构建报告基因系统，检测COL1A1启动子的活性，并对比在3-IAA处理下，报告基因活性变化。进一步验证预测的SP1结合位点对COL1A1启动子活性影响及转录调控作用。研究结论：3-IAA通过增加SP1在COL1A1启动子区域的富集，进而促进COL1A1转录。HM不仅是一种眼部疾病，而是肠道和眼睛之间复杂相互作用的结果。HM进展过程中肠道菌群组成改变，益生菌丰度显著降低、3-IAA水平显著下降。相反，当HM模型小鼠接受健康供体的粪便微生物群移植时，3-IAA血浆水平增加，HM进展延缓，同时巩膜中COL1A1表达上调。此外，机制上也证实了3-IAA通过促进SP1在COL1A1启动子的富集而激活COL1A1的转录，以延缓HM的发生和发展。本研究为HM发病机制中的肠道微生物群-眼轴提供了新的见解，提出了通过重塑肠道菌群和补充吲哚来干预HM的新策略。
参考来源：
[1] Bernard
C. Lo et al., Microbiota-dependent activation of CD4+ T cells induces
CTLA-4 blockade–associated colitis via Fcγreceptors. Science 383, 62-70 (2024).
[2] Wu M, et
al. Gut complement induced by the microbiota combats pathogens and spares
commensals. Cell. 2024.
[3] Kim G, et
al. Gut-liver axis calibrates intestinal stem cell fitness. Cell. 2024.
[4] Li H, et
al. Gut microbiota-derived indole-3-acetic acid suppresses high myopia
progression by promoting type I collagen synthesis. Cell Discov. 2024 Aug
27;10(1):89.
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