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100crypts攻略(100 floor攻略)

来源：浏览：19 2025-04-20 18:01:45

从蚂蚁身上窥探神奇！蚂蚁不但“放牧”，还会“种蘑菇”?

早在一亿年前的白垩纪，蚂蚁就在地球上出现，彼时，广袤的地球大陆还被恐龙所统治。然而，经历白垩纪-第三纪灭绝事件后，包含恐龙在内的大部分物种都灭亡了，而蚂蚁的祖先们却坚强地存活了下来。

演化至今，种类繁多的蚂蚁已成为地球上进化最完美的生物，可以说，只要有人类生活的地方就一定有蚂蚁的存在，蚂蚁家族分布之广、数量之大、种类之多、能力之强，是其他生物所不能比拟的。

在长期演化过程中，蚂蚁与多种植物、昆虫或真菌等建立了密切的互利共生关系。在互作过程中，蚂蚁可以保护植物或是帮助植物授粉、传播种子，植物则回馈蚂蚁以住所和食物等。蚂蚁也可以在昆虫和真菌的互作中获取蚁群所需的食物，十分神奇。

经过长期的演化，蚂蚁们在与自然相处过程中，不但可以从自然中获取食物，还学会了“放牧”技能，像牧羊人一样，通过在牧场放牧获取源源不断的食物。最出名的便是蚂蚁“放牧”蚜虫了，它们会将蚜虫搬到植物的嫩尖上，蚜虫们便开始疯狂地吸食植物的汁液，这时，蚂蚁们就会用触角不断刺激蚜虫的腹部，让蚜虫持续分泌“蜜露”供蚁群食用。

除了蚜虫，蚂蚁还会“放牧”介壳虫、角蝉、木虱、叶蝉、鳞翅目等昆虫的幼虫，以此来获取昆虫幼仔的分泌物。当然了，蚂蚁既是牧羊人也是守护者，它们在获取食物的同时，也会给这些昆虫提供足够的保护，好让它们安心“产奶”，就这样，蚂蚁与这些昆虫之间就实现了互利共生，科学上称之为“蚜蚁共栖”。

作为“牧羊人”，蚂蚁需要从“放牧”昆虫那里获取尽可能多的食物。以蚜虫为例，蚂蚁为了年年都可以采集“蜜露”，会在冬季将蚜虫卵搬至蚁巢中进行保存，待虫卵孵化出，它们就会被搬到植物的根部、嫩尖、花蕾等部分进行“放牧”。当同一片“牧场”放牧昆虫超载时，蚂蚁还会搬着多出的昆虫去开辟新的“牧场”。

在“放牧”过程中，蚂蚁有时还会制作“圈养”昆虫的围栏，防止它们乱跑。更厉害的是，蚂蚁会破坏或咬掉“放牧”蚜虫的翅膀，或是释放特殊的化学信息素来抑制蚜虫翅膀发育、控制蚜虫的爬行速度，自幼只顾着埋头干饭的蚜虫，别说是飞走了，就是想爬也爬不快。

更过分的是，最新研究表明蚂蚁还会释放两种跟踪信息素来抑制无翅蚜虫扩散并刺激蚜虫繁殖。在不断扩大“放牧”种群数量的同时，彻底让蚜虫放弃逃跑的念想并安心“产蜜”，从而保证“放牧”蚜虫一直被掌控。

如此这般的蚂蚁，你能说它进化得不够完美吗？仅仅是为了口吃的，就有这么多招数，而且，这只是我们知道的，它们应该还有很多我们尚未发现的生存技能。

人类的文明史伴随着动植物的驯化史。当环境改变后，蚂蚁为了生存和繁衍还学会了通过种植和驯化真菌来获得食物。需要说明的是，我们食用的各种蘑菇也属于真菌，所以可以理解为蚂蚁也掌握了驯化和种植蘑菇的技能。

研究发现，根据切叶蚁种植真菌水平的高低，可分为高水平切叶蚁和低水平切叶蚁，当年为了应对栖息地干旱的变化，高水平切叶蚁从种植野生真菌转变为驯化特定真菌，后来，被驯化的真菌就失去了在潮湿蚁穴之外生存的能力，更是失去了与野生真菌杂交繁育的能力，成为切叶蚁的专属真菌类群。

和“放牧”的蚂蚁一样，种植真菌的切叶蚁也是多种技能加身，它们不但是“建筑大师”，可建出深达数米的巢穴供蚁群在其中生存繁衍和真菌种植，也会打造超大的入口和通道便于叶片运输和巢穴通风，同时，它们还在巢穴内建造出复杂的废物处理系统，以防巢穴被其他病菌污染。

切叶蚁还是技艺高超的“农民”，较大的工蚁会组队到植物上切取叶片并搬回巢穴，较小的工蚁则会对叶片进行进一步切割并磨成浆，涂抹在用于培养真菌的菌床之上，并为菌床接种上蚁巢内的真菌菌丝。

在切叶蚁到植物上切取叶片过程中，先头兵们会在沿途释放跟踪信息素，从而指引后来的同伴循着设置好的导航线路前往目的地切取叶片并搬回巢穴。

在种植真菌时，切叶蚁们不但会用自己的排泄物给菌床施肥，也会时刻保持蚁巢的清洁和菌床的纯粹，使菌床健康成长的同时免遭污染。有些切叶蚁嘴巴和前肢上隐藏的细小腺窝里，还会有一种能产生抗生素的链霉菌，通过链霉菌分泌的抗生素，可有效防止种植的真菌不被其他寄生真菌或病原体的破坏。

当然，切叶蚁也是要成家的。当蚁群发展到一定阶段，会繁育出有翅膀的切叶蚁，当它们发育成熟后，就会选择飞离蚁巢去。这些飞离的切叶蚁有雌雄之分，雌性切叶蚁中还有一只准蚁后，它会带着储藏在颊下囊（储藏菌丝特殊袋状结构）中的一小团蚁巢真菌飞离。“婚飞”过后，准蚁后获得了无数雄蚁的爱情种子，带着从老巢中传承的真菌建立新的蚁巢，开启下一轮的种群繁衍与真菌种植。

要说切叶蚁种植真菌（蘑菇）是为了自己品味，那么白蚁种植真菌（鸡枞菌）可谓是“成人之美”。

鸡枞菌是离褶伞科蚁巢伞属真菌，是一类可以与白蚁共生的大型菌类统称，在我国多省都有分布，因其肉厚质细、味道鲜甜、营养丰富，被称为野生可食用菌的珍品。

自古以来，鸡枞菌有着鸡肉菌、鸡肉丝菇、白蚁菌、白蚁伞等别称。从名称上，便表明了鸡枞菌味道有鸡肉的鲜美，也指出了鸡枞菌与白蚁的密切关系。

白蚁与鸡枞菌的故事也是发生在蚁巢中。白蚁在筑巢时，工蚁们会用半消化的食物残渣筑巢，在这一过程中实现鸡枞菌孢子（种子）的播种。为了孢子的茁壮成长，白蚁们会在蚁巢中为鸡枞菌构建最适宜的生长的环境，并保证持续的营养供给。

在白蚁的悉心照顾下，孢子会逐渐长成微米级的小白球状菌丝体，而后发育出鸡枞菌的菌柄和菌盖（合称为子实体），直到钻出地表后，才是我们采食的鸡枞菌，像一把把小伞一样。如果没有人类的打扰，当这些鸡枞菌成熟后，就会散播孢子啦。

生长在巢穴内的幼蚁，自小以鸡枞菌小白球状的菌丝体为食，从中获得所需的营养和抗病物质。因此，幼蚁在获取食物的同时，体内带有了鸡枞菌未完全消化的菌种。当幼蚁发育成熟要迁飞到其他地方筑巢时，它们肠道中的菌种便会带到新的蚁巢。

当然，鸡枞菌也有另外一种传播方式。新建蚁巢的工蚁们，有时在外出活动过程中，会从其他发育成熟的白蚁共生系统中将鸡枞菌菌丝体或者孢子带回蚁巢，进而养出自己的食物和鲜美的鸡枞菌。

鸡枞菌的生长需要与白蚁共生，长鸡枞菌的土地下面一定会有白蚁巢。对于喜欢品尝鸡枞菌鲜美的我们，如果野外采集时不能100%确定，建议不要贸然品尝，毕竟在众多白伞伞白杆杆的真菌中，也有很多吃过之后可能会“躺板板”的。如果非要采集，最好不要挖得太深，这样既不会破坏白蚁辛辛苦苦建立的蚁巢，也可以期待鸡枞菌的再次丰收。

长期以来，野生的鸡枞菌远远不能满足人们味蕾的需求，人们希望通过人工栽培技术实现鸡枞菌的规模化生产。

近年来，多个科研机构都在开展相关研究，中国科学院西双版纳热带植物园在野外模拟野生鸡枞菌生长环境，将人工培育的白蚁-鸡枞菌共生巢播“种”到野外种植试验区，预计2024年全年可收获鸡枞菌五六千朵。昆明市林业和草原科学研究所在实验室培养的白蚁-鸡枞菌共生巢中，在2024年5月也长出了第一朵鸡枞菌。相信在科学家的共同努力下，不久的将来，我们就可以实现鸡枞菌自由。

参考文献：

Branstetter, Michael G. , et al. Dry habitats were crucibles of domestication in the evolution of agriculture in ants[J]. Proceedings of the Royal Society B Biological Sciences,2017, 284(1852):20170095.
Currie, Cr , et al. Coevolved Crypts and Exocrine Glands Support Mutualistic Bacteria in Fungus-Growing Ants[J]. Science, 311.5757(2006): 81-83.
Oliver T H , Mashanova A , Leather S R ,et al.Ant semiochemicals limit apterous aphid dispersal[J].Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 2007.
Padje A V\’ , Peppel L J J V D , Aanen D K . Evolution: Ant trail pheromones promote ant-aphid mutualisms[J]. Current Biology, 2021, 31(21): R1437-R1439.
Xu T , Xu M , Lu Y ,et al.A trail pheromone mediates the mutualism between ants and aphids[J]. Current biology: CB, 2021, 31(21):4738-4747.e4.

出品：科普中国

监制：中国科普博览

巧用细菌抗癌：2篇高分文聚焦肠球菌和工程菌

06 月 07 日的《热心肠日报》，我们解读了 9 篇文献，关注：海氏肠球菌，工程益生菌，FMT，纳米药物，肠癌转移，CMS分类，癌症恶病质，结直肠癌起始，微生物组诊断。

Cell Death and Differentiation——[10.717]

① 海氏肠球菌引起胸腺细胞的异常迁移，并触发系统性和肿瘤内的产IFNγ和表达CD137的效应记忆性T细胞反应；② 海氏肠球菌激活肠上皮细胞中的自噬机制并介导了ATG4B依赖性抗癌作用，这可能是由于其能增加多胺的局部递送；③ 海氏肠球菌使宿主菌群变得富含双歧杆菌；④ 与活细菌相反，经巴氏灭菌的海氏肠球菌菌体或膜囊泡没有抗癌特性；⑤ 海氏肠球菌与CD137激动剂抗体、亚精胺或动物双歧杆菌的联合使用，或可取得最优的免疫治疗效果。

【主编评语】

肠道菌群的失调可预示癌症对免疫治疗的抵抗，而在多种肿瘤模型中，海氏肠球菌（Enterococcus hirae）定植可补偿癌症相关的失调，例如在抗生素处理小鼠中，肠球菌可恢复环磷酰胺的抗肿瘤效果，但机制未知。Cell Death and Differentiation近期发表的文章，发现海氏肠球菌活菌对于免疫、代谢、肠上皮和肠道菌群等都具有调节作用，促进抗肿瘤作用，或可用于规避目前肿瘤治疗的耐药性。（@爱的抉择）

【原文信息】

Multifaceted modes of action of the anticancer probiotic Enterococcus hirae

2021-05-11, doi: 10.1038/s41418-021-00753-8

Microbiome——[11.607]

① 基于戊糖片球菌菌株构建工程益生菌，使其携带融合了分泌信号肽的治疗蛋白P8的编码基因，构成细菌给药系统，用于结直肠癌（CRC）治疗；② CRC异种移植小鼠模型中，该菌显著减少肿瘤体积并抑制肿瘤生长；③ 口服该菌后，AOM/DSS诱导的结肠炎相关CRC小鼠表现出息肉消退和菌群多样性恢复；④ 该菌可调节肠道菌群，减轻化学诱导的菌群失调；⑤ 与菌群平衡或失调有潜在关联的特定细菌类群（如Akk菌属或Turicibacter）与其他菌群成员间呈正或负相关。

【主编评语】

细菌可用来运送抗癌药物，但使用减毒致病菌会有毒性或感染的风险。乳酸菌安全可食用且通常对健康有益，是运送抗癌药物活载体的理想选择。Microbiome近期发表的文章，基于乳酸菌——戊糖片球菌，开发出一种递送P8治疗蛋白的工程益生菌给药系统，可在小鼠模型中抑制结直肠癌，并促进肠道菌群恢复平衡。（@爱的抉择）

【原文信息】

A synthetic probiotic engineered for colorectal cancer therapy modulates gut microbiota

2021-05-26, doi: 10.1186/s40168-021-01071-4

Nature Communications——[12.121]

① 一项多中心单臂的II期临床试验，招募25例经过高强度化疗和抗生素治疗的急性髓系白血病（AML）患者，接受自体粪菌移植（AFMT）；② 高强度化疗导致菌群的α多样性指数显著降低，同时伴随肠道菌群失调，微生物群落发生显著变化，以促炎性细菌家族为主；③ AFMT后，α-多样性指数恢复到初始平均水平，相似性指数反映了病人微生物群落的恢复，试验结果达到预先指定的终点；④ 治疗过程中没有发生严重性副作用事件，尤其是没有感染相关的并发症。

【主编评语】

急性髓系白血病（AML）经高强度化疗联合广谱抗生素，导致肠道菌群失调，促进病理状态，增加并发症的发生率。Nature Communications近期发表的文章，报道了一项利用自体粪菌移植（AFMT）治疗AML患者（经过化疗和抗生素治疗）的多中心单臂的II期临床试验，AFMT能够恢复病人失调的肠道菌群，说明对于接受高强度化疗和抗生素治疗的AML患者，AFMT用于恢复患者的肠道菌群是安全且有效的，在菌群丰富度和多样性系数等指标显示，AFMT很好地对患者的肠道菌群进行重建。（@爱的抉择）

【原文信息】

Gut microbiota diversity after autologous fecal microbiota transfer in acute myeloid leukemia patients

2021-05-25, doi: 10.1038/s41467-021-23376-6

Advanced Science——[15.84]

① 脂质体包裹PI3K?抑制剂IPI-549和光敏剂Ce6形成纳米药物LIC；② LIC进入结肠癌细胞CT26，激光照射产生活性氧ROS，导致肿瘤细胞的免疫原性死亡，同时释放钙网蛋白等免疫刺激信号，诱导T淋巴细胞介导的肿瘤细胞杀伤；③ IPI-549抑制MDSC的PI3K?信号，导致Arg1和ROS下调，促进MDSC凋亡，减少其对CD8+ T的免疫抑制；④ 机制上，LIC促进DC成熟和CD8+T细胞的浸润，同时减少免疫抑制Treg、MDSCs、M2样肿瘤相关巨噬细胞，显著抑制肿瘤生长。

【主编评语】

理想的肿瘤治疗方法是消除原发肿瘤，同时激发宿主的抗肿瘤免疫反应，防止肿瘤复发和转移。中山大学附属第三医院的Wei Bo和Shuai Xintao合作在Advanced Science上发表文章，利用脂质体包裹PI3K?抑制剂IPI-549和光敏剂Ce6形成纳米药物LIC，LIC介导了光敏疗法和MDSC靶向免疫疗法的协同作用，通过光敏治疗诱导肿瘤细胞的免疫原性死亡，而MDSC靶向免疫治疗可减少MDSC对T细胞的免疫抑制，调节免疫微环境，显著抑制肿瘤生长。同时增加的效应记忆T细胞，或可形成良好的免疫记忆预防肿瘤的复发和转移。（@爱的抉择）

【原文信息】

Multifunctional Nanodrug Mediates Synergistic Photodynamic Therapy and MDSCs-Targeting Immunotherapy of Colon Cancer

2021-05-21, doi: 10.1002/advs.202100712

Cancer Research——[9.727]

① 对5项III期临床试验的2802例结直肠癌患者的11404个转移灶进行分析，转移灶对治疗的响应具有异质性；② 约60%的患者至少有一个病灶的反应与总体的肿瘤大小所反映出来的反应性相反；③ 病灶间异质性较高与病人较短的无进展生存期和总生存期有关；④ 靶向治疗联合标准化疗可减少病灶间的异质性，对肝脏的病灶治疗效果优于单纯化疗；⑤ 与肺和淋巴结转移病灶相比，肝转移病灶对治疗的良好反应（>30%的收缩率）与患者总生存期的延长相关。

【主编评语】

RECIST标准指南中，病变总数通常用于评估患者对治疗的客观反应，但这种评估忽略了转移瘤对治疗响应的异质性。Cancer Research近期发表的文章，对2802例结直肠癌患者的11404个转移灶进行分析，发现转移灶之间对治疗的响应性具有异质性。而且，转移瘤对治疗反应的时空异质性决定了药物的治疗效果和患者生存率，可用于改善目前的治疗评估方法和患者预后。（@爱的抉择）

【原文信息】

Spatiotemporal Heterogeneity Across Metastases and Organ-Specific Response Informs Drug Efficacy and Patient Survival in Colorectal Cancer

2021-02-15, doi: 10.1158/0008-5472.CAN-20-3665

Briefings in Bioinformatics——[8.99]

① 一致性分子亚型（CMS）的结直肠癌中，鉴定出235个功能性基因调控因子（FGR）；② FGR表现出显著的多组学改变，影响细胞系生长，并在肿瘤驱动基因和通路上富集；③ 不同CMS亚型中，相同FGR具有不同的作用，例如CMS1的抗肿瘤免疫通路主要被FGR（如STAT1和CREBBP）激活，而CMS2-4的抗肿瘤通路则被抑制；④ FGR介导免疫细胞受体结合配体的异常表达，调节CMS亚型的肿瘤微环境；⑤ FGR的表达特征形成一个更优的CMS分类标准，同时避免样品组成的影响。

【主编评语】

共有分子亚型CMS是影响结直肠癌预后和治疗的重要因素，而基因调控因子如染色质调控因子、RNA结合蛋白和转录因子等，是肿瘤特征的重要调控因子，两者之间是否存在关联？哈尔滨医科大学的李霞和Zhao Wenyuan合作在Briefings in Bioinformatics发表文章，整合分析一致性分子亚型（CMS）的结直肠癌的基因组、表观遗传组、转录组和相互作用网络，鉴定出主要的功能性基因调控因子（FGR），发现FGR能够调控CMS的核心致瘤过程/途径。并且，FGRs的表达特征是一个优化的CMS分类器，与金标准分类器的一致性为88%，同时避免样品组成的影响。（@爱的抉择）

【原文信息】

Multilevel prioritization of gene regulators associated with consensus molecular subtypes of colorectal cancer

2021-04-19, doi: 10.1093/bib/bbab077

Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle——[9.802]

① 癌症恶病质（C26）小鼠模型中葡萄糖代谢途径发生改变，氨基酸主要用于肝脏合成APR蛋白，而非为三羧酸循环和糖异生提供燃料；② 肝脏肉碱水平降低35%，磷脂酰胆碱途径的低激活或是肝脏脂肪变性的潜在原因；③ C26模型中，乙酸和丁酸含量降低，芳香族氨基酸代谢物减少，或导致肠道菌群的改变，而瘤胃科成员是导致丁酸盐下降的主要细菌；④ 肠道转运的双倍加速是影响C26模型肠道微生物组成和活性的关键因素，导致粪便中蛋白质和氨基酸的损失。

【主编评语】

Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle近期发表的文章，将质子核磁共振（1H-NMR）代谢组学与16S rDNA测序相结合对癌症恶病质小鼠进行分析，揭示出小鼠的肝脏和肠道中可能与癌症恶病质相关的代谢途径，同时探讨了恶病质对肠道菌群组成、活性和肠道转运的影响。（@爱的抉择）

【原文信息】

Multi‐compartment metabolomics and metagenomics reveal major hepatic and intestinal disturbances in cancer cachectic mice

2021-02-17, doi: 10.1002/jcsm.12684

Gastroenterology——[17.373]

① X连锁基因缺失可用于量化人类结肠干细胞动力学，对KDM6A阴性克隆进行分析，发现KDM6A的丢失导致干细胞在隐窝内具有竞争优势；② KDM6A阴性克隆扩增5倍，增加隐窝分裂，但隐窝融合没有增加，隐窝的融合和分裂是独立调节的；③ 即使在相对较新的克隆扩张中，隐窝也能避免过度拥挤，从而在很大程度上达到环境密度；④ 隐窝扩散容纳新的隐窝，发生于整个生命周期。⑤ 定义出扩散不能容纳新隐窝的临界裂变率，KRAS激活突变可以超过该临界裂变率。

【主编评语】

结直肠癌（CRC）被认为是当结肠隐窝内累积的突变负荷超过一定的阈值，导致克隆性扩张和最终的肿瘤转化时产生的。因此，定量研究正常上皮中体细胞突变的固定和随后的扩增是了解结直肠癌发生的关键。Gastroenterology近期发表的文章，发现KDM6A的优势基因突变是通过隐窝分裂，而不是融合，显著扩增。隐窝扩散过程可以容纳新形成的隐窝达到一个阈值，超过这个阈值就可能导致息肉生长。与KRAS突变相关的裂变率增加，或为KRAS引发息肉提供一个潜在的解释。（@爱的抉择）

【原文信息】

A diffusion-like process accommodates new crypts during clonal expansion in human colonic epithelium

2021-04-22, doi: 10.1053/j.gastro.2021.04.035

Nature Communications——[12.121]

① 从物种和基因水平分析100万多个微生物特征与13个队列的7个宿主表型之间的关联性；② 冠状动脉疾病、炎症性肠病（IBD）和肝硬化具有链球菌属基因水平特征，2型糖尿病具有不同的宏基因组特征，但不与特定的物种或属相关联；③ 物种水平上，Solobacterium moorei与结直肠癌（CRC）的关联在模型中不一致，但基因水平分析显示出强烈的菌株特异性的基因关联；④ 其他独立的队列中，CRC和IBD中与疾病负相关的特征往往比疾病中富集的特征更难重复。

【主编评语】

Nature Communications近期发表的文章，提出微生物组疾病“结构”，即用一个识别模型选择相关联的平台将100万多个微生物特征与13个队列的7个宿主表型联系起来，通过量化微生物组疾病关联的保守性和异质性，并从基因水平的分析鉴定菌株特异性、交叉疾病、正向和负向的关联。研究或推动基于基因的跨疾病微生物组诊断。（@爱的抉择）

【原文信息】

Gene-level metagenomic architectures across diseases yield high-resolution microbiome diagnostic indicators

2021-05-18, doi: 10.1038/s41467-021-23029-8

感谢本期日报的创作者：orchid，爱的抉择，祁玉丽，白蓝木

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