Nat Commun:肠道微生物共丰度网络在炎症性肠病和肥胖当中的特异性

2021-12-20 03:14:08 来源:
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2020年8月11日,来自荷兰布鲁日大学的傅会宁博士团队在Nature Communications上发表题为Gut microbial co-abundance networks show specificity in inflammatory bowel disease and obesity的文章。

肠道生物体群是一个关乎适合于相互效用的生态系统。迄今为止,深入研究医务人员对肠道生物体群在健康和病因里面的效用的理解主要发挥作用多种不同的生物体金原属量,而对生物体相互效用在本能病因背景下的效用知之甚少。在这里,深入研究医务人员采用来自四个本能配置文件的2379个元真核生物相结合并相当了生物体共计金原属量互联:一个上皮细胞性肠病(IBD)配置文件,一个肥大配置文件和两个基于成年人的配置文件。深入研究医务人员发现,38.6%的类群共计金原属量和64.3%的通道共计金原属量的准确度在配置文件二者之间发挥作用引人注意相似之处,113个类群和1,050个通道共计金原属量标示出有出有IBD抗原效应,281个通道共计金原属量标示出有肥大抗原效应。深入研究医务人员也可以在统合本能生物体组(iHMP-IBD)重大项目的IBD配置文件的纵向信息里面脱氧核糖核酸这些IBD生物体共计金原属量。深入研究医务人员的深入研究未确定了IBD和肥大的几个更为不可或缺类群和通道,并提供了迹象指出病因里面生物体金原属量的改变可以影响它们的共计金原属量亲密关系,这多样化了深入研究医务人员迄今为止对病因里面生物体紊乱的认识。

肠道生物体共计金原属量互联的相结合

研究标示出有,生物体组合而成和新功能图谱在很大层面上是重叠的,尽管深入研究医务人员通过观察到IBD配置文件里面的类群组合而成发生了引人注意转变。仅仅一个配置文件里面>20%的采样里面发挥作用的134个病原体一般来说和343个生物体通道被纳入生物体互联推断。深入研究医务人员结合SparCC和SpiecEasi方法建立了生物体共计金原属量亲密关系。

对于类群互联,深入研究医务人员在LLD配置文件里面未确定了2604个总协力金原属量,在500FG配置文件里面未确定了1591个总协力金原属量,在300OB配置文件里面未确定了1107个总协力金原属量,在IBD配置文件里面未确定了2554个总协力金原属量,总共计造成了了3454个独特的类群总协力金原属量。值得注意的是,82.1%的类群总协力金原属量也观感出有共计现。

对于通道,共计金原属量的数量从500FG的37,279个到LLD的40,699个不等,总共计造成了了43,355个独特的通道共计金原属量。

多种不同的生物体总协力金原属量说明了在金原属量总体上

当变形关乎径向共计金原属量的100个类群和304条通道时,76%的类群和84%的通道在配置文件二者之间的金原属量总体也标示出有出有引人注意相似之处。这意味着径向的共计金原属量亲密关系在很大层面上说明了在多种不同的生物体金原属量上。深入研究医务人员总结了来自同一原属或来自多种不同原属的类群二者之间相似之处共计金原属量的数量。共计金原属量表征最大的原属是病原体,不仅在多种不同的病原体二者之间通过观察到大量多种不同的共计金原属量,而且在病原体与其他原属的类群二者之间也通过观察到大量多种不同的共计金原属量,如真病原体和韦洛氏霉菌。在IBD配置文件里面,病原体的一般来说极低,这与之前的深入研究结果相反。对通道共计金原属量也发现了多种不同的通过观察,尤其是代谢通道,它不仅在自身内部,而且在与丝氨酸和RNA代谢方面的各种通道方面也标示出有出有多样性。

特定的生物体共计金原属量在病因配置文件里面掺入

深入研究医务人员研究了径向的总协力金原属量亲密关系前提由特定的配置文件驱动,即一个配置文件里面的配置文件金原属量准确度前提与其他三个配置文件里面的配置文件金原属量准确度有很大多种不同。无聊的是,与基于群体的配置文件相较,病因配置文件里面的群组抗原共计金原属量引人注意掺入:113(94%)个类群共计金原属量和1050个(72%)通道共计金原属量与IBD配置文件特异方面,281个(19.4%)通道共计金原属量与300OB配置文件特异方面,相较之下,只有3个类群和117条通道的总协力金原属量亲密关系嗣后原属于基于种群的配置文件LLD和500FG。深入研究医务人员的结果强调了生物体的总协力金原属量远大于宿主的健康和病因状况。

IBD里面的生物体共计金原属量互联

在统合本能生物体组重大项目(iHMP-IBD)配置文件里面脱氧核糖核酸IBD互联:在深入研究医务人员的IBD配置文件里面建立的2554个类群和37,699个通道共计金原属量里面,深入研究医务人员能够审计iHMP-IBD39里面77个IBD个体里面的2090个类群共计金原属量和37,106个通道共计金原属量。类群总协力金原属量的相对来说较低脱氧核糖核酸率在很大层面上是一个功率更为不可或缺问题,因为深入研究医务人员还通过观察到,1705(81.6%)个类群总协力金原属量和24,165个(65.1%)通道总协力金原属量在深入研究医务人员的IBD配置文件和iHMP-IBD配置文件二者之间的总协力金原属量准确度不会引人注意相似之处。然后,深入研究医务人员相当了iHMP-IBD配置文件第一个和最后一个时间点(相隔~1年)二者之间的IBD互联,脱氧核糖核酸了90.6%的类群共计金原属量和99.6%的通道共计金原属量。这指出,深入研究医务人员对IBD共计金原属量准确度的估计值在多种不同的配置文件里面很大层面上是可重复的,并且随着时间的推移是稳定的。

IBD的生物体互联与病因特质的亲密关系:以前的深入研究指出,通过观察到的生物体金原属量相似之处可以用IBD14的某些病因特质来解释。因此,深入研究医务人员假设分化成金原属量亲密关系也也许是这种情况。深入研究医务人员审计IBD共计金原属量前提与病因冠状病毒[溃疡性肝硬化(UC,n=189)与克罗恩病(CD,n=276)]、病因部位[回肠(n=212)与结肠(n=286)]以及病因娱乐活动[上皮细胞(n=121)与非上皮细胞(n=377)]方面。大多数共计金原属量亲密关系在病因特质二者之间是可比的,只有少数在FDR

与类固醇方面的IBD生物体互联:深入研究医务人员进一步验证了类固醇采用前提会影响生物体共计金原属量,因为IBD症状采用口服(20.0%)和质子泵类固醇(PPI;26.5%)高于普通成年人配置文件(1.1%和8.4%)。深入研究医务人员发现口服采用者和非口服采用者二者之间的类群共计金原属量不会引人注意相似之处,而在37,959(3.7%)条通道共计金原属量亲密关系里面,有1049条(3.7%)的通道共计金原属量亲密关系在PPI采用者和非采用者二者之间标示出有出有统计上的引人注意相似之处,尤其是与直链代谢和甲基赤藓糖醇磷酸通道有关。

IBD里面的更为不可或缺类群和通道:当将IBD里面的生物体共计金原属量与其他3个配置文件进行相当时,深入研究医务人员未确定了113个类群共计金原属量和1050个路径共计金原属量,与其他3个配置文件相较标示出有出有引人注意多种不同的影响。然后,深入研究医务人员审计这些IBD抗原共计金原属量前提与也许与病因方面的特定通道或类群高度方面24,深入研究医务人员的研究未确定了IBD的三个更为不可或缺类群和四个更为不可或缺通道。

重点芽孢为酵母、产状青草杆霉菌和格雷文尼茨放线霉菌。酵母和产甲氧霉菌此前曾与IBD14,41-45方面。无聊的是,酵母与带有促炎特点的类群(如变形病原体)标示出有出有于是以的共计金原属量亲密关系,而与带有抗炎特点的类群(如普氏爪子霉菌)标示出有出有负的共计金原属量亲密关系。

IBD的更为不可或缺通道有数C1中间体依靠和同化通道、两条维生素代谢通道和代谢通道。IBD里面最更为不可或缺的新功能通道是卤化物TCA可逆通道(P23-pwy),它有76个IBD抗原共计金原属量,其里面94.7%在iHMP-IBD配置文件里面脱氧核糖核酸。卤化物TCA可逆是一条氧气固定通道,已被并不认为是生产线运用于糖、脂、、过氧化和菜醌代谢的有机大分子的原始通道。

尽管IBD里面这一通道的金原属量较差,但IBD里面这一通道的共计金原属量亲密关系(r=0.1)弱于其他配置文件(r=0.3)。深入研究医务人员发现IBD症状里面18.8%的菜醌代谢通道是由酵母贡献的,是两个成年人配置文件的2倍。这一发现指出,酵母是IBD里面菜醌代谢的不可或缺该协会,这但会有利于其他生物体的生长。事实上,深入研究医务人员的深入研究还揭示了酵母是IBD的更为不可或缺类群,与15个类群观感出有IBD特有的共计金原属量亲密关系。其里面,与上皮细胞方面的病原体一般来说有要强的于是以方面性,有数变形病原体、前庭病原体和女婴病原体。因此,与其他配置文件相较,IBD症状的菜醌代谢与病原体一般来说二者之间的方面性极低。

300OB里面的生物体共计金原属量互联

300OB互联在LLD肥大个体里面的脱氧核糖核酸:在300OB配置文件里面检测到1107个类群和37,886个通道共计金原属量。这些估计值的共计金原属量准确度在LLD配置文件里面年龄和体重Index(BMI)匹配的134名肥大者里面大多可脱氧核糖核酸,991(89.5%)种共计金原属量和32,963(87.0%)通道共计金原属量标示出有不会相似之处。

与肥大方面病因方面的生物体互联:300OB配置文件是为了深入研究肥大个人的心血管病因而成立的,其里面有数139名静脉粥样变硬斑点症状和159名肥大比对。此外,35名300OB与会者患有糖尿病。在这里,深入研究医务人员只通过观察到三种与心血管病因方面的类群共计金原属量,所有这三一般来说群在有斑点的症状里面都标示出有出有比不会斑点的症状更强的共计金原属量。

肥大的更为不可或缺通道:当深入研究医务人员相当300OB和其他3个配置文件里面的生物体共计金原属量时,深入研究医务人员未确定了281个通道共计金原属量,它们标示出有出有引人注意多种不同的影响,即肥大抗原共计金原属量。肥大的一个更为不可或缺通道是尿囊素的脱水,它标示出有了85条通道的肥大抗原共计金原属量亲密关系。尿囊素是多种植物(如)里面的活性化学成分之一,被发现带有有利于胰岛素分泌和降低浓度的效用。其脱水产物青草酸在青糖类酯/甘氨酸里面起抑制效用。与此相相反,深入研究医务人员发现尿囊素脱水通道与青糖类/甘氨酸(有数丝氨酸、高丝氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和异亮氨酸)的代谢通道和甘氨酸的代谢通道呈较强的负方面,两者均与;也浓度总体呈于是以方面,与;也胰岛素总体呈负方面。

原始注解:

Lianmin Chen, Valerie Collij, Martin Jaeger, et al.Gut microbial co-abundance networks show specificity in inflammatory bowel disease and obesity.Nat Commun. 2020 Aug 11;11(1):4018. doi: 10.1038/s41467-020-17840-y.

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