Nat Commun:肠道微生物共丰度网络在肾病肠病和肥胖中的特异性

2021-11-08 01:57:23 来源:
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2020年8月末11日,来自葡萄牙格罗宁根大学的杨宁远教授团队在Nature Communications上刊借助于题为Gut microbial co-abundance networks show specificity in inflammatory bowel disease and obesity的文章。

小肠细菌群是一个无关复杂基本粒子的自然环境。目前,研究课题职员对小肠细菌群在身体健康和癌症当中的效用的了解主要依赖于多种不同的细菌核素,而对细菌基本粒子在人类癌症背景下的效用鲜为人知。在这里,研究课题职员适用来自四更进一步类数据流的2379个元基因组相结合并较为了细菌共五核素的网络:一个炎症性肠病(IBD)数据流,一个肥大数据流和两个基于人群的数据流。研究课题职员断定,38.6%的特有种共五核素和64.3%的移动式共五核素的高强度在数据流二者之间不存在实着关联,113个特有种和1,050个移动式共五核素看借助于借助于IBD抗体效应,281个移动式共五核素看借助于肥大抗体效应。研究课题职员也可以在整合人类细菌组(iHMP-IBD)工程项目的IBD数据流的纵向数据当中镜像这些IBD细菌共五核素。研究课题职员的研究课题具体了IBD和肥大的几个这两项特有种和移动式,并提供了证据声称癌症当中细菌核素的改变可以影响它们的共五核素彼此间,这丰富了研究课题职员目前对癌症当中细菌失调的认识。

小肠细菌共五核素的网络的相结合

数据分析看借助于,细菌组成和功能研究成果在不小离地上是重叠的,尽管研究课题职员仔细观察到IBD数据流当中的特有种组成发生了实着变化。至少一个数据流当中>20%的样本当中不存在的134个细菌一般来说和343个细菌移动式被纳入细菌的网络推断。研究课题职员结合SparCC和SpiecEasi方法组织起来了细菌共五核素彼此间。

对于特有种的网络,研究课题职员在LLD数据流当中具体了2604个共五同核素,在500FG数据流当中具体了1591个共五同核素,在300OB数据流当中具体了1107个共五同核素,在IBD数据流当中具体了2554个共五同核素,总共五造成了3454个独特的特有种共五同核素。值得注意的是,82.1%的特有种共五同核素也显借助于借助于共五现。

对于移动式,共五核素的数量从500FG的37,279个到LLD的40,699个都为,总共五造成了43,355个独特的移动式共五核素。

多种不同的细菌共五同核素反映在核素素质上

当放大无关星型共五核素的100个特有种和304条移动式时,76%的特有种和84%的移动式在数据流二者之间的核素素质也看借助于借助于实着关联。这意味着星型的共五核素彼此间在不小离地上反映在多种不同的细菌核素上。研究课题职员概括了来自同一属下或来自多种不同属下的特有种二者之间关联共五核素的数量。共五核素一般而言第二大的属下是病原体,不仅在多种不同的病原体二者之间仔细观察到大量多种不同的共五核素,而且在病原体与其他属下的特有种二者之间也仔细观察到大量多种不同的共五核素,如真细菌和韦洛氏菌。在IBD数据流当中,病原体的一般来说更高,这与之前的研究课题结果一致。对移动式共五核素也断定了类似的仔细观察,值得注意是糖类移动式,它不仅在自身内部,而且在与核苷和核苷酸糖类之外的各种移动式方面也看借助于借助于生态系统。

特定的细菌共五核素在癌症数据流当中富集

研究课题职员数据分析了星型的共五同核素彼此间是否是由特定的数据流驱动,即一个数据流当中的数据流核素高强度是否是与其他三个数据流当中的数据流核素高强度有不小多种不同。无聊的是,与基于群体的数据流来得,癌症数据流当中的一个网站抗体共五核素实着富集:113(94%)个特有种共五核素和1050个(72%)移动式共五核素与IBD数据流特异之外,281个(19.4%)移动式共五核素与300OB数据流特异之外,一般来说来说,只有3个特有种和117条移动式的共五同核素彼此间专属下于基于种群的数据流LLD和500FG。研究课题职员的结果凸显了细菌的共五同核素取决于寄生虫的身体健康和癌症状况。

IBD当中的细菌共五核素的网络

在整合人类细菌组工程项目(iHMP-IBD)数据流当中镜像IBD的网络:在研究课题职员的IBD数据流当中组织起来的2554个特有种和37,699个移动式共五核素当中,研究课题职员能够检验iHMP-IBD39当中77个IBD个体当中的2090个特有种共五核素和37,106个移动式共五核素。特有种共五同核素的一般来说较低镜像所部在不小离地上是一个功所部问题,因为研究课题职员还仔细观察到,1705(81.6%)个特有种共五同核素和24,165个(65.1%)移动式共五同核素在研究课题职员的IBD数据流和iHMP-IBD数据流二者之间的共五同核素高强度没有实着关联。然后,研究课题职员较为了iHMP-IBD数据流第一个和最后一个时间点(相隔~1年)二者之间的IBD的网络,镜像了90.6%的特有种共五核素和99.6%的移动式共五核素。这声称,研究课题职员对IBD共五核素高强度的推估在多种不同的数据流当中不小离地上是可重复的,并且随着时间的推移是稳定的。

IBD的细菌的网络与癌症构造的彼此间:以前的研究课题声称,仔细观察到的细菌核素关联可以用IBD14的某些癌症构造来表述。因此,研究课题职员推论词源核素彼此间也意味著是这种情况。研究课题职员检验IBD共五核素是否是与癌症亚型[溃疡性肠癌(UC,n=189)与克罗恩病(CD,n=276)]、癌症部位[盲肠(n=212)与食道(n=286)]以及癌症活动[炎症(n=121)与非炎症(n=377)]之外。大多数共五核素彼此间在癌症构造二者之间是可比的,只有少数在FDR

与本品之外的IBD细菌的网络:研究课题职员进一步测试了本品适用是否是会影响细菌共五核素,因为IBD患者适用类固醇(20.0%)和质子泵抑制剂(PPI;26.5%)高于普通人群数据流(1.1%和8.4%)。研究课题职员断定类固醇适用者和非类固醇适用者二者之间的特有种共五核素没有实着关联,而在37,959(3.7%)条移动式共五核素彼此间当中,有1049条(3.7%)的移动式共五核素彼此间在PPI适用者和非适用者二者之间看借助于借助于统计学上的实着关联,值得注意是与异戊二烯糖类和乙基赤藓糖醇磷酸移动式有关。

IBD当中的这两项特有种和移动式:当将IBD当中的细菌共五核素与其他3个数据流开展较为时,研究课题职员具体了113个特有种共五核素和1050个路径共五核素,与其他3个数据流来得看借助于借助于实着多种不同的影响。然后,研究课题职员检验这些IBD抗体共五核素是否是与意味著与癌症之外的特定移动式或特有种离地之外24,研究课题职员的数据分析具体了IBD的三个这两项特有种和四个这两项移动式。

重点菌种为细菌、产状白花芽孢和格雷文尼茨放线菌。细菌和产甲氧菌原本曾与IBD14,41-45之外。无聊的是,细菌与带有促炎特性的特有种(如弯曲病原体)看借助于借助于正的共五核素彼此间,而与带有抗炎特性的特有种(如普氏镰刀菌)看借助于借助于负的共五核素彼此间。

IBD的这两项移动式包含C1化合物来进行和分化移动式、两条维生素糖类移动式和糖类移动式。IBD当中最这两项的功能移动式是硒TCA循环移动式(P23-pwy),它有76个IBD抗体共五核素,其当中94.7%在iHMP-IBD数据流当中镜像。硒TCA循环是一条二氧化碳固定移动式,已被认为是生产用以糖、脂、、酪氨酸和菜醌糖类的有机分子的重构移动式。

尽管IBD当中这一移动式的核素较高,但IBD当中这一移动式的共五核素彼此间(r=0.1)弱于其他数据流(r=0.3)。研究课题职员断定IBD患者当中18.8%的菜醌糖类移动式是由细菌贡献的,是两更进一步群数据流的2倍。这一断定声称,细菌是IBD当中菜醌糖类的重要资源库,这意味著会加强其他细菌的生长。事实上,研究课题职员的研究课题还揭示了细菌是IBD的这两项特有种,与15个特有种显借助于借助于IBD特有的共五核素彼此间。其当中,与炎症之外的病原体一般来说有很强的正之外性,包含弯曲病原体、前庭病原体和婴儿病原体。因此,与其他数据流来得,IBD患者的菜醌糖类与病原体一般来说二者之间的之外性更高。

300OB当中的细菌共五核素的网络

300OB的网络在LLD肥大个体当中的镜像:在300OB数据流当中检测到1107个特有种和37,886个移动式共五核素。这些推估的共五核素高强度在LLD数据流当中平均年龄和体形指数(BMI)匹配的134名肥大者当中大多可镜像,991(89.5%)种共五核素和32,963(87.0%)移动式共五核素看借助于没有关联。

与肥大之外癌症之外的细菌的网络:300OB数据流是为了研究课题肥大更进一步的心血管癌症而设立的,其当中包含139名血管壁粥样变硬深褐色患者和159名肥大对照。此外,35名300OB与会者患有乳癌。在这里,研究课题职员只仔细观察到三种与心血管癌症之外的特有种共五核素,所有这三种特有种在有深褐色的患者当中都看借助于借助于比没有深褐色的患者更强的共五核素。

肥大的这两项移动式:当研究课题职员较为300OB和其他3个数据流当中的细菌共五核素时,研究课题职员具体了281个移动式共五核素,它们看借助于借助于实着多种不同的影响,即肥大抗体共五核素。肥大的一个这两项移动式是尿囊素的水解,它看借助于了85条移动式的肥大抗体共五核素彼此间。尿囊素是多种植物(如)当中的活性成分之一,被断定带有加强皮质醇分泌和降低摄入量的效用。其水解副产物白花酸在白花酰乙酸甘油/苹果酸当中起抑制效用。与此相一致,研究课题职员断定尿囊素水解移动式与白花酰乙酸/苹果酸(包含赖氨酸、高丝氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和异亮氨酸)的糖类移动式和苹果酸的糖类移动式椭圆形较弱的负之外,两者均与耐受摄入量素质椭圆形正之外,与耐受皮质醇素质椭圆形负之外。

重构来历:

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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