Nat Commun:肠道微生物共丰度网络在受累肠病和肥胖中的特异性

2021-11-22 07:38:37 来源:
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2020年8年末11日,来自荷兰格罗宁根大学的傅靖远系主任团队在Nature Communications上发表文中Gut microbial co-abundance networks show specificity in inflammatory bowel disease and obesity的文章。

十二指肠细菌群是一个包括十分复杂电磁场的生态系统。迄今,深入研究其他部门对十二指肠细菌群在健康和性疾病之中的效用的了解主要依赖于各不相同的细菌金原属量,而对细菌电磁场在人类性疾病背景下的效用知之甚少。在这里,深入研究其他部门用到来自四个人类缓冲区的2379个元测序构建并比起了细菌总共金原属量因特网:一个瘙痒性肠病(IBD)缓冲区,一个淀粉尿病缓冲区和两个基于成年人的缓冲区。深入研究其他部门推测,38.6%的鸟类总共金原属量和64.3%的通道总共金原属量的切变在缓冲区之中间存在实着关联,113个鸟类和1,050个通道总共金原属量结果实示单单IBD甲基化震荡,281个通道总共金原属量结果实示淀粉尿病甲基化震荡。深入研究其他部门也可以在整合人类细菌组(iHMP-IBD)项目的IBD缓冲区的纵向资料之中副本这些IBD细菌总共金原属量。深入研究其他部门的深入研究确认了IBD和淀粉尿病的几个最重要鸟类和通道,并提供了证据表明性疾病之中细菌金原属量的变动可以受到影响它们的总共金原属量人关系,这丰富了深入研究其他部门迄今对性疾病之中细菌功能障碍的重新认识。

十二指肠细菌总共金原属量因特网的构建

分析法则结果实示,细菌都是由和功能记事在较大某种程度上是重合的,尽管深入研究其他部门检视到IBD缓冲区之中的鸟类都是由发生了实着变化。至少一个缓冲区之中>20%的样本之中存在的134个细菌一般而言和343个细菌通道被纳入细菌因特网推断。深入研究其他部门结合SparCC和SpiecEasi法则构建了细菌总共金原属量人关系。

对于鸟类因特网,深入研究其他部门在LLD缓冲区之中确认了2604个总携手金原属量,在500FG缓冲区之中确认了1591个总携手金原属量,在300OB缓冲区之中确认了1107个总携手金原属量,在IBD缓冲区之中确认了2554个总携手金原属量,总总共转化成了3454个截然各不相同的鸟类总携手金原属量。值得注意的是,82.1%的鸟类总携手金原属量也体现单单总共现。

对于通道,总共金原属量的比例从500FG的37,279个到LLD的40,699个大概,总总共转化成了43,355个截然各不相同的通道总共金原属量。

各不相同的细菌总携手金原属量反映在金原属量程度上

当翻转包括可视总共金原属量的100个鸟类和304条通道时,76%的鸟类和84%的通道在缓冲区之中间的金原属量程度也结果实示单单实着关联。这仅仅可视的总共金原属量人关系在较大某种程度上反映在各不相同的细菌金原属量上。深入研究其他部门总结了来自同一原属或来自各不相同原属的鸟类之中间关联总共金原属量的比例。总共金原属量互补最小的原属是细菌,不仅在各不相同的细菌之中间检视到大量各不相同的总共金原属量,而且在细菌与其他原属的鸟类之中间也检视到大量各不相同的总共金原属量,如真细菌和韦洛氏菌。在IBD缓冲区之中,细菌的一般而言低,这与之前的深入研究结果一致。对通道总共金原属量也推测了类似的检视,特别是催化通道,它不仅在自身实际上,而且在与核苷和残基催化具体的各种通道方面也结果实示单单多样性。

特定的细菌总共金原属量在性疾病缓冲区之中富集

深入研究其他部门分析法则了可视的总携手金原属量人关系有否由特定的缓冲区驱动,即一个缓冲区之中的缓冲区金原属量切变有否与其他三个缓冲区之中的缓冲区金原属量切变有较大各不相同。有趣的是,与基于群体的缓冲区相对,性疾病缓冲区之中的群组甲基化总共金原属量实着富集:113(94%)个鸟类总共金原属量和1050个(72%)通道总共金原属量与IBD缓冲区特异具体,281个(19.4%)通道总共金原属量与300OB缓冲区特异具体,相对之下,只有3个鸟类和117条通道的总携手金原属量人关系专原归入基于种群的缓冲区LLD和500FG。深入研究其他部门的结果凸实了细菌的总携手金原属量取决肠道的健康和性疾病现况。

IBD之中的细菌总共金原属量因特网

在整合人类细菌组项目(iHMP-IBD)缓冲区之中副本IBD因特网:在深入研究其他部门的IBD缓冲区之中构建的2554个鸟类和37,699个通道总共金原属量之中,深入研究其他部门并能检验iHMP-IBD39之中77个IBD个体之中的2090个鸟类总共金原属量和37,106个通道总共金原属量。鸟类总携手金原属量的相对较高副本领军在较大某种程度上是一个功领军问题,因为深入研究其他部门还检视到,1705(81.6%)个鸟类总携手金原属量和24,165个(65.1%)通道总携手金原属量在深入研究其他部门的IBD缓冲区和iHMP-IBD缓冲区之中间的总携手金原属量切变没有人实着关联。然后,深入研究其他部门比起了iHMP-IBD缓冲区第一个和最后一个时间点(相距~1年)之中间的IBD因特网,副本了90.6%的鸟类总共金原属量和99.6%的通道总共金原属量。这表明,深入研究其他部门对IBD总共金原属量切变的有约在各不相同的缓冲区之中较大某种程度上是可多次重复的,并且随着时间的推移是稳定的。

IBD的细菌因特网与性疾病特点的人关系:以前的深入研究表明,检视到的细菌金原属量关联可以用IBD14的某些性疾病特点来解释。因此,深入研究其他部门假设词源金原属量人关系也似乎是这种情况。深入研究其他部门检验IBD总共金原属量有否与性疾病亚型[溃疡性息肉(UC,n=189)与克罗恩病(CD,n=276)]、性疾病部位[回肠(n=212)与结肠(n=286)]以及性疾病活动[瘙痒(n=121)与非瘙痒(n=377)]具体。大多数总共金原属量人关系在性疾病特点之中间是对於的,只有少数在FDR

与抑制剂具体的IBD细菌因特网:深入研究其他部门实质性测试了抑制剂用到有否会受到影响细菌总共金原属量,因为IBD病患用到药物(20.0%)和质子泵抑制剂(PPI;26.5%)大于普通成年人缓冲区(1.1%和8.4%)。深入研究其他部门推测药物用到者和非药物用到者之中间的鸟类总共金原属量没有人实着关联,而在37,959(3.7%)条通道总共金原属量人关系之中,有1049条(3.7%)的通道总共金原属量人关系在PPI用到者和非用到者之中间结果实示单单统计上的实着关联,特别是与异戊二烯催化和甲基赤藓淀粉醇氨基通道有关。

IBD之中的最重要鸟类和通道:当将IBD之中的细菌总共金原属量与其他3个缓冲区进行比起时,深入研究其他部门确认了113个鸟类总共金原属量和1050个路径总共金原属量,与其他3个缓冲区相对结果实示单单实着各不相同的受到影响。然后,深入研究其他部门检验这些IBD甲基化总共金原属量有否与似乎与性疾病具体的特定通道或鸟类高度具体24,深入研究其他部门的分析法则确认了IBD的三个最重要鸟类和四个最重要通道。

中长期药物为病原、产状苋杆菌和格雷文尼茨放线菌。病原和产甲氧菌先前曾与IBD14,41-45具体。有趣的是,病原与不具备促炎功用的鸟类(如变形细菌)结果实示单单正的总共金原属量人关系,而与不具备抗炎功用的鸟类(如普氏镰刀菌)结果实示单单负的总共金原属量人关系。

IBD的最重要通道包括C1化合物利用和分化通道、两条维生素催化通道和催化通道。IBD之中最最重要的功能通道是酸性TCA周而复始通道(P23-pwy),它有76个IBD甲基化总共金原属量,其之中94.7%在iHMP-IBD缓冲区之中副本。酸性TCA周而复始是一条二氧化碳一般来说通道,已被认为是生产用于淀粉、脂、、嘧啶和菜醌催化的有机分子会的早期通道。

尽管IBD之中这一通道的金原属量较高,但IBD之中这一通道的总共金原属量人关系(r=0.1)弱于其他缓冲区(r=0.3)。深入研究其他部门推测IBD病患之中18.8%的菜醌催化通道是由病原贡献的,是两个成年人缓冲区的2倍。这一推测表明,病原是IBD之中菜醌催化的重要贡**,这似乎会加强其他细菌的多见于。事实上,深入研究其他部门的深入研究还阐明了病原是IBD的最重要鸟类,与15个鸟类体现单单IBD特有的总共金原属量人关系。其之中,与瘙痒具体的细菌一般而言有很强的正具体性,包括变形细菌、前庭细菌和孩童细菌。因此,与其他缓冲区相对,IBD病患的菜醌催化与细菌一般而言之中间的具体性低。

300OB之中的细菌总共金原属量因特网

300OB因特网在LLD淀粉尿病个体之中的副本:在300OB缓冲区之中侦测到1107个鸟类和37,886个通道总共金原属量。这些有约的总共金原属量切变在LLD缓冲区之中年龄和体重指数(BMI)匹配的134名淀粉尿病者之中大部分可副本,991(89.5%)种总共金原属量和32,963(87.0%)通道总共金原属量结果实示没有人关联。

与淀粉尿病具体性疾病具体的细菌因特网:300OB缓冲区是为了深入研究淀粉尿病个人的哮喘而设立的,其之中包括139名动脉粥样增生斑块病患和159名淀粉尿病对照。此外,35名300OB大多数人身患淀粉尿病。在这里,深入研究其他部门只检视到三种与哮喘具体的鸟类总共金原属量,所有这三种鸟类在有斑块的病患之中都结果实示单单比没有人斑块的病患更强的总共金原属量。

淀粉尿病的最重要通道:当深入研究其他部门比起300OB和其他3个缓冲区之中的细菌总共金原属量时,深入研究其他部门确认了281个通道总共金原属量,它们结果实示单单实着各不相同的受到影响,即淀粉尿病甲基化总共金原属量。淀粉尿病的一个最重要通道是尿囊素的交联,它结果实示了85条通道的淀粉尿病甲基化总共金原属量人关系。尿囊素是多种真菌(如)之中的活性成分之一,被推测不具备加强甲状腺激素分泌和降低血淀粉的效用。其交联产物苋酸在苋酰乙酸酯/苹果酸之中起抑制效用。与此相一致,深入研究其他部门推测尿囊素交联通道与苋酰乙酸/苹果酸(包括丝氨酸、高丝氨酸、蛋氨酸、丝氨酸和异亮氨酸)的催化通道和苹果酸的催化通道呈要强的负具体,两者之外与平常血淀粉程度呈正具体,与平常甲状腺激素程度呈负具体。

早期单单处:

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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