Nat Commun:肠道菌种共丰度网络在炎症性肠病和肥胖中的特异性

2021-12-06 02:40:15 来源:
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2020年8月11日,来自荷兰格罗宁根所学校的许宣化教授小组在Nature Communications上发表文章文中Gut microbial co-abundance networks show specificity in inflammatory bowel disease and obesity的篇文章。

肾脏真菌种群是一个涉及简单化学键的生态系统。目前为止,深入研究技术人员对肾脏真菌种群在卫生和病因中会的关键作用的了解主要比如说不尽相同的真菌种重元素,而对真菌种化学键在人类所病因背景下的关键作用知之甚少。在这里,深入研究技术人员使用来自四个人类所配置文件的2379个元基因一组实现并相比较了真菌种合计重元素互联网:一个黏膜性肠病(IBD)配置文件,一母体重增加配置文件和两个基于青年人的配置文件。深入研究技术人员辨认显现出,38.6%的群落合计重元素和64.3%的渠道合计重元素的气压在配置文件相互间发挥作用敬着关联性,113个群落和1,050个渠道合计重元素标示显现出显现出IBD选择性震荡,281个渠道合计重元素标示显现出体重增加选择性震荡。深入研究技术人员也可以在定位人类所真菌种一组(iHMP-IBD)重大项目的IBD配置文件的斜向数据中会克隆这些IBD真菌种合计重元素。深入研究技术人员的深入研究考虑到了IBD和体重增加的几个最重要群落和渠道,并提供了证据说明病因中会真菌种重元素的转变可以负面影响它们的合计重元素父子关系,这丰沛了深入研究技术人员目前为止对病因中会真菌种心理因素的相识。

肾脏真菌种合计重元素互联网的实现

分析标示显现出,真菌种一组成和功能图谱在更大总体上是交错的,尽管深入研究技术人员通过观察到IBD配置文件中会的群落一组成暴发了敬着变化。至少一个配置文件中会>20%的结果显示中会发挥作用的134个微生群落类和343个真菌种渠道被纳入真菌种互联网推定。深入研究技术人员建构SparCC和SpiecEasi作法确立了真菌种合计重元素父子关系。

对于群落互联网,深入研究技术人员在LLD配置文件中会考虑到了2604个一同重元素,在500FG配置文件中会考虑到了1591个一同重元素,在300OB配置文件中会考虑到了1107个一同重元素,在IBD配置文件中会考虑到了2554个一同重元素,总合计产生了3454个与众不同的群落一同重元素。除此以外的是,82.1%的群落一同重元素也表现显现出合计现。

对于渠道,合计重元素的数量从500FG的37,279个到LLD的40,699个不等,总合计产生了43,355个与众不同的渠道合计重元素。

不尽相同的真菌种一同重元素突敬在重元素高水平上

当放大涉及如前所述合计重元素的100个群落和304条渠道时,76%的群落和84%的渠道在配置文件相互间的重元素高水平也标示显现出显现出敬着关联性。这意味着如前所述的合计重元素父子关系在更大总体上突敬在不尽相同的真菌种重元素上。深入研究技术人员揭示了来自同一旧属或来自不尽相同旧属的群落相互间关联性合计重元素的数量。合计重元素举例来说最大的旧属是荚膜,不仅在不尽相同的荚膜相互间通过观察到大量不尽相同的合计重元素,而且在荚膜与其他旧属的群落相互间也通过观察到大量不尽相同的合计重元素,如真微生物和韦洛氏真菌。在IBD配置文件中会,荚膜的繁多更高,这与之后的深入研究结果恰当。对渠道合计重元素也辨认显现出了类似的通过观察,特别是酪氨酸渠道,它不仅在自身内部,而且在与嘌呤和嘌呤酸酪氨酸上都的各种渠道上都也标示显现出显现出丰富性。

特定的真菌种合计重元素在病因配置文件中会可溶性

深入研究技术人员分析了如前所述的一同重元素父子关系否由特定的配置文件驱动,即一个配置文件中会的配置文件重元素气压否与其他三个配置文件中会的配置文件重元素气压有更大不尽相同。像是的是,与基于母体的配置文件远比,病因配置文件中会的群一组选择性合计重元素敬着可溶性:113(94%)个群落合计重元素和1050个(72%)渠道合计重元素与IBD配置文件特异上都,281个(19.4%)渠道合计重元素与300OB配置文件特异上都,远比之下,只有3个群落和117条渠道的一同重元素父子关系专旧属于基于种群的配置文件LLD和500FG。深入研究技术人员的结果强调了真菌种的一同重元素取决细胞内的卫生和病因情形。

IBD中会的真菌种合计重元素互联网

在定位人类所真菌种一组重大项目(iHMP-IBD)配置文件中会克隆IBD互联网:在深入研究技术人员的IBD配置文件中会确立的2554个群落和37,699个渠道合计重元素中会,深入研究技术人员能够风险评估iHMP-IBD39中会77个IBD母体中会的2090个群落合计重元素和37,106个渠道合计重元素。群落一同重元素的相对较高克隆百余人在更大总体上是一个功百余人问题,因为深入研究技术人员还通过观察到,1705(81.6%)个群落一同重元素和24,165个(65.1%)渠道一同重元素在深入研究技术人员的IBD配置文件和iHMP-IBD配置文件相互间的一同重元素气压没有敬着关联性。然后,深入研究技术人员相比较了iHMP-IBD配置文件第一个和就此一个星期点(相隔~1年)相互间的IBD互联网,克隆了90.6%的群落合计重元素和99.6%的渠道合计重元素。这说明,深入研究技术人员对IBD合计重元素气压的据估计在不尽相同的配置文件中会更大总体上是可以此类推的,并且随着星期的推移是稳定的。

IBD的真菌种互联网与病因特征的父子关系:基本上的深入研究说明,通过观察到的真菌种重元素关联性可以用IBD14的某些病因特征来断言。因此,深入研究技术人员假设相合重元素父子关系也也许是这种情况。深入研究技术人员风险评估IBD合计重元素否与病因亚型[溃疡性脑膜炎(UC,n=189)与克罗恩病(CD,n=276)]、病因部位[盲肠(n=212)与结肠(n=286)]以及病因娱乐活动[黏膜(n=121)与非黏膜(n=377)]上都。大多数合计重元素父子关系在病因特征相互间是可比的,只有少数在FDR

与类固醇上都的IBD真菌种互联网:深入研究技术人员进一步测试了类固醇使用否会负面影响真菌种合计重元素,因为IBD患儿使用药剂(20.0%)和质子泵抑制剂(PPI;26.5%)少于普通青年人配置文件(1.1%和8.4%)。深入研究技术人员辨认显现出药剂介面和非药剂介面相互间的群落合计重元素没有敬着关联性,而在37,959(3.7%)条渠道合计重元素父子关系中会,有1049条(3.7%)的渠道合计重元素父子关系在PPI介面和非介面相互间标示显现出显现出统计上的敬着关联性,特别是与异戊二烯酪氨酸和甲基赤藓淀粉醇磷酸渠道有关。

IBD中会的最重要群落和渠道:当将IBD中会的真菌种合计重元素与其他3个配置文件进行相比较时,深入研究技术人员考虑到了113个群落合计重元素和1050个切线合计重元素,与其他3个配置文件远比标示显现出显现出敬着不尽相同的负面影响。然后,深入研究技术人员风险评估这些IBD选择性合计重元素否与也许与病因上都的特定渠道或群落总体上都24,深入研究技术人员的分析考虑到了IBD的三个最重要群落和四个最重要渠道。

信息化真菌种为酵母、产状草杆真菌和皮特文尼茨放线真菌。酵母和产甲氧真菌先前曾与IBD14,41-45上都。像是的是,酵母与具促炎物理性质的群落(如剪切荚膜)标示显现出显现出正的合计重元素父子关系,而与具抗炎物理性质的群落(如普氏镰刀真菌)标示显现出显现出负的合计重元素父子关系。

IBD的最重要渠道之外C1化合物借助和边缘化渠道、两条钙酪氨酸渠道和酪氨酸渠道。IBD中会最最重要的功能渠道是氟化物TCA反应器渠道(P23-pwy),它有76个IBD选择性合计重元素,其中会94.7%在iHMP-IBD配置文件中会克隆。氟化物TCA反应器是一条气体固定渠道,已被认为是装配可用淀粉、脂、、嘧啶和菜醌酪氨酸的有机分子的许多现代渠道。

尽管IBD中会这一渠道的重元素较高,但IBD中会这一渠道的合计重元素父子关系(r=0.1)弱于其他配置文件(r=0.3)。深入研究技术人员辨认显现出IBD患儿中会18.8%的菜醌酪氨酸渠道是由酵母重大贡献的,是两个青年人配置文件的2倍。这一辨认显现出说明,酵母是IBD中会菜醌酪氨酸的最主要重大贡**,这也许会促进其他真菌种的生长。事实上,深入研究技术人员的深入研究还揭示了酵母是IBD的最重要群落,与15个群落表现显现出IBD特有的合计重元素父子关系。其中会,与黏膜上都的荚膜繁多有不强的正上都性,之外剪切荚膜、前庭荚膜和婴儿荚膜。因此,与其他配置文件远比,IBD患儿的菜醌酪氨酸与荚膜繁多相互间的上都性更高。

300OB中会的真菌种合计重元素互联网

300OB互联网在LLD体重增加母体中会的克隆:在300OB配置文件中会检测到1107个群落和37,886个渠道合计重元素。这些据估计的合计重元素气压在LLD配置文件中会平均年龄和体重指数(BMI)匹配的134名体重增加者中会大部分可克隆,991(89.5%)种合计重元素和32,963(87.0%)渠道合计重元素标示显现出没有关联性。

与体重增加上都病因上都的真菌种互联网:300OB配置文件是为了深入研究体重增加个人的心血管病因而设立的,其中会之外139名动脉粥样硬化黄褐色患儿和159名体重增加对照。此外,35名300OB旁观者患有淀粉尿病。在这里,深入研究技术人员只通过观察到三种与心血管病因上都的群落合计重元素,所有这三种群落在有黄褐色的患儿中会都标示显现出显现出比没有黄褐色的患儿更强的合计重元素。

体重增加的最重要渠道:当深入研究技术人员相比较300OB和其他3个配置文件中会的真菌种合计重元素时,深入研究技术人员考虑到了281个渠道合计重元素,它们标示显现出显现出敬着不尽相同的负面影响,即体重增加选择性合计重元素。体重增加的一个最重要渠道是尿囊素的甲醛,它标示显现出了85条渠道的体重增加选择性合计重元素父子关系。尿囊素是多种植物(如)中会的活性成分之一,被辨认显现出具促进抗生素分泌和降低血淀粉的关键作用。其甲醛产物草酸在草酰乙酸胺/NAD中会起介导。与此相恰当,深入研究技术人员辨认显现出尿囊素甲醛渠道与草酰乙酸/NAD(之外NAD、高丝氨酸、蛋氨酸、丝氨酸和异亮氨酸)的酪氨酸渠道和NAD的酪氨酸渠道长方形较强的负上都,两者均与才行血淀粉高水平常为上都,与才行抗生素高水平长方形负上都。

许多现代显现出处:

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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