Nat Commun:肠道微生物共丰度网络在白血病肠病和肥胖中的特异性

2022-02-07 01:12:44 来源:
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2020年8月11日,来自德国哈勒姆私立大学的傅会宁副教授团队在Nature Communications上发表新书Gut microbial co-abundance networks show specificity in inflammatory bowel disease and obesity的撰文。

胃芽孢群是一个涉及复杂化学键的水体。迄今为止,学术研究医务人员对胃芽孢群在卫生和病因中会的作用的了解主要依赖于完全相同的芽孢轻元素,而对芽孢化学键在生命体病因背景下的作用知之甚少。在这里,学术研究医务人员可用来自四其所类函数调用的2379个元基因组构筑并尤其了芽孢将近轻元素在线:一个坏死性肠病(IBD)函数调用,一个身高增加函数调用和两个基于人群的函数调用。学术研究医务人员见到,38.6%的鸟类将近轻元素和64.3%的路中将近轻元素的风力在函数调用密切人关系存在非同着关联,113个鸟类和1,050个路中将近轻元素结果非同示出IBD乙基化物理现象,281个路中将近轻元素结果非同示身高增加乙基化物理现象。学术研究医务人员也可以在紧密结合生命体芽孢组(iHMP-IBD)项目的IBD函数调用的主干数据中会副本这些IBD芽孢将近轻元素。学术研究医务人员的学术研究确切了IBD和身高增加的几个不可或缺鸟类和路中,并提供了证据说明了病因中会芽孢轻元素的改变可以制约它们的将近轻元素人关系,这多样化了学术研究医务人员迄今为止对病因中会芽孢失调的认识。

胃芽孢将近轻元素在线的构筑

分析结果非同示,芽孢均是由和机制图集在很小程度上是重叠的,尽管学术研究医务人员检视到IBD函数调用中会的鸟类均是由发生了非同着转变。至少一个函数调用中会>20%的样本中会存在的134个细芽孢类和343个芽孢路中被纳入芽孢在线推断。学术研究医务人员结合SparCC和SpiecEasi方法建立了芽孢将近轻元素人关系。

对于鸟类在线,学术研究医务人员在LLD函数调用中会确切了2604个总一同轻元素,在500FG函数调用中会确切了1591个总一同轻元素,在300OB函数调用中会确切了1107个总一同轻元素,在IBD函数调用中会确切了2554个总一同轻元素,总将近消除了3454个新颖的鸟类总一同轻元素。值得注意的是,82.1%的鸟类总一同轻元素也发挥出将近现。

对于路中,将近轻元素的数量从500FG的37,279个到LLD的40,699个不等,总将近消除了43,355个新颖的路中将近轻元素。

完全相同的芽孢总一同轻元素说明了在轻元素程度上

当翻转涉及星型将近轻元素的100个鸟类和304条路中时,76%的鸟类和84%的路中在函数调用密切人关系的轻元素程度也结果非同示出非同着关联。这意味着星型的将近轻元素人关系在很小程度上说明了在完全相同的芽孢轻元素上。学术研究医务人员阐述了来自同一旧称或来自完全相同旧称的鸟类密切人关系关联将近轻元素的数量。将近轻元素举例来说最大的旧称是结核杆菌,不仅在完全相同的结核杆菌密切人关系检视到大量完全相同的将近轻元素,而且在结核杆菌与其他旧称的鸟类密切人关系也检视到大量完全相同的将近轻元素,如真大肠杆菌和韦洛氏菌。在IBD函数调用中会,结核杆菌的品种更佳,这与早先的学术研究结果一致。对路中将近轻元素也见到了完全相同的检视,除此以外是代谢路中,它不仅在自身核心,而且在与腺嘌呤和腺嘌呤酸代谢系统性的各种路中方面也结果非同示出多样性。

特定的芽孢将近轻元素在病因函数调用中会硫化物

学术研究医务人员分析了星型的总一同轻元素人关系有否由特定的函数调用转子,即一个函数调用中会的函数调用轻元素风力有否与其他三个函数调用中会的函数调用轻元素风力有很小完全相同。无聊的是,与基于社会阶层的函数调用相比,病因函数调用中会的社群乙基化将近轻元素非同着硫化物:113(94%)个鸟类将近轻元素和1050个(72%)路中将近轻元素与IBD函数调用特异系统性,281个(19.4%)路中将近轻元素与300OB函数调用特异系统性,相对来说,只有3个鸟类和117条路中的总一同轻元素人关系专旧称于基于种群的函数调用LLD和500FG。学术研究医务人员的结果强调了芽孢的总一同轻元素取决于宿主的卫生和病因状况。

IBD中会的芽孢将近轻元素在线

在紧密结合生命体芽孢组项目(iHMP-IBD)函数调用中会副本IBD在线:在学术研究医务人员的IBD函数调用中会建立的2554个鸟类和37,699个路中将近轻元素中会,学术研究医务人员能够审核iHMP-IBD39中会77个IBD有机体中会的2090个鸟类将近轻元素和37,106个路中将近轻元素。鸟类总一同轻元素的相对高副本率在很小程度上是一个功率问题,因为学术研究医务人员还检视到,1705(81.6%)个鸟类总一同轻元素和24,165个(65.1%)路中总一同轻元素在学术研究医务人员的IBD函数调用和iHMP-IBD函数调用密切人关系的总一同轻元素风力没有非同着关联。然后,学术研究医务人员尤其了iHMP-IBD函数调用第一个和就此一个时间点(相距~1年)密切人关系的IBD在线,副本了90.6%的鸟类将近轻元素和99.6%的路中将近轻元素。这说明了,学术研究医务人员对IBD将近轻元素风力的大约在完全相同的函数调用中会很小程度上是可单调的,并且随着时间的变长是不稳定的的。

IBD的芽孢在线与病因特质的人关系:以前的学术研究说明了,检视到的芽孢轻元素关联可以用IBD14的某些病因特质来阐释。因此,学术研究医务人员假设互补轻元素人关系也不太可能是这种原因。学术研究医务人员审核IBD将近轻元素有否与病因亚型[溃疡性胆管癌(UC,n=189)与克罗恩病(CD,n=276)]、病因部位[胃(n=212)与结肠(n=286)]以及病因娱乐活动[坏死(n=121)与非坏死(n=377)]系统性。大多数将近轻元素人关系在病因特质密切人关系是可比的,只有少数在FDR

与类固醇系统性的IBD芽孢在线:学术研究医务人员进一步飞行测试了类固醇可用有否会制约芽孢将近轻元素,因为IBD病征可用药剂(20.0%)和质子泵抗病毒(PPI;26.5%)高于都可人群函数调用(1.1%和8.4%)。学术研究医务人员见到药剂可用者和非药剂可用者密切人关系的鸟类将近轻元素没有非同着关联,而在37,959(3.7%)条路中将近轻元素人关系中会,有1049条(3.7%)的路中将近轻元素人关系在PPI可用者和非可用者密切人关系结果非同示出人口统计上的非同着关联,除此以外是与萜代谢和乙基赤藓糖醇磷酸路中有关。

IBD中会的不可或缺鸟类和路中:当将IBD中会的芽孢将近轻元素与其他3个函数调用进行尤其时,学术研究医务人员确切了113个鸟类将近轻元素和1050个方向将近轻元素,与其他3个函数调用相比结果非同示出非同着完全相同的制约。然后,学术研究医务人员审核这些IBD乙基化将近轻元素有否与不太可能与病因系统性的特定路中或鸟类高度系统性24,学术研究医务人员的分析确切了IBD的三个不可或缺鸟类和四个不可或缺路中。

重点芽孢为病原、产状草杆菌和格雷文尼茨放线菌。病原和产甲氧菌原本曾与IBD14,41-45系统性。无聊的是,病原与兼具促炎适应性的鸟类(如变形结核杆菌)结果非同示出亦然的将近轻元素人关系,而与兼具抗炎适应性的鸟类(如普氏镰刀菌)结果非同示出负的将近轻元素人关系。

IBD的不可或缺路中以外C1化合物利用和同化路中、两条缺乏症代谢路中和代谢路中。IBD中会最不可或缺的机制路中是卤化物TCA反转路中(P23-pwy),它有76个IBD乙基化将近轻元素,其中会94.7%在iHMP-IBD函数调用中会副本。卤化物TCA反转是一条氢气固定路中,已被认为是投入生产用于糖、脂、、嘧啶和菜醌代谢的有机底物的重构路中。

尽管IBD中会这一路中的轻元素较高,但IBD中会这一路中的将近轻元素人关系(r=0.1)弱于其他函数调用(r=0.3)。学术研究医务人员见到IBD病征中会18.8%的菜醌代谢路中是由病原贡献的,是两其所群函数调用的2倍。这一见到说明了,病原是IBD中会菜醌代谢的重要学术机构,这不太有可能促进其他芽孢的生长。事实上,学术研究医务人员的学术研究还揭示了病原是IBD的不可或缺鸟类,与15个鸟类发挥出IBD特有的将近轻元素人关系。其中会,与坏死系统性的结核杆芽孢类有很强的亦然系统性性,以外变形结核杆菌、外周结核杆菌和婴儿结核杆菌。因此,与其他函数调用相比,IBD病征的菜醌代谢与结核杆芽孢类密切人关系的系统性性更佳。

300OB中会的芽孢将近轻元素在线

300OB在线在LLD身高增加有机体中会的副本:在300OB函数调用中会监测到1107个鸟类和37,886个路中将近轻元素。这些大约的将近轻元素风力在LLD函数调用中会年龄和身高指数(BMI)也就是说的134名身高增加者中会极少可副本,991(89.5%)种将近轻元素和32,963(87.0%)路中将近轻元素结果非同示没有关联。

与身高增加系统性病因系统性的芽孢在线:300OB函数调用是为了学术研究身高增加其所的心血管病因而成立的,其中会以外139名动脉粥样硬化斑点病征和159名身高增加比对。此外,35名300OB参与者患有糖尿病。在这里,学术研究医务人员只检视到三种与心血管病因系统性的鸟类将近轻元素,所有这三种鸟类在有斑点的病征中会都结果非同示出比没有斑点的病征更强的将近轻元素。

身高增加的不可或缺路中:当学术研究医务人员尤其300OB和其他3个函数调用中会的芽孢将近轻元素时,学术研究医务人员确切了281个路中将近轻元素,它们结果非同示出非同着完全相同的制约,即身高增加乙基化将近轻元素。身高增加的一个不可或缺路中是尿囊素的副产物,它结果非同示了85条路中的身高增加乙基化将近轻元素人关系。尿囊素是多种植物(如)中会的活性成分之一,被见到兼具促进生长激素排泄和降低血压的作用。其副产物产物草酸在丝氨酸醇/糖类中会起抑制作用。与此完全符合,学术研究医务人员见到尿囊素副产物路中与丝氨酸/糖类(以外N-、高丝氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和异亮氨酸)的代谢路中和糖类的代谢路中黄绿色较强的负系统性,两者均与;也血压程度等距系统性,与;也生长激素程度黄绿色负系统性。

重构出处:

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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