Nat Commun:消化道微生物共丰度网络在炎症性肠病和肥胖中的特异性

2021-11-15 00:53:09 来源:
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2020年8年底11日,来自荷兰格罗宁根大学的傅靖远教授团队在Nature Communications上发表题为Gut microbial co-abundance networks show specificity in inflammatory bowel disease and obesity的篇名。

消化系统生物体群是一个涉及多样电磁场的生态系。目前,深入研究医护人员对消化系统生物体群在心理健康和哮喘之中的作用的认识到主要依赖于各不相同的生物体重元素,而对生物体电磁场在人类哮喘历史背景下的作用知之甚少。在这里,深入研究医护人员适用来自四个人类缓冲区的2379个元基因第三组构筑并来得了生物体合计重元素在线:一个发炎性肠病(IBD)缓冲区,一个肥大缓冲区和两个基于这群人的缓冲区。深入研究医护人员见到,38.6%的亚种合计重元素和64.3%的渠道合计重元素的数值在缓冲区二者之间存在比起来说较歧异,113个亚种和1,050个渠道合计重元素说明了出IBD抗体效应,281个渠道合计重元素说明了肥大抗体效应。深入研究医护人员也可以在为基础人类生物体第三组(iHMP-IBD)项目的IBD缓冲区的纵向资料之中拷贝这些IBD生物体合计重元素。深入研究医护人员的深入研究未确定了IBD和肥大的几个这两项亚种和渠道,并提供了证据证明哮喘之中生物体重元素的改变可以不良影响它们的合计重元素间的关系,这丰富多彩了深入研究医护人员目前对哮喘之中生物体心理因素的认识。

消化系统生物体合计重元素在线的构筑

统计分析说明了,生物体第三组成和功能图谱在不小往往上是重合的,尽管深入研究医护人员捕捉到到IBD缓冲区之中的亚种第三组成频发了比起来说较更长。大概一个缓冲区之中>20%的取样之中存在的134个细酵母品种和343个生物体渠道被纳入生物体在线推断。深入研究医护人员结合SparCC和SpiecEasi工具设立了生物体合计重元素间的关系。

对于亚种在线,深入研究医护人员在LLD缓冲区之中未确定了2604个合计同重元素,在500FG缓冲区之中未确定了1591个合计同重元素,在300OB缓冲区之中未确定了1107个合计同重元素,在IBD缓冲区之中未确定了2554个合计同重元素,总合计激发了3454个奇特的亚种合计同重元素。值得注意的是,82.1%的亚种合计同重元素也表现出合计现。

对于渠道,合计重元素的数量从500FG的37,279个到LLD的40,699个少于,总合计激发了43,355个奇特的渠道合计重元素。

各不相同的生物体合计同重元素揭示在重元素水平上

当放大涉及径向合计重元素的100个亚种和304条渠道时,76%的亚种和84%的渠道在缓冲区二者之间的重元素水平也说明了出比起来说较歧异。这仅仅径向的合计重元素间的关系在不小往往上揭示在各不相同的生物体重元素上。深入研究医护人员总结了来自同一属或来自各不相同属的亚种二者之间歧异合计重元素的数量。合计重元素异质性最大的属是细酵母,不仅在各不相同的细酵母二者之间捕捉到到大量各不相同的合计重元素,而且在细酵母与其他属的亚种二者之间也捕捉到到大量各不相同的合计重元素,如真细酵母和韦洛氏酵母。在IBD缓冲区之中,细酵母的品种更好,这与以前的深入研究结果一致。对渠道合计重元素也见到了相同的捕捉到,引人注意是过氧化物渠道,它不仅在自身内部,而且在与酪氨酸和蛋白质过氧化物具体的各种渠道方面也说明了出自然环境。

特定的生物体合计重元素在哮喘缓冲区之中富集

深入研究医护人员统计分析了径向的合计同重元素间的关系确实由特定的缓冲区液压,即一个缓冲区之中的缓冲区重元素数值确实与其他三个缓冲区之中的缓冲区重元素数值有不小各不相同。寻常的是,与基于社群的缓冲区比起来说,哮喘缓冲区之中的社群抗体合计重元素比起来说较富集:113(94%)个亚种合计重元素和1050个(72%)渠道合计重元素与IBD缓冲区特异具体,281个(19.4%)渠道合计重元素与300OB缓冲区特异具体,比起来说之下,只有3个亚种和117条渠道的合计同重元素间的关系唯仅限于基于性状的缓冲区LLD和500FG。深入研究医护人员的结果忽略了生物体的合计同重元素取决于细菌的心理健康和哮喘状况。

IBD之中的生物体合计重元素在线

在为基础人类生物体第三组项目(iHMP-IBD)缓冲区之中拷贝IBD在线:在深入研究医护人员的IBD缓冲区之中设立的2554个亚种和37,699个渠道合计重元素之中,深入研究医护人员必须指标iHMP-IBD39之中77个IBD生物体之中的2090个亚种合计重元素和37,106个渠道合计重元素。亚种合计同重元素的比起较低拷贝亲率在不小往往上是一个kW解决办法,因为深入研究医护人员还捕捉到到,1705(81.6%)个亚种合计同重元素和24,165个(65.1%)渠道合计同重元素在深入研究医护人员的IBD缓冲区和iHMP-IBD缓冲区二者之间的合计同重元素数值未比起来说较歧异。然后,深入研究医护人员来得了iHMP-IBD缓冲区第一个和最后一个间隔时间点(相隔~1年)二者之间的IBD在线,拷贝了90.6%的亚种合计重元素和99.6%的渠道合计重元素。这证明,深入研究医护人员对IBD合计重元素数值的至少在各不相同的缓冲区之中不小往往上是可反复的,并且随着间隔时间的更长是稳定的。

IBD的生物体在线与哮喘形态的间的关系:以前的深入研究证明,捕捉到到的生物体重元素歧异可以用IBD14的某些哮喘形态来解释。因此,深入研究医护人员假设同源重元素间的关系也显然是这种可能不会。深入研究医护人员指标IBD合计重元素确实与哮喘亚型[溃疡性结肠炎(UC,n=189)与克罗恩病(CD,n=276)]、哮喘肺脏[回肠(n=212)与结肠(n=286)]以及哮喘活动[发炎(n=121)与非发炎(n=377)]具体。大多数合计重元素间的关系在哮喘形态二者之间是可比的,只有少数在FDR

与抗生素具体的IBD生物体在线:深入研究医护人员进一步测试了抗生素适用确实不会不良影响生物体合计重元素,因为IBD病变适用抗生素(20.0%)和质子泵抗生素(PPI;26.5%)优于普通这群人缓冲区(1.1%和8.4%)。深入研究医护人员见到抗生素适用者和非抗生素适用者二者之间的亚种合计重元素未比起来说较歧异,而在37,959(3.7%)条渠道合计重元素间的关系之中,有1049条(3.7%)的渠道合计重元素间的关系在PPI适用者和非适用者二者之间说明了出统计数字上的比起来说较歧异,引人注意是与多肽过氧化物和甲基赤藓豌豆磷酸渠道有关。

IBD之中的这两项亚种和渠道:当将IBD之中的生物体合计重元素与其他3个缓冲区进行来得时,深入研究医护人员未确定了113个亚种合计重元素和1050个路径合计重元素,与其他3个缓冲区比起来说说明了出比起来说较各不相同的不良影响。然后,深入研究医护人员指标这些IBD抗体合计重元素确实与显然与哮喘具体的特定渠道或亚种高度具体24,深入研究医护人员的统计分析未确定了IBD的三个这两项亚种和四个这两项渠道。

重点酵母种为大肠酵母、产状草酵母和亨特文尼茨放线酵母。大肠酵母和产甲氧酵母先前曾与IBD14,41-45具体。寻常的是,大肠酵母与具备促炎特性的亚种(如挤压细酵母)说明了出正的合计重元素间的关系,而与具备抗炎特性的亚种(如普氏镰刀酵母)说明了出负的合计重元素间的关系。

IBD的这两项渠道之外C1化合物利用和同化渠道、两条维生素过氧化物渠道和过氧化物渠道。IBD之中最这两项的功能渠道是卤化物TCA循环系统渠道(P23-pwy),它有76个IBD抗体合计重元素,其之中94.7%在iHMP-IBD缓冲区之中拷贝。卤化物TCA循环系统是一条二氧化碳固定渠道,已被认为是装配用作冬瓜、脂、、嘧啶和菜醌过氧化物的有机分子的许多现代渠道。

尽管IBD之中这一渠道的重元素高,但IBD之中这一渠道的合计重元素间的关系(r=0.1)弱于其他缓冲区(r=0.3)。深入研究医护人员见到IBD病变之中18.8%的菜醌过氧化物渠道是由大肠酵母贡献的,是两个这群人缓冲区的2倍。这一见到证明,大肠酵母是IBD之中菜醌过氧化物的不可忽视合作者,这显然不会促进其他生物体的生长。事实上,深入研究医护人员的深入研究还揭示了大肠酵母是IBD的这两项亚种,与15个亚种表现出IBD特有的合计重元素间的关系。其之中,与发炎具体的细酵母品种有很强的正具体性,之外挤压细酵母、前庭细酵母和婴儿细酵母。因此,与其他缓冲区比起来说,IBD病变的菜醌过氧化物与细酵母品种二者之间的具体性更好。

300OB之中的生物体合计重元素在线

300OB在线在LLD肥大生物体之中的拷贝:在300OB缓冲区之中样品到1107个亚种和37,886个渠道合计重元素。这些至少的合计重元素数值在LLD缓冲区之中年龄和体重标准普尔(BMI)匹配的134名肥大者之中大部分可拷贝,991(89.5%)种合计重元素和32,963(87.0%)渠道合计重元素说明了未歧异。

与肥大具体哮喘具体的生物体在线:300OB缓冲区是为了深入研究肥大个人的心血管哮喘而设立的,其之中之外139名腹腔粥样愈合斑块病变和159名肥大对照。此外,35名300OB参与者患有冬瓜尿病。在这里,深入研究医护人员只捕捉到到三种与心血管哮喘具体的亚种合计重元素,所有这三种亚种在有斑块的病变之中都说明了出比未斑块的病变更强的合计重元素。

肥大的这两项渠道:当深入研究医护人员来得300OB和其他3个缓冲区之中的生物体合计重元素时,深入研究医护人员未确定了281个渠道合计重元素,它们说明了出比起来说较各不相同的不良影响,即肥大抗体合计重元素。肥大的一个这两项渠道是尿囊素的分解,它说明了了85条渠道的肥大抗体合计重元素间的关系。尿囊素是多种植物(如)之中的活性化学物质之一,被见到具备促进胰岛素新陈代谢和下降血冬瓜的作用。其分解产物草酸在苹果酸酯/甘氨酸之中起抑制作用。与此相一致,深入研究医护人员见到尿囊素分解渠道与苹果酸/甘氨酸(之外赖氨酸、高丝氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和异亮氨酸)的过氧化物渠道和甘氨酸的过氧化物渠道呈较强的负具体,两者除此以外与空腹血冬瓜水平常为具体,与空腹胰岛素水平呈负具体。

许多现代说是:

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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