Nat Commun:肠道微生物共丰度网络在冠心病肠病和肥胖中的特异性

2021-11-15 04:10:16 来源:
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2020年8翌年11日,来自荷兰格罗宁根大学的傅会宁教授团队在Nature Communications上发表题为Gut microbial co-abundance networks show specificity in inflammatory bowel disease and obesity的文章。

大肠生物体群是一个就其繁复相互关键作用的生态系统。现在,研究课题医护人员对大肠生物体群在身心健康和性疾伤寒之中的关键作用的了解主要依赖各有不同的生物体总质量,而对生物体相互关键作用在有机体性疾伤寒背景下的关键作用知之甚少。在这里,研究课题医护人员使用来自四个有机体字段的2379个元基因组实现并较为了生物体共有总质量网路:一个黏膜性肠伤寒(IBD)字段,一个肥大字段和两个基于人群的字段。研究课题医护人员推测,38.6%的生境共有总质量和64.3%的通道共有总质量的准确度在字段两者之间实际上敬着相异,113个生境和1,050个通道共有总质量辨识显露IBD依赖性震荡,281个通道共有总质量辨识肥大依赖性震荡。研究课题医护人员也可以在转化有机体生物体组(iHMP-IBD)工程建设的IBD字段的纵向数据之中粘贴这些IBD生物体共有总质量。研究课题医护人员的研究课题确定了IBD和肥大的几个更为重要生境和通道,并提供了确凿证据断定性疾伤寒之中生物体总质量的改变可以受到影响它们的共有总质量间的关系,这非常丰富了研究课题医护人员现在对性疾伤寒之中生物体痉挛的认识。

大肠生物体共有总质量网路的实现

统计分析辨识,生物体均是由和功用图谱在不小相对上是重叠的,尽管研究课题医护人员判读到IBD字段之中的生境均是由时有发生了敬着变化。至少一个字段之中>20%的检验之中实际上的134个细霉繁多和343个生物体通道被纳入生物体网路推定。研究课题医护人员转化SparCC和SpiecEasi方法建立了生物体共有总质量间的关系。

对于生境网路,研究课题医护人员在LLD字段之中确定了2604个共有同总质量,在500FG字段之中确定了1591个共有同总质量,在300OB字段之中确定了1107个共有同总质量,在IBD字段之中确定了2554个共有同总质量,总共有产生了3454个独有的生境共有同总质量。值得注意的是,82.1%的生境共有同总质量也表现显露共有现。

对于通道,共有总质量的生产量从500FG的37,279个到LLD的40,699个不等,总共有产生了43,355个独有的通道共有总质量。

各有不同的生物体共有同总质量说明了在总质量高水平上

当放大就其星型共有总质量的100个生境和304条通道时,76%的生境和84%的通道在字段两者之间的总质量高水平也辨识显露敬着相异。这敬然星型的共有总质量间的关系在不小相对上说明了在各有不同的生物体总质量上。研究课题医护人员总结了来自同一归入或来自各有不同归入的生境两者之间相异共有总质量的生产量。共有总质量异质性仅次于的归入是链球霉,不仅在各有不同的链球霉两者之间判读到大量各有不同的共有总质量,而且在链球霉与其他归入的生境两者之间也判读到大量各有不同的共有总质量,如真细霉和韦洛氏霉。在IBD字段之中,链球霉的繁多更高,这与之前的研究课题结果一致。对通道共有总质量也推测了类似的判读,特别是催化反应通道,它不仅在自身内部,而且在与甘氨酸和甘氨酸酸催化反应就其的各种通道全面性也辨识显露社会性。

特定的生物体共有总质量在性疾伤寒字段之中富集

研究课题医护人员统计分析了星型的共有同总质量间的关系是不是由特定的字段驱动,即一个字段之中的字段总质量准确度是不是与其他三个字段之中的字段总质量准确度有不小各有不同。引人入胜的是,与基于群体的字段相比,性疾伤寒字段之中的群组依赖性共有总质量敬着富集:113(94%)个生境共有总质量和1050个(72%)通道共有总质量与IBD字段特异就其,281个(19.4%)通道共有总质量与300OB字段特异就其,相比之下,只有3个生境和117条通道的共有同总质量间的关系专归入于基于种群的字段LLD和500FG。研究课题医护人员的结果特别强调了生物体的共有同总质量远大于寄生物的身心健康和性疾伤寒状况。

IBD之中的生物体共有总质量网路

在转化有机体生物体组工程建设(iHMP-IBD)字段之中粘贴IBD网路:在研究课题医护人员的IBD字段之中建立的2554个生境和37,699个通道共有总质量之中,研究课题医护人员需要评估iHMP-IBD39之中77个IBD个体之中的2090个生境共有总质量和37,106个通道共有总质量。生境共有同总质量的相对较低粘贴率在不小相对上是一个功率问题,因为研究课题医护人员还判读到,1705(81.6%)个生境共有同总质量和24,165个(65.1%)通道共有同总质量在研究课题医护人员的IBD字段和iHMP-IBD字段两者之间的共有同总质量准确度无法敬着相异。然后,研究课题医护人员较为了iHMP-IBD字段第一个和最后一个时间点(停留~1年)两者之间的IBD网路,粘贴了90.6%的生境共有总质量和99.6%的通道共有总质量。这断定,研究课题医护人员对IBD共有总质量准确度的估计在各有不同的字段之中不小相对上是可移位的,并且随着时间的推移是平衡的。

IBD的生物体网路与性疾伤寒基本特征的间的关系:以前的研究课题断定,判读到的生物体总质量相异可以用IBD14的某些性疾伤寒基本特征来推论。因此,研究课题医护人员论据相合总质量间的关系也或许是这种情况。研究课题医护人员评估IBD共有总质量是不是与性疾伤寒亚型[溃疡性肝凝固(UC,n=189)与克罗恩伤寒(CD,n=276)]、性疾伤寒指甲[回肠(n=212)与结肠(n=286)]以及性疾伤寒活动[黏膜(n=121)与非黏膜(n=377)]就其。大多数共有总质量间的关系在性疾伤寒基本特征两者之间是可比的,只有少数在FDR

与制剂就其的IBD生物体网路:研究课题医护人员进一步测试了制剂使用是不是会受到影响生物体共有总质量,因为IBD伤寒人使用口服(20.0%)和质子泵抑制剂(PPI;26.5%)高于普通人群字段(1.1%和8.4%)。研究课题医护人员推测口服介面和非口服介面两者之间的生境共有总质量无法敬着相异,而在37,959(3.7%)条通道共有总质量间的关系之中,有1049条(3.7%)的通道共有总质量间的关系在PPI介面和非介面两者之间辨识显露统计上的敬着相异,特别是与异戊二烯催化反应和甲基赤藓直链葡萄糖通道有关。

IBD之中的更为重要生境和通道:当将IBD之中的生物体共有总质量与其他3个字段进行较为时,研究课题医护人员确定了113个生境共有总质量和1050个路径共有总质量,与其他3个字段相比辨识显露敬着各有不同的受到影响。然后,研究课题医护人员评估这些IBD依赖性共有总质量是不是与或许与性疾伤寒就其的特定通道或生境倾斜度就其24,研究课题医护人员的统计分析确定了IBD的三个更为重要生境和四个更为重要通道。

重点霉种为大肠杆霉、产状草杆霉和格雷文尼茨放线霉。大肠杆霉和产甲氧霉无论如何曾与IBD14,41-45就其。引人入胜的是,大肠杆霉与具有促炎结构上的生境(如变形链球霉)辨识显露正的共有总质量间的关系,而与具有抗炎结构上的生境(如普氏镰刀霉)辨识显露负的共有总质量间的关系。

IBD的更为重要通道最主要C1化合物利用和同化通道、两条维生素催化反应通道和催化反应通道。IBD之中最更为重要的功用通道是氟化物TCA循环通道(P23-pwy),它有76个IBD依赖性共有总质量,其之中94.7%在iHMP-IBD字段之中粘贴。氟化物TCA循环是一条二氧化碳分开通道,已被认为是生产用于糖、脂、、硫和菜醌催化反应的有机水分子的完整通道。

尽管IBD之中这一通道的总质量更高,但IBD之中这一通道的共有总质量间的关系(r=0.1)弱于其他字段(r=0.3)。研究课题医护人员推测IBD伤寒人之中18.8%的菜醌催化反应通道是由大肠杆霉贡献的,是两个人群字段的2倍。这一推测断定,大肠杆霉是IBD之中菜醌催化反应的重要贡**,这会增进其他生物体的潮湿。事实上,研究课题医护人员的研究课题还揭示了大肠杆霉是IBD的更为重要生境,与15个生境表现显露IBD特有的共有总质量间的关系。其之中,与黏膜就其的链球霉繁多有很强的正就其性,最主要变形链球霉、前庭链球霉和婴儿链球霉。因此,与其他字段相比,IBD伤寒人的菜醌催化反应与链球霉繁多两者之间的就其性更高。

300OB之中的生物体共有总质量网路

300OB网路在LLD肥大个体之中的粘贴:在300OB字段之中检测到1107个生境和37,886个通道共有总质量。这些估计的共有总质量准确度在LLD字段之中成年和体重百分比(BMI)敬然的134名肥大者之中大部分可粘贴,991(89.5%)种共有总质量和32,963(87.0%)通道共有总质量辨识无法相异。

与肥大就其性疾伤寒就其的生物体网路:300OB字段是为了研究课题肥大个人的心血管性疾伤寒而设的,其之中最主要139名动脉粥样凝固斑块伤寒人和159名肥大对照。此外,35名300OB发起者患有糖尿伤寒。在这里,研究课题医护人员只判读到三种与心血管性疾伤寒就其的生境共有总质量,所有这三种生境在有斑块的伤寒人之中都辨识显露比无法斑块的伤寒人更强的共有总质量。

肥大的更为重要通道:当研究课题医护人员较为300OB和其他3个字段之中的生物体共有总质量时,研究课题医护人员确定了281个通道共有总质量,它们辨识显露敬着各有不同的受到影响,即肥大依赖性共有总质量。肥大的一个更为重要通道是尿囊素的过氧化物,它辨识了85条通道的肥大依赖性共有总质量间的关系。尿囊素是多种植物(如)之中的活性成分之一,被推测具有增进口服分泌和下降食欲的关键作用。其过氧化物游离草酸在甘油酸酯/胺基酸之中起抑制关键作用。与此相一致,研究课题医护人员推测尿囊素过氧化物通道与甘油酸/胺基酸(最主要赖氨酸、高丝氨酸、酪氨酸、丝氨酸和异亮氨酸)的催化反应通道和胺基酸的催化反应通道呈极强的负就其,两者均与空腹食欲高水平常为就其,与空腹口服高水平呈负就其。

完整显露处:

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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