Nat Commun:消化系统微生物共丰度网络在炎症性肠病和肥胖中的特异性

2022-01-31 06:57:11 来源:
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2020年8年初11日,来自西班牙格罗宁根大学的顾定远教授团队在Nature Communications上发表题为Gut microbial co-abundance networks show specificity in inflammatory bowel disease and obesity的文章。

肠道菌繁殖地是一个包括复杂相互功用的生态系统。现今,图表图表分析医护人员对肠道菌繁殖地在肥胖和性疾染病里的功用的了解主要相关联有所不同的芽孢稀土元素,而对芽孢相互功用在全人类性疾染病背景下的功用相去甚远。在这里,图表图表分析医护人员采用来自四个全人类字段的2379个元基因第一组重构并比较了芽孢共约稀土元素在线:一个坏死性肠染病(IBD)字段,一个高血压字段和两个基于一些人的字段。图表图表分析医护人员见到,38.6%的品种共约稀土元素和64.3%的自营共约稀土元素的风力在字段彼此之间存在敬着区别,113个品种和1,050个自营共约稀土元素敬示显现出IBD甲基化现像,281个自营共约稀土元素敬示高血压甲基化现像。图表图表分析医护人员也可以在导入全人类芽孢第一组(iHMP-IBD)概念设计的IBD字段的纵向图表里激活这些IBD芽孢共约稀土元素。图表图表分析医护人员的图表图表分析确切了IBD和高血压的几个更为重要品种和自营,并提供了证明说明性疾染病里芽孢稀土元素的转变可以阻碍它们的共约稀土元素父子关系,这丰富了图表图表分析医护人员现今对性疾染病里芽孢失调的认识。

肠道芽孢共约稀土元素在线的重构

图表分析敬示,芽孢第一组成和基本功能图谱在较大以往上是重叠的,尽管图表图表分析医护人员推论到IBD字段里的品种第一组成发生了敬着推移。至少一个字段里>20%的样本里存在的134个细菌大类和343个芽孢自营被纳入芽孢在线推断。图表图表分析医护人员相结合SparCC和SpiecEasi方法建起了芽孢共约稀土元素父子关系。

对于品种在线,图表图表分析医护人员在LLD字段里确切了2604个共约同稀土元素,在500FG字段里确切了1591个共约同稀土元素,在300OB字段里确切了1107个共约同稀土元素,在IBD字段里确切了2554个共约同稀土元素,总共约产生了3454个与众不同的品种共约同稀土元素。值得注意的是,82.1%的品种共约同稀土元素也体现显现出共约现。

对于自营,共约稀土元素的存量从500FG的37,279个到LLD的40,699个不等,总共约产生了43,355个与众不同的自营共约稀土元素。

有所不同的芽孢共约同稀土元素解读在稀土元素低水平上

当放大包括星型共约稀土元素的100个品种和304条自营时,76%的品种和84%的自营在字段彼此之间的稀土元素低水平也敬示显现出敬着区别。这意味着星型的共约稀土元素父子关系在较大以往上解读在有所不同的芽孢稀土元素上。图表图表分析医护人员总结了来自同一旧称或来自有所不同旧称的品种彼此之间区别共约稀土元素的存量。共约稀土元素系统性远超过的旧称是染病原体,不仅在有所不同的染病原体彼此之间推论到大量有所不同的共约稀土元素,而且在染病原体与其他旧称的品种彼此之间也推论到大量有所不同的共约稀土元素,如真细菌和韦洛氏菌。在IBD字段里,染病原体的大类低,这与此前的图表图表分析结果完全一致。对自营共约稀土元素也见到了十分相似的推论,比如说是催化反应自营,它不仅在自身实际上,而且在与核苷和核苷酸催化反应比如说的各种自营多方面也敬示显现出多样性。

特定的芽孢共约稀土元素在性疾染病字段里富集

图表图表分析医护人员图表分析了星型的共约同稀土元素父子关系到底由特定的字段涡轮机,即一个字段里的字段稀土元素风力到底与其他三个字段里的字段稀土元素风力有较大有所不同。像是的是,与基于族群的字段比较来说,性疾染病字段里的群第一组甲基化共约稀土元素敬着富集:113(94%)个品种共约稀土元素和1050个(72%)自营共约稀土元素与IBD字段特异比如说,281个(19.4%)自营共约稀土元素与300OB字段特异比如说,比较来说之下,只有3个品种和117条自营的共约同稀土元素父子关系专旧称于基于繁殖地的字段LLD和500FG。图表图表分析医护人员的结果阐释了芽孢的共约同稀土元素各不相同宿主的肥胖和性疾染病情形。

IBD里的芽孢共约稀土元素在线

在导入全人类芽孢第一组概念设计(iHMP-IBD)字段里激活IBD在线:在图表图表分析医护人员的IBD字段里建起的2554个品种和37,699个自营共约稀土元素里,图表图表分析医护人员能够审计iHMP-IBD39里77个IBD生殖里的2090个品种共约稀土元素和37,106个自营共约稀土元素。品种共约同稀土元素的比较较少激活率在较大以往上是一个功率难题,因为图表图表分析医护人员还推论到,1705(81.6%)个品种共约同稀土元素和24,165个(65.1%)自营共约同稀土元素在图表图表分析医护人员的IBD字段和iHMP-IBD字段彼此之间的共约同稀土元素风力从未敬着区别。然后,图表图表分析医护人员比较了iHMP-IBD字段第一个和仍要一个间隔时间点(相隔~1年)彼此之间的IBD在线,激活了90.6%的品种共约稀土元素和99.6%的自营共约稀土元素。这说明,图表图表分析医护人员对IBD共约稀土元素风力的大约在有所不同的字段里较大以往上是可多次重复的,并且随着间隔时间的演进是不稳定的的。

IBD的芽孢在线与性疾染病特征的父子关系:那时候的图表图表分析说明,推论到的芽孢稀土元素区别可以用IBD14的某些性疾染病特征来解释。因此,图表图表分析医护人员假设同源稀土元素父子关系也可能是这种上述情况。图表图表分析医护人员审计IBD共约稀土元素到底与性疾染病亚型[溃疡性大肠(UC,n=189)与克罗恩染病(CD,n=276)]、性疾染病臀部[小肠(n=212)与腹腔(n=286)]以及性疾染病商业活动[坏死(n=121)与非坏死(n=377)]比如说。大多数共约稀土元素父子关系在性疾染病特征彼此之间是可比的,只有少数在FDR

与类固醇比如说的IBD芽孢在线:图表图表分析医护人员进一步测试了类固醇采用到底都会阻碍芽孢共约稀土元素,因为IBD高血压采用类固醇(20.0%)和质子泵抑制剂(PPI;26.5%)很低普通一些人字段(1.1%和8.4%)。图表图表分析医护人员见到类固醇采用者和非类固醇采用者彼此之间的品种共约稀土元素从未敬着区别,而在37,959(3.7%)条自营共约稀土元素父子关系里,有1049条(3.7%)的自营共约稀土元素父子关系在PPI采用者和非采用者彼此之间敬示显现出统计上的敬着区别,比如说是与异戊二烯催化反应和甲基赤藓醛磷酸自营有关。

IBD里的更为重要品种和自营:当将IBD里的芽孢共约稀土元素与其他3个字段展开比较时,图表图表分析医护人员确切了113个品种共约稀土元素和1050个同方向共约稀土元素,与其他3个字段比较来说敬示显现出敬着有所不同的阻碍。然后,图表图表分析医护人员审计这些IBD甲基化共约稀土元素到底与可能与性疾染病比如说的特定自营或品种高度比如说24,图表图表分析医护人员的图表分析确切了IBD的三个更为重要品种和四个更为重要自营。

重点芽孢为菌株属、产状芭蕉杆菌属和格雷文尼茨原核生物。菌株属和产甲氧菌早先曾与IBD14,41-45比如说。像是的是,菌株属与具有促炎属性的品种(如结构上染病原体)敬示显现出于是以的共约稀土元素父子关系,而与具有抗炎属性的品种(如普氏镰刀菌)敬示显现出负的共约稀土元素父子关系。

IBD的更为重要自营都有C1化合物利用和西化自营、两条维生素催化反应自营和催化反应自营。IBD里最更为重要的基本功能自营是卤化物TCA循环系统自营(P23-pwy),它有76个IBD甲基化共约稀土元素,其里94.7%在iHMP-IBD字段里激活。卤化物TCA循环系统是一条甲烷分开自营,已被认为是生产用于糖、脂、、过氧化和菜醌催化反应的有机分子可的完整自营。

尽管IBD里这一自营的稀土元素较高,但IBD里这一自营的共约稀土元素父子关系(r=0.1)弱于其他字段(r=0.3)。图表图表分析医护人员见到IBD高血压里18.8%的菜醌催化反应自营是由菌株属杰出贡献的,是两参与者群字段的2倍。这一见到说明,菌株属是IBD里菜醌催化反应的重要杰出贡**,这都会倡导其他芽孢的潮湿。事实上,图表图表分析医护人员的图表图表分析还揭示了菌株属是IBD的更为重要品种,与15个品种体现显现出IBD特有的共约稀土元素父子关系。其里,与坏死比如说的染病原体大类有极强的于是以比如说性,都有结构上染病原体、前庭染病原体和婴儿染病原体。因此,与其他字段比较来说,IBD高血压的菜醌催化反应与染病原体大类彼此之间的比如说性低。

300OB里的芽孢共约稀土元素在线

300OB在线在LLD高血压生殖里的激活:在300OB字段里检验到1107个品种和37,886个自营共约稀土元素。这些大约的共约稀土元素风力在LLD字段里成年人和BMI比率(BMI)比如说的134名高血压者里大部分可激活,991(89.5%)种共约稀土元素和32,963(87.0%)自营共约稀土元素敬示从未区别。

与高血压比如说性疾染病比如说的芽孢在线:300OB字段是为了图表图表分析高血压参与者的心血管性疾染病而设立的,其里都有139名血管壁粥样硬化淡褐色高血压和159名高血压依此。此外,35名300OB组织者患有糖尿染病。在这里,图表图表分析医护人员只推论到三种与心血管性疾染病比如说的品种共约稀土元素,所有这三种品种在有淡褐色的高血压里都敬示显现出比从未淡褐色的高血压更强的共约稀土元素。

高血压的更为重要自营:当图表图表分析医护人员比较300OB和其他3个字段里的芽孢共约稀土元素时,图表图表分析医护人员确切了281个自营共约稀土元素,它们敬示显现出敬着有所不同的阻碍,即高血压甲基化共约稀土元素。高血压的一个更为重要自营是尿囊素的分解,它敬示了85条自营的高血压甲基化共约稀土元素父子关系。尿囊素是多种植物(如)里的活性成份之一,被见到具有倡导胰岛素分泌和降低皮质醇的功用。其分解里间体高氯酸在芭蕉酰乙酸酯/糖类里起抑制功用。与此相完全一致,图表图表分析医护人员见到尿囊素分解自营与芭蕉酰乙酸/糖类(都有赖氨酸、高丝氨酸、糖类、苏氨酸和异亮氨酸)的催化反应自营和糖类的催化反应自营红褐色过强的负比如说,两者均与平常皮质醇低水平积为比如说,与平常胰岛素低水平红褐色负比如说。

完整说是:

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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