Nat Commun:肠道微生物共丰度网络在炎症性肠病和肥胖里的特异性

2021-11-29 01:25:25 来源:
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2020年8月11日,来自荷兰布鲁日大学的郝靖远任教团队在Nature Communications上发表题为Gut microbial co-abundance networks show specificity in inflammatory bowel disease and obesity的发表文章。

肾脏生物群是一个涉及复杂相互效用的动植物。目前,研究者部门对肾脏生物群在身体健康和疟疾里面的效用的探究主要举例来说多种不同的生物金种属量,而对生物相互效用在生命疟疾时代背景下的效用知之甚少。在这里,研究者部门用到来自四个生命路由表的2379个元基因第一组构建并非常了生物共约金种属量的网络:一个结核染病肠染病(IBD)路由表,一个成年人路由表和两个基于成年人的路由表。研究者部门推测,38.6%的品种共约金种属量和64.3%的途径共约金种属量的低压在路由表之间存在引人注意相异,113个品种和1,050个途径共约金种属量概述成IBD酪氨酸效应,281个途径共约金种属量概述成年人酪氨酸效应。研究者部门也可以在导入生命生物第一组(iHMP-IBD)项目的IBD路由表的垂直数据里面克隆这些IBD生物共约金种属量。研究者部门的研究者已确定了IBD和成年人的几个最重要品种和途径,并提供了确实声称疟疾里面生物金种属量的扭转可以不良影响它们的共约金种属量间的关系,这丰富了研究者部门目前对疟疾里面生物亢进的相识。

肾脏生物共约金种属量的网络的构建

分析概述,生物第一大多是由和功能图谱在相当大素质上是重叠的,尽管研究者部门推论到IBD路由表里面的品种第一大多是由发生了引人注意转变。至少一个路由表里面>20%的样本里面存在的134个细真口服类和343个生物途径被纳入生物的网络推论。研究者部门结合SparCC和SpiecEasi方法建立了生物共约金种属量间的关系。

对于品种的网络,研究者部门在LLD路由表里面已确定了2604个共约同完成金种属量,在500FG路由表里面已确定了1591个共约同完成金种属量,在300OB路由表里面已确定了1107个共约同完成金种属量,在IBD路由表里面已确定了2554个共约同完成金种属量,总共约转化成了3454个新颖的品种共约同完成金种属量。相比之下较的是,82.1%的品种共约同完成金种属量也表现成共约现。

对于途径,共约金种属量的数量从500FG的37,279个到LLD的40,699个不等,总共约转化成了43,355个新颖的途径共约金种属量。

多种不同的生物共约同完成金种属量体现在金种属量高水平上

当放大涉及径向共约金种属量的100个品种和304条途径时,76%的品种和84%的途径在路由表之间的金种属量高水平也概述成引人注意相异。这意味着径向的共约金种属量间的关系在相当大素质上体现在多种不同的生物金种属量上。研究者部门概述了来自同一种属或来自多种不同种属的品种之间相异共约金种属量的数量。共约金种属量异质性仅有的种属是荚膜,不仅在多种不同的荚膜之间推论到大量多种不同的共约金种属量,而且在荚膜与其他种属的品种之间也推论到大量多种不同的共约金种属量,如真细真菌和韦洛氏真菌。在IBD路由表里面,荚膜的一般来说低,这与此前的研究者结果明确。对途径共约金种属量也推测了类似的推论,特别是过氧化物途径,它不仅在自身内部,而且在与核苷和核苷酸过氧化物具体的各种途径方面也概述成动植物。

特定的生物共约金种属量在疟疾路由表里面可溶性

研究者部门分析了径向的共约同完成金种属量间的关系确实由特定的路由表特别设计,即一个路由表里面的路由表金种属量低压确实与其他三个路由表里面的路由表金种属量低压有相当大多种不同。新奇的是,与基于群体的路由表相比之下,疟疾路由表里面的群第一组酪氨酸共约金种属量引人注意可溶性:113(94%)个品种共约金种属量和1050个(72%)途径共约金种属量与IBD路由表特异具体,281个(19.4%)途径共约金种属量与300OB路由表特异具体,相比之下之下,只有3个品种和117条途径的共约同完成金种属量间的关系专种属于基于种群的路由表LLD和500FG。研究者部门的结果强调了生物的共约同完成金种属量取决于宿主的身体健康和疟疾状况。

IBD里面的生物共约金种属量的网络

在导入生命生物第一组项目(iHMP-IBD)路由表里面克隆IBD的网络:在研究者部门的IBD路由表里面建立的2554个品种和37,699个途径共约金种属量里面,研究者部门并能评估iHMP-IBD39里面77个IBD幼体里面的2090个品种共约金种属量和37,106个途径共约金种属量。品种共约同完成金种属量的相比之下低克隆叛将在相当大素质上是一个功叛将问题,因为研究者部门还推论到,1705(81.6%)个品种共约同完成金种属量和24,165个(65.1%)途径共约同完成金种属量在研究者部门的IBD路由表和iHMP-IBD路由表之间的共约同完成金种属量低压没有引人注意相异。然后,研究者部门非常了iHMP-IBD路由表第一个和最后一个等待时间点(相隔~1年)之间的IBD的网络,克隆了90.6%的品种共约金种属量和99.6%的途径共约金种属量。这声称,研究者部门对IBD共约金种属量低压的推估在多种不同的路由表里面相当大素质上是可多次重复的,并且随着等待时间的发生转变是平稳的。

IBD的生物的网络与疟疾特质的间的关系:实际上的研究者声称,推论到的生物金种属量相异可以用IBD14的某些疟疾特质来解释。因此,研究者部门假设同源金种属量间的关系也似乎是这种情况。研究者部门评估IBD共约金种属量确实与疟疾亚型[溃疡性高血压(UC,n=189)与克罗恩染病(CD,n=276)]、疟疾臀部[回肠(n=212)与结肠(n=286)]以及疟疾活动[增生(n=121)与非增生(n=377)]具体。大多数共约金种属量间的关系在疟疾特质之间是对於的,只有少数在FDR

与本品具体的IBD生物的网络:研究者部门必要性测试了本品用到确实会不良影响生物共约金种属量,因为IBD染病患者用到口服(20.0%)和质子泵抑制剂(PPI;26.5%)高于大多成年人路由表(1.1%和8.4%)。研究者部门推测口服浏览和非口服浏览之间的品种共约金种属量没有引人注意相异,而在37,959(3.7%)条途径共约金种属量间的关系里面,有1049条(3.7%)的途径共约金种属量间的关系在PPI浏览和非浏览之间概述成统计上的引人注意相异,特别是与异戊二烯过氧化物和N-赤藓冬瓜醇磷酸途径有关。

IBD里面的最重要品种和途径:当将IBD里面的生物共约金种属量与其他3个路由表同步进行非常时,研究者部门已确定了113个品种共约金种属量和1050个路径共约金种属量,与其他3个路由表相比之下概述成引人注意多种不同的不良影响。然后,研究者部门评估这些IBD酪氨酸共约金种属量确实与似乎与疟疾具体的特定途径或品种高度具体24,研究者部门的分析已确定了IBD的三个最重要品种和四个最重要途径。

重点真口服为大肠杆真菌、产状苋杆真菌和皮特文尼茨放线真菌。大肠杆真菌和产甲氧真菌当初曾与IBD14,41-45具体。新奇的是,大肠杆真菌与不具促炎特性的品种(如碎裂荚膜)概述成正的共约金种属量间的关系,而与不具抗炎特性的品种(如普氏镰刀真菌)概述成负的共约金种属量间的关系。

IBD的最重要途径以外C1化合物利用和排斥途径、两条营养素过氧化物途径和过氧化物途径。IBD里面最最重要的功能途径是碱性TCA周而复始途径(P23-pwy),它有76个IBD酪氨酸共约金种属量,其里面94.7%在iHMP-IBD路由表里面克隆。碱性TCA周而复始是一条氧固定途径,已被认为是生产用于冬瓜、裸、、嘧啶和菜醌过氧化物的有机分子的值得注意途径。

尽管IBD里面这一途径的金种属量低,但IBD里面这一途径的共约金种属量间的关系(r=0.1)弱于其他路由表(r=0.3)。研究者部门推测IBD染病患者里面18.8%的菜醌过氧化物途径是由大肠杆真菌杰出贡献的,是两个成年人路由表的2倍。这一推测声称,大肠杆真菌是IBD里面菜醌过氧化物的重要杰出合作者,这似乎会作出贡献其他生物的生长。事实上,研究者部门的研究者还概述了大肠杆真菌是IBD的最重要品种,与15个品种表现成IBD特有的共约金种属量间的关系。其里面,与增生具体的荚膜一般来说有很强的正具体性,以外碎裂荚膜、鼻窦荚膜和婴儿荚膜。因此,与其他路由表相比之下,IBD染病患者的菜醌过氧化物与荚膜一般来说之间的具体性低。

300OB里面的生物共约金种属量的网络

300OB的网络在LLD成年人幼体里面的克隆:在300OB路由表里面检测到1107个品种和37,886个途径共约金种属量。这些推估的共约金种属量低压在LLD路由表里面年龄和体重百分比(BMI)冗余的134名成年人者里面大部分可克隆,991(89.5%)种共约金种属量和32,963(87.0%)途径共约金种属量概述没有相异。

与成年人具体疟疾具体的生物的网络:300OB路由表是为了研究者成年人更必要性的心血管疟疾而设的,其里面以外139名动脉粥样硬化斑块染病患者和159名成年人相非常。此外,35名300OB自发性抑郁症冬瓜尿染病。在这里,研究者部门只推论到三种与心血管疟疾具体的品种共约金种属量,所有这三种品种在有斑块的染病患者里面都概述成比没有斑块的染病患者更强的共约金种属量。

成年人的最重要途径:当研究者部门非常300OB和其他3个路由表里面的生物共约金种属量时,研究者部门已确定了281个途径共约金种属量,它们概述成引人注意多种不同的不良影响,即成年人酪氨酸共约金种属量。成年人的一个最重要途径是尿囊素的交联,它概述了85条途径的成年人酪氨酸共约金种属量间的关系。尿囊素是多种植物(如)里面的活性冬瓜类之一,被推测不具作出贡献甲状腺激素腺体和降低浓度的效用。其交联产物苋酸在苋酰乙酸酯/天冬氨酸里面起抑制效用。与此相明确,研究者部门推测尿囊素交联途径与苋酰乙酸/天冬氨酸(以外赖氨酸、高丝氨酸、腺苷、苏氨酸和异亮氨酸)的过氧化物途径和天冬氨酸的过氧化物途径排列成较强的负具体,两者大多与短等待时间浓度高水平排列成正具体,与短等待时间甲状腺激素高水平排列成负具体。

值得注意成处:

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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