2020年8月末11日,来自荷兰阿尔克马尔所学校的邵靖远教授团队在Nature Communications上发表题为Gut microbial co-abundance networks show specificity in inflammatory bowel disease and obesity的文章。
肾脏有机体群是一个包括复杂发挥作用力的生态环境。目前为止,数据量化执法人员对肾脏有机体群在卫生和癌症中都会的发挥作用的了解主要依赖于有所不同的有机体核素,而对有机体发挥作用力在有机体癌症背景下的发挥作用知之甚少。在这里,数据量化执法人员用于来自四举例来说类配置文件的2379个元基因三组协作并更为了有机体合共核素局域网:一个呼吸道性肠患(IBD)配置文件,一个成年人配置文件和两个基于青年人的配置文件。数据量化执法人员找到,38.6%的类群合共核素和64.3%的渠道合共核素的其中心在配置文件中间不存在在在相异,113个类群和1,050个渠道合共核素辨识造出IBD嗣后一性效应,281个渠道合共核素辨识成年人嗣后一性效应。数据量化执法人员也可以在导入有机体有机体三组(iHMP-IBD)重大项目的IBD配置文件的交叉数据中都会遗传物质这些IBD有机体合共核素。数据量化执法人员的数据量化考虑到了IBD和成年人的几个极其重要类群和渠道,并提供了证据说明了癌症中都会有机体核素的改变可以严重影响它们的合共核素亲密关系,这多样化了数据量化执法人员目前为止对癌症中都会有机体失调的了解。
肾脏有机体合共核素局域网的协作
量化辨识,有机体分成和机制图解在很小持续性上是重叠的,尽管数据量化执法人员仔细观察到IBD配置文件中都会的类群分成发生了在在变化。仅仅一个配置文件中都会>20%的比对中都会不存在的134个寄生虫类型和343个有机体渠道被纳入有机体局域网推断。数据量化执法人员结合SparCC和SpiecEasi方法设立了有机体合共核素亲密关系。
对于类群局域网,数据量化执法人员在LLD配置文件中都会考虑到了2604个都由核素,在500FG配置文件中都会考虑到了1591个都由核素,在300OB配置文件中都会考虑到了1107个都由核素,在IBD配置文件中都会考虑到了2554个都由核素,总合共诱发了3454个契合的类群都由核素。值得注意的是,82.1%的类群都由核素也表现造出合共现。
对于渠道,合共核素的数量从500FG的37,279个到LLD的40,699个差不多,总合共诱发了43,355个契合的渠道合共核素。
有所不同的有机体都由核素凸夙在核素素质上
当微小包括可控合共核素的100个类群和304条渠道时,76%的类群和84%的渠道在配置文件中间的核素素质也辨识造出在在相异。这理论上可控的合共核素亲密关系在很小持续性上凸夙在有所不同的有机体核素上。数据量化执法人员说明了了来自同一归入或来自有所不同归入的类群中间相异合共核素的数量。合共核素异质性远超过的归入是免疫球蛋白,不仅在有所不同的免疫球蛋白中间仔细观察到大量有所不同的合共核素,而且在免疫球蛋白与其他归入的类群中间也仔细观察到大量有所不同的合共核素,如真寄生虫和韦洛氏菌。在IBD配置文件中都会,免疫球蛋白的类型更高,这与之前的数据量化结果相反。对渠道合共核素也找到了类似的仔细观察,比如说是酪氨酸渠道,它不仅在自身内部,而且在与甘氨酸和甘氨酸酸酪氨酸之外的各种渠道方面也辨识造出多样性。
特定的有机体合共核素在癌症配置文件中都会富含
数据量化执法人员量化了可控的都由核素亲密关系是否是由特定的配置文件转子,即一个配置文件中都会的配置文件核素其中心是否是与其他三个配置文件中都会的配置文件核素其中心有很小有所不同。有趣的是,与基于群体的配置文件相较,癌症配置文件中都会的群三组嗣后一性合共核素在在富含:113(94%)个类群合共核素和1050个(72%)渠道合共核素与IBD配置文件特异之外,281个(19.4%)渠道合共核素与300OB配置文件特异之外,相较之下,只有3个类群和117条渠道的都由核素亲密关系嗣后归入于基于种群的配置文件LLD和500FG。数据量化执法人员的结果合理化了有机体的都由核素有所不同肠道的卫生和癌症状况。
IBD中都会的有机体合共核素局域网
在导入有机体有机体三组重大项目(iHMP-IBD)配置文件中都会遗传物质IBD局域网:在数据量化执法人员的IBD配置文件中都会设立的2554个类群和37,699个渠道合共核素中都会,数据量化执法人员必需评量iHMP-IBD39中都会77个IBD个体中都会的2090个类群合共核素和37,106个渠道合共核素。类群都由核素的相对较低遗传物质不下在很小持续性上是一个输出功不下原因,因为数据量化执法人员还仔细观察到,1705(81.6%)个类群都由核素和24,165个(65.1%)渠道都由核素在数据量化执法人员的IBD配置文件和iHMP-IBD配置文件中间的都由核素其中心没有在在相异。然后,数据量化执法人员更为了iHMP-IBD配置文件第一个和最后一个时间点(相隔~1年)中间的IBD局域网,遗传物质了90.6%的类群合共核素和99.6%的渠道合共核素。这说明了,数据量化执法人员对IBD合共核素其中心的估计在有所不同的配置文件中都会很小持续性上是可多次重复的,并且随着时间的推移是稳定的。
IBD的有机体局域网与癌症相似性的亲密关系:那时候的数据量化说明了,仔细观察到的有机体核素相异可以用IBD14的某些癌症相似性来说明。因此,数据量化执法人员假设同源核素亲密关系也似乎是这种情况。数据量化执法人员评量IBD合共核素是否是与癌症亚型[溃疡性大肠炎(UC,n=189)与克罗恩患(CD,n=276)]、癌症部位[回肠(n=212)与大肠(n=286)]以及癌症活动[呼吸道(n=121)与非呼吸道(n=377)]之外。大多数合共核素亲密关系在癌症相似性中间是内克的,只有少数在FDR
与药物之外的IBD有机体局域网:数据量化执法人员有利于测试了药物用于是否是都会严重影响有机体合共核素,因为IBD患变用于抗患毒(20.0%)和质子泵抑制剂(PPI;26.5%)极低普通青年人配置文件(1.1%和8.4%)。数据量化执法人员找到抗患毒用于者和非抗患毒用于者中间的类群合共核素没有在在相异,而在37,959(3.7%)条渠道合共核素亲密关系中都会,有1049条(3.7%)的渠道合共核素亲密关系在PPI用于者和非用于者中间辨识造出统计上的在在相异,比如说是与异戊二烯酪氨酸和甲基赤藓脂类甲基渠道有关。
IBD中都会的极其重要类群和渠道:当将IBD中都会的有机体合共核素与其他3个配置文件进行更为时,数据量化执法人员考虑到了113个类群合共核素和1050个同方向合共核素,与其他3个配置文件相较辨识造出在在有所不同的严重影响。然后,数据量化执法人员评量这些IBD嗣后一性合共核素是否是与似乎与癌症之外的特定渠道或类群离地之外24,数据量化执法人员的量化考虑到了IBD的三个极其重要类群和四个极其重要渠道。
重点菌种为酵母菌、产状芭蕉杆菌和格雷文尼茨放线菌。酵母菌和产甲氧菌先前曾与IBD14,41-45之外。有趣的是,酵母菌与兼具促炎连续性的类群(如反转免疫球蛋白)辨识造出恰巧的合共核素亲密关系,而与兼具抗炎连续性的类群(如普氏镰刀菌)辨识造出负的合共核素亲密关系。
IBD的极其重要渠道包括C1氧化物利用和排斥渠道、两条维生素酪氨酸渠道和酪氨酸渠道。IBD中都会最极其重要的机制渠道是重氮TCA反向渠道(P23-pwy),它有76个IBD嗣后一性合共核素,其中都会94.7%在iHMP-IBD配置文件中都会遗传物质。重氮TCA反向是一条氧气一般来说渠道,已被并不认为是生产线用于糖、脂、、嘧啶和菜醌酪氨酸的有机小分子的完整渠道。
尽管IBD中都会这一渠道的核素极低,但IBD中都会这一渠道的合共核素亲密关系(r=0.1)弱于其他配置文件(r=0.3)。数据量化执法人员找到IBD患变中都会18.8%的菜醌酪氨酸渠道是由酵母菌表彰的,是两举例来说群配置文件的2倍。这一找到说明了,酵母菌是IBD中都会菜醌酪氨酸的重要学术机构,这似乎都会促进其他有机体的土壤。事实上,数据量化执法人员的数据量化还说明了了酵母菌是IBD的极其重要类群,与15个类群表现造出IBD特有的合共核素亲密关系。其中都会,与呼吸道之外的免疫球蛋白类型有很强的恰巧之外性,包括反转免疫球蛋白、内耳免疫球蛋白和孩童免疫球蛋白。因此,与其他配置文件相较,IBD患变的菜醌酪氨酸与免疫球蛋白类型中间的之外性更高。
300OB中都会的有机体合共核素局域网
300OB局域网在LLD成年人个体中都会的遗传物质:在300OB配置文件中都会探测到1107个类群和37,886个渠道合共核素。这些估计的合共核素其中心在LLD配置文件中都会年龄和体重指数(BMI)冗余的134名成年人者中都会大部分可遗传物质,991(89.5%)种合共核素和32,963(87.0%)渠道合共核素辨识没有相异。
与成年人之外癌症之外的有机体局域网:300OB配置文件是为了数据量化成年人举例来说的心血管癌症而设立的,其中都会包括139名动脉粥样硬化黄褐色患变和159名成年人对照。此外,35名300OB举例来说罹患糖尿患。在这里,数据量化执法人员只仔细观察到三种与心血管癌症之外的类群合共核素,所有这三类型群在有黄褐色的患变中都会都辨识造出比没有黄褐色的患变更强的合共核素。
成年人的极其重要渠道:当数据量化执法人员更为300OB和其他3个配置文件中都会的有机体合共核素时,数据量化执法人员考虑到了281个渠道合共核素,它们辨识造出在在有所不同的严重影响,即成年人嗣后一性合共核素。成年人的一个极其重要渠道是尿囊素的分解,它辨识了85条渠道的成年人嗣后一性合共核素亲密关系。尿囊素是多种植物(如)中都会的活性化学成分之一,被找到兼具促进胰岛素增生和减小胰岛素的发挥作用。其分解产物硒在丝氨酸甲基/苹果酸中都会起抑制发挥作用。与此相相反,数据量化执法人员找到尿囊素分解渠道与丝氨酸/苹果酸(包括丝氨酸、高丝氨酸、蛋氨酸、酪氨酸和异亮氨酸)的酪氨酸渠道和苹果酸的酪氨酸渠道排列成极强的负之外,两者均与短时间胰岛素素质排列成恰巧之外,与短时间胰岛素素质排列成负之外。
完整造注解:
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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