Nat Commun:肠道微生物共丰度网络服务在炎症性肠病和肥胖中的特异性

2021-11-29 01:48:17 来源:
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2020年8月11日,来自挪威格罗宁根学院的傅宁远教授制作组在Nature Communications上登载题为Gut microbial co-abundance networks show specificity in inflammatory bowel disease and obesity的文章。

十二指肠酵母繁殖地是一个涉及繁复化学键的生态系统。以外,数据分析技术人员对十二指肠酵母繁殖地在健康和癌症之中的特异性的明了主要依赖于相异的酵母种轻元素,而对酵母种化学键在本能癌症剧中下的特异性相符合。在这里,数据分析技术人员用到来自四个本能函数调用的2379个元基因四组实现并尤其了酵母种共计轻元素在线:一个白血病肠病(IBD)函数调用,一个肥大函数调用和两个基于成年人的函数调用。数据分析技术人员注意到,38.6%的品种共计轻元素和64.3%的移动式共计轻元素的数值在函数调用相互间发挥特异性夙着关联性,113个品种和1,050个移动式共计轻元素推测出有IBD抗原不稳定性,281个移动式共计轻元素推测肥大抗原不稳定性。数据分析技术人员也可以在构建本能酵母种四组(iHMP-IBD)单项的IBD函数调用的两端原始数据之中解码这些IBD酵母种共计轻元素。数据分析技术人员的数据分析相符了IBD和肥大的几个极其重要品种和移动式,并提供了事实表明癌症之中酵母种轻元素的相反可以直接影响它们的共计轻元素关联,这独特了数据分析技术人员以外对癌症之中酵母种失调的认识。

十二指肠酵母种共计轻元素在线的实现

数据分析推测,酵母种四合组和机制图说在不小高度上是重叠的,尽管数据分析技术人员检视到IBD函数调用之中的品种四合组再次发生了夙着变动。至少一个函数调用之中>20%的样本之中发挥特异性的134个细酵母各种类型和343个酵母种移动式被纳入酵母种在线推断。数据分析技术人员相辅相成SparCC和SpiecEasi工具建立了酵母种共计轻元素关联。

对于品种在线,数据分析技术人员在LLD函数调用之中相符了2604个共计同轻元素,在500FG函数调用之中相符了1591个共计同轻元素,在300OB函数调用之中相符了1107个共计同轻元素,在IBD函数调用之中相符了2554个共计同轻元素,总共计造成了了3454个独特的品种共计同轻元素。或多或少的是,82.1%的品种共计同轻元素也展现出有共计现。

对于移动式,共计轻元素的数目从500FG的37,279个到LLD的40,699个不等,总共计造成了了43,355个独特的移动式共计轻元素。

相异的酵母种共计同轻元素再现在轻元素高水平上

当放大涉及非对称共计轻元素的100个品种和304条移动式时,76%的品种和84%的移动式在函数调用相互间的轻元素高水平也推测出有夙着关联性。这意味着非对称的共计轻元素关联在不小高度上再现在相异的酵母种轻元素上。数据分析技术人员阐述了来自同一旧称或来自相异旧称的品种相互间关联性共计轻元素的数目。共计轻元素异质性最大的旧称是病原体,不仅在相异的病原体相互间检视到大量相异的共计轻元素,而且在病原体与其他旧称的品种相互间也检视到大量相异的共计轻元素,如真细酵母和韦洛氏酵母。在IBD函数调用之中,病原体的各种类型更佳,这与之前的数据分析结果一致。对移动式共计轻元素也注意到了类似的检视,特别是糖类移动式,它不仅在自身内部,而且在与核苷和核苷酸糖类涉及的各种移动式特别也推测出有多样性。

特定的酵母种共计轻元素在癌症函数调用之中非金属

数据分析技术人员数据分析了非对称的共计同轻元素关联到底由特定的函数调用驱动,即一个函数调用之中的函数调用轻元素数值到底与其他三个函数调用之中的函数调用轻元素数值有不小相异。新奇的是,与基于群体的函数调用相比之下,癌症函数调用之中的群四组抗原共计轻元素夙着非金属:113(94%)个品种共计轻元素和1050个(72%)移动式共计轻元素与IBD函数调用特异涉及,281个(19.4%)移动式共计轻元素与300OB函数调用特异涉及,相比之下之下,只有3个品种和117条移动式的共计同轻元素关联专旧称于基于繁殖地的函数调用LLD和500FG。数据分析技术人员的结果强调了酵母种的共计同轻元素取决于寄生虫的健康和癌症状况。

IBD之中的酵母种共计轻元素在线

在构建本能酵母种四组单项(iHMP-IBD)函数调用之中解码IBD在线:在数据分析技术人员的IBD函数调用之中建立的2554个品种和37,699个移动式共计轻元素之中,数据分析技术人员必需指标iHMP-IBD39之中77个IBD群体之中的2090个品种共计轻元素和37,106个移动式共计轻元素。品种共计同轻元素的相对较低解码率在不小高度上是一个功率原因,因为数据分析技术人员还检视到,1705(81.6%)个品种共计同轻元素和24,165个(65.1%)移动式共计同轻元素在数据分析技术人员的IBD函数调用和iHMP-IBD函数调用相互间的共计同轻元素数值不能夙着关联性。然后,数据分析技术人员尤其了iHMP-IBD函数调用第一个和最后一个时间段点(相隔~1年)相互间的IBD在线,解码了90.6%的品种共计轻元素和99.6%的移动式共计轻元素。这表明,数据分析技术人员对IBD共计轻元素数值的估计在相异的函数调用之中不小高度上是可减法的,并且随着时间段的变长是平稳的。

IBD的酵母种在线与癌症相似性的关联:实际上的数据分析表明,检视到的酵母种轻元素关联性可以用IBD14的某些癌症相似性来表述。因此,数据分析技术人员也就是说同源轻元素关联也确实是这种情况。数据分析技术人员指标IBD共计轻元素到底与癌症免疫球蛋白[溃疡性高血压(UC,n=189)与克罗恩病(CD,n=276)]、癌症各部位[回肠(n=212)与结肠(n=286)]以及癌症商业活动[增生(n=121)与非增生(n=377)]涉及。大多数共计轻元素关联在癌症相似性相互间是内克的,只有少数在FDR

与口服涉及的IBD酵母种在线:数据分析技术人员大幅度测试了口服用到到底会直接影响酵母种共计轻元素,因为IBD病患用到类固醇(20.0%)和质子泵抑制剂(PPI;26.5%)略高于除此以外成年人函数调用(1.1%和8.4%)。数据分析技术人员注意到类固醇应用程式和非类固醇应用程式相互间的品种共计轻元素不能夙着关联性,而在37,959(3.7%)条移动式共计轻元素关联之中,有1049条(3.7%)的移动式共计轻元素关联在PPI应用程式和非应用程式相互间推测出有统计上的夙着关联性,特别是与萜糖类和羧酸赤藓糖醇腺苷移动式有关。

IBD之中的极其重要品种和移动式:当将IBD之中的酵母种共计轻元素与其他3个函数调用进行尤其时,数据分析技术人员相符了113个品种共计轻元素和1050个逆时针共计轻元素,与其他3个函数调用相比之下推测出有夙着相异的直接影响。然后,数据分析技术人员指标这些IBD抗原共计轻元素到底与确实与癌症涉及的特定移动式或品种高度涉及24,数据分析技术人员的数据分析相符了IBD的三个极其重要品种和四个极其重要移动式。

重点酵母种为大肠杆酵母、产状红花杆酵母和伍德文尼茨放线酵母。大肠杆酵母和产甲氧酵母此前曾与IBD14,41-45涉及。新奇的是,大肠杆酵母与具促炎适应性的品种(如变形病原体)推测出有正的共计轻元素关联,而与具抗炎适应性的品种(如普氏手杖酵母)推测出有负的共计轻元素关联。

IBD的极其重要移动式都有C1锂依靠和汉民族移动式、两条维生素糖类移动式和糖类移动式。IBD之中最极其重要的机制移动式是硫化物TCA重复移动式(P23-pwy),它有76个IBD抗原共计轻元素,其之中94.7%在iHMP-IBD函数调用之中解码。硫化物TCA重复是一条二氧化碳浮动移动式,已被认为是制造用于糖、颌、、嘧啶和菜醌糖类的有机分子的原始移动式。

尽管IBD之中这一移动式的轻元素极高,但IBD之中这一移动式的共计轻元素关联(r=0.1)弱于其他函数调用(r=0.3)。数据分析技术人员注意到IBD病患之中18.8%的菜醌糖类移动式是由大肠杆酵母贡献的,是两个成年人函数调用的2倍。这一注意到表明,大肠杆酵母是IBD之中菜醌糖类的极其重要性资源库,这确实会促进其他酵母种的生长。事实上,数据分析技术人员的数据分析还阐明了大肠杆酵母是IBD的极其重要品种,与15个品种展现出有IBD特有的共计轻元素关联。其之中,与增生涉及的病原体各种类型有很强的正涉及性,都有变形病原体、内侧病原体和婴儿病原体。因此,与其他函数调用相比之下,IBD病患的菜醌糖类与病原体各种类型相互间的涉及性更佳。

300OB之中的酵母种共计轻元素在线

300OB在线在LLD肥大群体之中的解码:在300OB函数调用之中测定到1107个品种和37,886个移动式共计轻元素。这些估计的共计轻元素数值在LLD函数调用之中年龄和体重基准(BMI)意味着的134名肥大者之中基本上可解码,991(89.5%)种共计轻元素和32,963(87.0%)移动式共计轻元素推测不能关联性。

与肥大涉及癌症涉及的酵母种在线:300OB函数调用是为了数据分析肥大个人的心血管癌症而分设的,其之中都有139名腹腔粥样硬化淡褐色病患和159名肥大对照。此外,35名300OB参与者中风心血管疾病。在这里,数据分析技术人员只检视到三种与心血管癌症涉及的品种共计轻元素,所有这三种品种在有淡褐色的病患之中都推测出有比不能淡褐色的病患更强的共计轻元素。

肥大的极其重要移动式:当数据分析技术人员尤其300OB和其他3个函数调用之中的酵母种共计轻元素时,数据分析技术人员相符了281个移动式共计轻元素,它们推测出有夙着相异的直接影响,即肥大抗原共计轻元素。肥大的一个极其重要移动式是尿囊素的脱水,它推测了85条移动式的肥大抗原共计轻元素关联。尿囊素是多种真菌(如)之中的活性成分之一,被注意到具促进生长激素增生和减低摄入量的特异性。其脱水副产物红花酸在红花酰乙酸酯/甘氨酸之中起抑制特异性。与此密切相关,数据分析技术人员注意到尿囊素脱水移动式与红花酰乙酸/甘氨酸(都有天冬氨酸、高丝氨酸、蛋氨酸、天冬氨酸和异亮氨酸)的糖类移动式和甘氨酸的糖类移动式黄绿色较强的负涉及,两者均与短时间摄入量高水平黄绿色正涉及,与短时间生长激素高水平黄绿色负涉及。

原始应是:

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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