Nature Genetics:科學家揭示基因和飲食對宿主-微生物相互作用和疾病發(fā)生的影響

子孫滿堂康復師 2022-03-24

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人類遺傳變異通過環(huán)境和宿主因素的復雜組合影響腸道微生物群。人胃腸道微生物與生理之間的微妙相互作用可以影響發(fā)育和健康的多個方面，或引發(fā)疾病。越來越多的證據(jù)表明人類基因變異影響其腸道菌群組成和調(diào)節(jié)。此外，參與免疫和代謝過程以及疾病的基因也與腸道微生物的變異有關，而個體腸道微生物群在很大程度上受飲食和藥物等環(huán)境變量的影響。近日，發(fā)表在Nat Genet上的一篇題為

人類遺傳變異通過環(huán)境和宿主因素的復雜組合影響腸道微生物群。人胃腸道微生物與生理之間的微妙相互作用可以影響發(fā)育和健康的多個方面，或引發(fā)疾病。越來越多的證據(jù)表明人類基因變異影響其腸道菌群組成和調(diào)節(jié)。此外，參與免疫和代謝過程以及疾病的基因也與腸道微生物的變異有關，而個體腸道微生物群在很大程度上受飲食和藥物等環(huán)境變量的影響。近日，發(fā)表在Nat Genet上的一篇題為“Combined effects of host genetics and diet on human gut microbiota and incident disease in a single population cohort”的學術(shù)性論文綜合分析了宿主基因和飲食對人腸道微生物和疾病的影響。

在這項研究中，研究人員使用一個單一的大規(guī)模人群隊列，包含5，959個基因型個體，具有匹配的腸道微生物宏基因組，以及飲食和健康記錄(流行和隨訪)，描述了與微生物豐度相關的基因變異，確定了人類基因型和腸道微生物豐度之間的全基因組關聯(lián)。進一步利用額外和廣泛的健康登記和飲食個體數(shù)據(jù)，調(diào)查飲食和基因型對特定宿主-微生物關聯(lián)的影響，并預測與腸道微生物變異有關的疾病發(fā)病率。

結(jié)果顯示，共有471個不同的基因組數(shù)據(jù)庫(GTDB)類群分類，代表17%的測試的分類單元，包括11個門、19個科、24個屬、62個科、146個屬和209個種，與至少一個基因變異相關。研究鑒定了567個獨立的SNP分類群，發(fā)現(xiàn)了31種不同的遺傳變異與39個關鍵種相關的微生物分類單元相關，這些物種在微生物群落調(diào)節(jié)和功能中發(fā)揮關鍵生態(tài)作用。

研究發(fā)現(xiàn)，LCT位點與微生物變異密切相關，該位點與歐洲成年人乳糖酶耐受有關。該位點變異與雙歧桿菌和其他類群相關，但它們因乳品攝取量的不同而不同。在成人期產(chǎn)生乳糖酶的個體中，雙歧桿菌的豐度不受乳品攝入量的影響。然而，乳糖不耐受個體中的常規(guī)乳制品飲食的雙歧桿菌豐度顯著增加。此外，研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)aecalicatena lactaris的水平與ABO基因相關聯(lián)，并把人體分泌的血液抗原作為腸道中優(yōu)先利用的能量來源。糞腸球菌的水平與MED13L位點的變異有關，這與結(jié)直腸癌有關。孟德爾隨機化分析表明摩根氏菌對重度抑郁癥有潛在的因果效應，與觀察性疾病事件一致。

圖人類基因和腸道微生物變異的全基因組關聯(lián)

總之，該研究確定并描述了宿主-微生物群相互作用及其與疾病的復雜關聯(lián)性。（生物谷Bioon.com）

參考文獻：Qin， Y.， Havulinna， A.S.， Liu， Y. et al. Combined effects of host genetics and diet on human gut microbiota and incident disease in a single population cohort. Nat Genet 54， 134–142 (2022). https：//doi.org/10.1038/s41588-021-00991-z

腸道微生態(tài)與人體健康密切相關，科研學者圍繞腸道微生物與免疫系統(tǒng)、代謝性疾病、消化系統(tǒng)疾病、腫瘤、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、藥物代謝等的關系展開大量研究，多組學、測序方法更新迭代、合成生物學、菌群移植、AI等技術(shù)的發(fā)展也為腸道研究帶來了強大助力，腸道微生態(tài)的研究逐步向精細化和縱深化前行。

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