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體內微生物會影響健康嗎?

微生物無處不在,無所不為。人體微生物體被稱為“人類第二基因體”,人類腸道內就有多達1,000種的共生微生物千萬不要小看微生物,我們須和它們和平相處才能保證身體的健康。近年來研究者們還發現許多疾病都和微生物密切相關,下面說說幾項重要的研究成果吧。

肥胖關微生物甚麼事兒?

文章題目:Richness of human gutmicrobiome correlates with metabolic markers

發表期刊:Nature,2013

影響因子:42.351

材料選取:123位非肥胖和169位肥胖的丹麥人糞便樣本

定序策略:illumina定序平台,宏基因體定序,平均每個樣本68.2 million high-quality reads


主要結果:1)肥胖和非肥胖樣本中腸道微生物基因和物種豐富度上有明顯差異,且其中已研究明確和未明確的細菌都存在差別,而豐富程度低的人肥胖程度、血脂異常和胰島素抗性都有所提高。2)僅對少數幾種細菌標記進行分析,就可以區分細菌豐富程度的高低。 

LGC_ab.png
圖1. 豐富程度低(LGC)的人更容易肥胖


皮膚微生物那麼多!

文章題目:Biogeography and individuality shape function in the human skin metagenome

發表期刊:Nature,2014

影響因子:42.351

材料選取:15位健康人的各18處身體部位採樣

定序策略:illumina HiSeq定序平台,宏基因體定序,總共得到289G數據

主要結果:1)各部位細菌、真菌和病毒存在特異性,且個體間也存在差異,皮膚部位病毒和真菌的含量明顯高於包括腸道在內的其它身體部位。2)構建了近600萬個基因體成的參照目錄,可用以識別目前沒有參照基因體的皮膚微生物基因特徵。


skin microenvironment
圖2. 皮膚中細菌、真菌和病毒的物種組成


MGCs在糖尿病人體內集結


文章題目:Gut metagenome in European women with normal, impaired and diabetic glucose control

發表期刊:Nature,2013

影響因子:41.456

材料選取:血糖正常的、不正常的以及正在進行血糖控制的70歲歐洲婦女的糞便樣本,共145人

定序策略:illumina HiSeq 2000定序平台,宏基因體定序,每個樣本3.1Gb的數據量

主要結果:1)有監測的糖尿病人( T2D組)的四種乳酸菌屬的豐度增加、五種梭菌屬的豐度降低,且三種人群糞便中基因數目相近。2)聚集三者中相關性高的基因,定義為基因簇(MGCs);800個最大MGCs中最少的有104個基因,總共有550,188個基因。3) 將基因簇與NCBI的非冗餘目錄進行比對,發現在種水平上36%的MGCs有共同祖先。


mgc_histogram.pngmgc_T2D.png 圖3. (a) 宏基因體簇數目和基因數目 (b) MGCs中各分類水平所佔比例 (c) NGT and T2D人群中800個最大MGCs相對豐度


從口而入的結直腸癌MLG


文章題目:Gut microbiome development along the colorectal adenoma-carcinoma sequence

發表期刊:Nature Communications,2015

影響因子:10.742

材料選取:57位健康人、44位腺瘤病人和46位結直腸癌病人

定序策略:illumina HiSeq PE100定序平台,宏基因體定序,平均每個樣本5G的數據量

研究結果:1)富集各分組間豐度顯著差異的130,715個微生物基因,進而聚簇得到了126個基因數大於100的宏基因組連鎖群(metagenomic linkage group,MLG;相當於菌株)。2)發現紅肉的攝入量與造成腸道環境惡化的細菌正相關,而水果、蔬菜的攝取量與其則負相關,這從腸道微生物的角度解釋了紅肉、蔬菜及水果的攝入與結直腸癌的相關性。

Gene markers along the adenoma–carcinoma sequence

圖4. 腺瘤病和結直腸癌樣本間的基因標記

參考文獻

[1] Le Chatelier E, Nielsen T, Qin J, et al . Richness of human gutmicrobiome correlates with metabolic markers. Nature. 2013, 500(7464), 541-546. [2] Oh J, Byrd AL, Deming C, et al . Biogeography and individuality shape function in the human skin metagenome. Nature. 2014, 514(7520), 59-64. [3] Karlsson FH, Tremaroli V, Nookaew I, et al . Gut metagenome in European women with normal, impaired and diabetic glucose control. Nature. 2013, 498(7452), 99-103.

[4] Feng Q, Liang SS, Jia HJ, et al . Gut microbiome development along the colorectal adenoma-carcinoma sequence. Nat Commun. 2015, 6,1-13.

圖爾思生物科技 / 諾禾致源文案

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