《Cell | 培养的人体肠道真菌基因组简编描述了肠道真菌生物群的特征及其与常见疾病的相关性》

  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2024-05-26
  • 2024年5月21日,大连医科大学马晓驰、王超、中国科学院上海药物研究所果德安、法国洛林大学Francis Martin等在国际顶尖学术期刊 Cell 发表了题为A genomic compendium of cultivated human gut fungi characterizes the gut mycobiome and its relevance to common diseases 的研究论文。

    肠道真菌是人体健康的重要组成部分,但由于缺乏参考基因组,其功能和代谢潜力尚未得到充分阐明。为了填补这一空白,该研究提出了“可培养肠道真菌”(CGF)目录,其中包括从健康个体粪便中提取的760个真菌基因组。涵盖了48个科和206个物种,其中69种是之前未被识别的真菌物种。该研究还探索了这些CGF物种的功能和代谢特性,并利用该目录分析了来自中国和非中国人群的逾1.1万份粪便宏基因组,以构建肠道微生态的系统发育图谱。

    此外,该研究还识别出肠道微生态中与常见疾病相关的显著变化,并通过动物实验验证了真菌标志物与炎症性肠病(IBD)之间的关联。这些资源和发现极大地丰富了我们对人类肠道微生态的生物学多样性和疾病相关性的理解。

相关报告
  • 《Nature | 宿主遗传对肠道微生物基因组变异的调控作用》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-01-04
    • 2024年1月3日,荷兰格罗宁根大学医学中心傅静远教授团队在Nature杂志以长文形式发表了题为Host genetic regulation of human gut microbial structural variation的研究论文。 基于来自4个荷兰人群队列的9015个参与者的个体基因组和肠道微生物宏基因组数据,研究者进行了人类单核苷酸变异和肠道微生物基因组结构变异之间的大规模关联分析。随后发现,在分泌以 N-乙酰半乳糖胺(N-acetylgalactosamine,GalNAc)为末端的A血型抗原的个体中,肠道中的普拉梭菌(Faecalibacterium prausnitzii)更容易携带含有GalNAc代谢基因簇的基因组片段,这一特征是由人类 ABO 和 FUT2 基因型共同决定的。体外培养表明,只有携带 GalNAc代谢基因簇的普拉梭菌菌株,才可以在GalNAc作为唯一碳源的培养基中生长。有趣的是,在分离培养的一株普拉梭菌菌株中,含有GalNAc代谢基因簇的基因组片段发生了翻转,并导致该菌株失去GalNAc利用能力。研究者进一步假设,先前发现的与ABO基因型存在关联的肠道细菌也可能被同样的机制所影响。通过同源基因搜索及体外培养实验,发现铜绿假丝酵母菌(Collinsella aerofaciens)也拥有完整的GalNAc代谢通路,并可以在GalNAc作为唯一碳源的培养基中生长。 研究团队进一步在整个肠道微生物群落中对GalNAc代谢基因进行定量分析,并将参与者根据ABO 和 FUT2 基因型分为有/无肠黏液游离A抗原两组,发现在肠黏液中存在游离A抗原的参与者肠道中,微生物GalNAc代谢基因丰度与肠道微生态多样性呈较强正相关。而在肠黏液中没有游离A抗原的参与者肠道中,该关联则相对较弱。并且,在肠黏液中存在游离A抗原的参与者中,微生物GalNAc代谢基因丰度与健康指数、体重指数、血糖、血脂等指标也存在较强关联,而这些关联在肠黏液中没有游离A抗原的参与者中则不存在,或者关联较弱。这一发现提示,肠道微生物与宿主健康的关联也同时受到宿主遗传背景的调控,同时也为个体化的靶向菌群干预提供了重要参考。 综上所述,通过大规模关联分析,该研究揭示了人类“第一”和“第二”基因组之间的调节关系,为人体-共生微生物互作机制提供了重要的理论补充,并强调了微生物遗传多样性为主导的微生物组研究范式的可靠性。
  • 《Nature | 真菌毒素对其肠道定植的效应》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-03-13
    • 2024年3月6日,布朗大学Richard J. Bennett、莱布尼茨研究所- Hans Knoell研究所Bernhard Hube共同通讯在Nature发表题为The hyphal-specific toxin candidalysin promotes fungal gut commensalism的文章,对人类肠道微生物组与机会致病菌白色念珠菌(Candida albicans)之间复杂相互作用的进行了开创性探索。这篇论文挑战了传统的理解,提出酵母形式的白色念珠菌最适合肠道定植,而菌丝形式虽然妨碍定植,但对其毒力和细菌竞争至关重要。 研究表明,在强大的细菌微生物组存在的情况下,菌丝特异性的毒素——Candidalysin——在促进白色念珠菌定植方面发挥着关键作用。Candidalysin是一种菌丝特异性因子,能直接抑制细菌,从而限制其代谢输出并促进白色念珠菌定植的建立。这一发现表明,作为真菌的白色念珠菌已经进化出菌丝特异性因子以更好地与肠道生态位中的细菌竞争。 此外,该研究表明,白色念珠菌在肠道中的适应度是由该生态位中的细菌种群决定的。具体而言,在抗生素处理的小鼠中,因为细菌已经被清除,被处理固定在酵母状态的白色念珠菌表现出比丝状活性态的细胞更适合定植。然而,在细菌载量高出几个数量级的小鼠中,野生型细胞比酵母锁定的突变体更适合。这表明白色念珠菌的酵母和菌丝形式都是宿主胃肠道定植所必需的。 此外,适应性免疫也在白色念珠菌定植中发挥作用。虽然野生型和酵母锁定细胞之间的早期定植适应度差异与IgA反应无关,但在以后的时间点,粘膜IgA可能会优先靶向菌丝白色念珠菌,限制白色念珠菌的适应度。 总的来说,这项研究强调了了解白色念珠菌定植以及毒力因子的作用时中考虑整个微生物群落的重要性。它强调了肠道生态系统的复杂性以及真菌和细菌物种之间的微妙平衡,这对维持健康和预防疾病至关重要。