人類中老年腸道真菌的構(gòu)成和變化圖譜 西湖大學(xué)供圖

近日，西湖大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院鄭鉅圣團(tuán)隊(duì)與中山大學(xué)陳裕明團(tuán)隊(duì)合作在國(guó)際期刊《胃腸》在線發(fā)表了題為《中老年人群的腸道真菌組圖譜解析》的研究成果，首次揭示了人類衰老進(jìn)程中的腸道真菌組圖譜及其動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了腸道真菌組與細(xì)菌組的跨界交互對(duì)人體代謝健康的潛在影響及多組學(xué)關(guān)聯(lián)機(jī)制，為代謝病防治及藥物開發(fā)提供了潛在的新型靶點(diǎn)。

基于真菌控生作用假說的啟示，鄭鉅圣團(tuán)隊(duì)與中山大學(xué)團(tuán)隊(duì)合作，在廣州營(yíng)養(yǎng)與健康隊(duì)列（GNHS）中作了深入探索。GNHS隊(duì)列是一個(gè)包含4000多名參與者的中老年人隊(duì)列（45歲至75歲），從2008年至2013年間基線招募開始，每三年對(duì)所有的參與者進(jìn)行跟蹤隨訪。通過ITS2基因測(cè)序，研究團(tuán)隊(duì)描繪了1244個(gè)中老年參與者的腸道真菌組圖譜，并鑒定了核心腸道真菌的組成。其中有184個(gè)參與者，在三年隨訪的前后兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行了腸道真菌組的重復(fù)測(cè)量。

該研究發(fā)現(xiàn)，中老年人群中腸道真菌組的相當(dāng)一部分組成在時(shí)間上（衰老過程中）是穩(wěn)定的。腸道真菌組的變化主要受年齡，飲食習(xí)慣以及生理狀態(tài)的影響。具體而言，與中年個(gè)體相比，芽孢桿菌在老年人中更少，馬拉色菌則更富集。長(zhǎng)期乳制品攝入與酵母菌豐度呈正相關(guān)，但與念珠菌呈負(fù)相關(guān)。

同處一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，腸道真菌與細(xì)菌不可避免地會(huì)相互作用，并影響宿主代謝。腸道內(nèi)的真菌與細(xì)菌是否可能通過生態(tài)交互協(xié)同調(diào)控宿主的代謝風(fēng)險(xiǎn)呢？

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，酵母目下的特定屬與腸道細(xì)菌多樣性相互作用，共同影響胰島素抵抗，這使得微生物組跨界醫(yī)學(xué)的概念得以驗(yàn)證。為了探尋潛在的機(jī)制，研究團(tuán)隊(duì)利用高維度的多組學(xué)數(shù)據(jù)，分析了腸道真菌與細(xì)菌分類，功能及糞便代謝物的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)先驗(yàn)知識(shí)，推斷出了潛在的作用通路，這也為未來進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證奠定了重要基礎(chǔ)。另外，雙向中介分析則表明，腸道細(xì)菌的功能以及糞便組氨酸可能介導(dǎo)了畢赤酵母對(duì)血液低密度脂蛋白膽固醇的影響。

該研究報(bào)道了人類中老年人群中的腸道真菌組圖譜，并首次分析了中老年人群的真菌組差異及其與衰老的關(guān)聯(lián)。3年左右的長(zhǎng)期隨訪揭示了人體腸道真菌菌群組成的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，進(jìn)一步奠定了腸道真菌作為腸道生態(tài)系統(tǒng)基石的可能。結(jié)合豐富的多組學(xué)以及臨床表型數(shù)據(jù)，該研究深入探索了腸道真菌與細(xì)菌的跨界交互和人體代謝健康的關(guān)聯(lián)及潛在機(jī)制，為后續(xù)微生物組跨界醫(yī)學(xué)的研究提供了重要參考。

據(jù)悉，西湖大學(xué)博士生帥夢(mèng)雷、副研究員付元慶及中山大學(xué)研究生鐘海麗為本文共同第一作者，西湖大學(xué)研究員鄭鉅圣、中山大學(xué)教授陳裕明、莫納什大學(xué)教授Mark L Wahlqvist是本文的共同通訊作者。

相關(guān)論文信息：http://dx.doi.org/ 10.1136/gutjnl-2021-326298

來源：《胃腸》、中國(guó)科學(xué)報(bào)