全基因組關(guān)聯(lián)分析，揭示遺傳因素如何影響我們的腸道菌群？

腸道微生物菌群是貫穿人類(lèi)整個(gè)生命周期中較為豐富的微生物組成部分。近年來(lái)的許多研究發(fā)現，腸道微生物與人體許多功能的正常運轉密切相關(guān)，不僅可以幫助我們消化食物，訓練免疫系統，還能通過(guò)腦腸軸影響大腦情緒。通常認為，飲食和藥物等環(huán)境因素在塑造腸道微生物組成中起著(zhù)重要作用，但仍存在個(gè)體之間的腸道微生物組成差異超過(guò)80%的現象無(wú)法解釋?zhuān)@意味著(zhù)或許遺傳成分在腸道菌群組成中也起著(zhù)重要作用。

近日，來(lái)自荷蘭格羅寧根大學(xué)醫學(xué)中心的研究人員在《Nature Genetics》上發(fā)表了題為Large-scale association analyses identify host factors influencing human gut microbiome composition的研究成果，通過(guò)近2萬(wàn)個(gè)體的基因序列分析，發(fā)現了19個(gè)可遺傳的細菌類(lèi)群和31個(gè)影響菌群特征的基因座，其中乳糖酶基因（LCT）和巖藻糖基轉移酶基因（FUT2）在塑造我們的腸道生態(tài)系統中具有重要影響。

 

為了研究遺傳學(xué)對微生物組組成的影響，研究人員協(xié)同世界超過(guò)20個(gè)實(shí)驗室，組織并分析了來(lái)自美國、加拿大、以色列等多國的24個(gè)隊列共18340名參與者的全基因組和腸道微生物的16sRNA序列。腸道微生物的序列比對注釋結果表明，不同隊列間的菌群組成有明顯的異質(zhì)性，從中鑒定到的410個(gè)菌屬中只有9個(gè)核心菌屬，其中較為豐富的屬是擬桿菌屬，占比18.65％，其次是糞桿菌屬（6.19％）、布勞特氏菌（3.36％）和另枝菌屬（3.05％）。

MiBioGen人群中微生物組組成的多樣性

之后，研究人員對由169對同卵雙生和419對異卵雙生的雙胞胎隊列組成的1176個(gè)樣本的腸道微生物進(jìn)行了多樣性分析，從廣泛存在的159個(gè)菌屬中，鑒定到19個(gè)可遺傳的細菌類(lèi)群，其中較為為顯著(zhù)的是瘤胃梭菌屬和消化鏈球菌科。同時(shí)也對所有1.8萬(wàn)個(gè)樣本的基因組和含有的211個(gè)分類(lèi)單元的腸道微生物進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)研究（GWAS），從中鑒定出31個(gè)影響菌群特征的基因座（mbTL），其中乳糖酶LCT基因座與雙歧桿菌屬的關(guān)聯(lián)較為顯著(zhù)，且二者的關(guān)系存在年齡依賴(lài)性和種族異質(zhì)性；而巖藻糖轉移酶FUT2基因座可能較為顯著(zhù)的影響特定瘤胃球菌的豐度。

 

LCT基因座（rs182549）與雙歧桿菌屬的關(guān)聯(lián)

此外，研究人員還在GWAS中檢測到一些富含代謝、免疫、營(yíng)養偏好相關(guān)基因的mbTL，這些基因多在小腸中表達。例如9q21基因座包括基因PCSK5，RFK和GCNT1，其中RFK編碼催化核黃素磷酸化的酶，GCNT1編碼參與粘蛋白生物合成的糖基轉移酶，其通過(guò)新陳代謝這些底物，參與調節宿主的免疫防御。

為了探索遺傳-微生物關(guān)聯(lián)對宿主健康相關(guān)特征的潛在影響，研究人員通過(guò)孟德?tīng)栯S機分析了腸道微生物類(lèi)群與心血管、代謝等疾病表型，以及營(yíng)養表型間的潛在因果關(guān)系。發(fā)現雙歧桿菌屬的豐度可能對潰瘍性結腸炎有保護作用，較高含量的草酸桿菌科對類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節炎具有保護作用。

 

全現象關(guān)聯(lián)研究域富集分析

該研究的作者Alexander Kurilshikov表示，“這項研究是大型合作的一個(gè)很好的例子，并且是first準確估計宿主遺傳學(xué)對腸道微生物組的影響的研究，未來(lái)的研究可能會(huì )隨著(zhù)樣本量的增加而識別出更多的遺傳效應，這對于由細菌導致的疾病發(fā)展的診斷和治療至關(guān)重要。“

來(lái)源：生物探索

 

有下列情況者，對血清內毒素應格外留意篩選：

1.養干細胞時(shí)，干細胞對內毒素非常敏感，如果血清中內毒素≥3EU/ml時(shí)，干細胞很容易死亡。很多使用者，在血清在試用前，就通過(guò)提早審核該批次《檢測報告》，以決定是否入圍進(jìn)行試用。

2.養免疫細胞時(shí)，過(guò)高的內毒素可誘導免疫細胞釋放炎癥因子，抑制小鼠紅細胞集落的形成等。

3.基因敲除相關(guān)的細胞實(shí)驗，培養的細胞要盡可能保持其原始狀態(tài)，任何引導細胞衰老或凋亡的試劑，都會(huì )讓后續的實(shí)驗結果“失之毫厘，謬以千里”。在準備血清和其他試劑時(shí)，選擇極低的內毒素（一般 ≤1EU/ml），對實(shí)驗至關(guān)重要；

4.原代培養、雜交瘤融合、細胞轉染，或者肝細胞、神經(jīng)細胞、內皮等難養細胞的擴增，這些都需要挑選好的血清給細胞以有力支持。因此，挑選更低的內毒素，是保證實(shí)驗順利的首步。

5.實(shí)驗室有些細胞，需要長(cháng)期培養、長(cháng)期凍存，或者經(jīng)常復蘇、經(jīng)常培養的，血清會(huì )經(jīng)?；蜷L(cháng)時(shí)間作用于細胞。為保證細胞的健康，都應該選用更低內毒素的血清，以避免內毒素長(cháng)久對細胞的毒性影響。

總之，血清中內毒素含量過(guò)高，更容易導致細胞“亞健康”，造成數據不準，或細胞狀態(tài)不良、老化、甚至死亡，導致試驗中斷失敗。血清中的內毒素越低越好。

細胞培養學(xué)會(huì )均依據內毒素對血清的品質(zhì)進(jìn)行分級和命名。