문의 제출

다중 오믹스 분석: 미생물 군집 및 대사체가 크론병 질병 활동의 관련 메커니즘을 밝혀내다

크론병(CD)은 위장관의 느리게 완화되고 재발하는 염증성 질환입니다. 질병의 발병 메커니즘은 유전자, 환경, 면역 및 미생물 요인의 복잡한 상호작용에 의해 촉발된다고 제안됩니다. 이 질병의 고유한 복잡성은 다양한 임상 과정으로 표현되며, 이는 환자가 처음 진단받았을 때의 상태로부터 질병 메커니즘을 분석하고 질병 진행을 예측하기 어렵게 만듭니다. 미생물군의 대사 활동은 에너지 수집, 병원체에 대한 저항 및 숙주 면역 조절을 포함하여 숙주의 중요한 생리적 과정을 유지하는 데 핵심적인 역할을 합니다.

연구자들은 자가 조혈모세포 이식(HSCT)을 통해 일부 심각하고 난치성 CD 환자가 약물 없는 완화를 달성하도록 했으며, 일부 환자는 시간이 지나면서 재발했습니다. 대변 미생물군과 대사체의 변화를 29명의 CD 환자가 HSCT 치료 후 임상 반응과 기능적으로 연결하기 위해, 연구자들은 통합 다층 오믹스 방법을 사용했고, 인간화 제한 미생물 마우스를 통해 실험적으로 검증했습니다. 이 방법을 명확한 표현형 특성을 가진 HSCT 환자 그룹에 사용함으로써, 질병 진행 중 치료 실패 또는 성공과 관련된 기능 지문을 식별하고, 심각한 CD 병리학에 대한 장내 미생물 불균형의 기여에 대한 이해를 증진할 수 있었습니다.

저널: Nature Communications

임팩트 팩터: 12.121

발행일: 2020년 8월

링크: https://www.nature.com/articles/s41467-020-17956-1

요약

장내 미생물과 대사물의 변화는 염증성 장질환의 발병 기전과 관련이 있습니다. 본 연구에서는 HSCT를 받은 CD 환자의 종적 코호트에 대해 다층 오믹스 미생물군 및 대사물 분석을 수행하고, 환자 그룹에 연구적 치료를 적용하여 약물 없는 완화를 유도했습니다. 반응성 완화 및 유지 완화를 경험한 환자와 완화를 경험했지만 질병이 재발하거나 치료에 반응하지 않은 환자를 비교함으로써, 연구자들은 질병 활동과 관련된 공유 기능 특성을 발견했습니다. 이러한 미생물군이 제한 미생물 마우스에 이식되었을 때 그 특성은 질병 상태를 반영했습니다. 결론적으로, 인간 코호트 및 마우스의 미생물군과 대사물 스펙트럼의 통합은 질병 결과의 예측 모델을 개선하고, 크론병에서 질병 활동과 관련된 주요 메커니즘으로 황 대사 관련 박테리아 대사물 상호작용 네트워크를 식별했습니다.

주요 결과

연구자들은 HSCT 이식 후 5년 내의 다양한 시간대에 29명의 CD 환자의 대변 미생물군 특성을 분석하고, 수집된 133개의 대변 샘플에 대해 16S rRNA 시퀀싱을 수행했습니다. 질병 활동에 따라 미생물군을 계층화하여, 활동성 질환을 가진 CD 환자(완화되지 않거나 재발한)의 군집 풍부도와 α다양성이 감소한 것을 보여줍니다. Beta 다양성 분석에서는 활동성 질환 환자(HSCT 이전 및 이후)와 비활동성 질환 환자(완화된, HSCT 이후) 간의 미생물 분포가 현저히 나뉘어 있음을 보여줍니다. 환자 간 기능 구성 요소의 풍부도 차이를 관찰한 결과, 황 운반 시스템 및 기타 이온 운반 시스템(예: 몰리브데이트 및 니켈) 대사 경로가 활동성 질환(HSCT 이후)에서 풍부하며, 기본적인 생합성 과정은 비활동성 질환(HSCT 이후)에서 풍부합니다. HSCT 후 활동성 질환 동안 CD 환자의 미생물 구성 변화의 기능적 결과를 특성화하기 위해, 연구자들은 대사물을 검사했습니다. 활동성 또는 비활동성 질환을 가진 환자는 각각 332개와 119개의 풍부도 차이가 있는 대사 특성을 가졌습니다. 인간화 마우스의 장내 미생물 비표적 대사체학은 황 대사 불균형이 인간화 마우스의 염증 발생과 관련이 있음을 발견했으며, 이는 CD 환자에서 관찰된 것과 일치합니다.

크론병 환자의 장내 미생물 변화

인간화 마우스에서 황 대사가 질병 활동과 인간 미생물군을 연결

바이오텍 파크는 미생물군 및 대사체학 통합 분석 서비스를 제공합니다.

관심 있는 교수님들의 많은 연락 바랍니다!

다중 오믹스 분석: 미생물 군집 및 대사체가 크론병 질병 활동의 관련 메커니즘을 밝혀내다

요약

주요 결과

관련 서비스