俄勒冈州立大学的研究人员在理解肠道细菌在人类健康中的作用方面取得了重要进展。
了解肠道微生物影响其宿主健康的机制为开发更好，更个性化的诊断方法和疗法打开了大门。
到目前为止，大多数研究都集中在微生物组的组成 - 即哪些生物存在，以及含量多少 - 与一般健康或各种疾病相关。
由OSD领导的OSU研究。学生Courtney Armor更进一步，不仅关注微生物组中的哪些生物，还关注它们可能正在执行的功能。调查结果发表在mSystems上。
Armor在俄勒冈州立大学科学学院的微生物学和统计研究员托马斯·夏普顿(Thomas Sharpton)的指导下，在宏基因组荟萃分析中分析了包括七种不同疾病在内的八项不同研究的数据和发现。
宏基因组学是指直接从环境样本中回收的遗传物质的研究 - 在这种情况下是人类粪便样本 - 而不是从实验室培养的生物体中回收。荟萃分析是一种结合多项研究数据的统计技术。
Armor，Sharpton及其合作者进行的荟萃分析涉及来自近2000个粪便样本的宏基因组数据，这些样本收集的研究涉及结肠直肠癌，克罗恩病，肝硬化，肥胖，类风湿性关节炎，2型糖尿病和溃疡性结肠炎。
肠道微生物群具有来自约1,000种不同细菌物种的超过10万亿个微生物细胞。微生物生态系统通过细胞间信号传导和抗菌肽的释放保持平衡，这些肽可以检查某些细菌进化枝。
肠道微生物也与人类宿主相互作用，有时以促进健康的方式，有时以促进疾病发展的方式。微生物组中的生理障碍或不平衡通常与对宿主健康的不利影响有关。
“在我们的研究中，我们研究了肠道微生物组蛋白家族的丰富程度，成分和分散与疾病的关系，”Sharpton说。
蛋白质是大而复杂的分子，其在细胞中完成大部分工作，并且是组织和器官的结构，功能和调节所必需的。
“我们对蛋白质家族丰富度的分析表明，患有克罗恩病，肥胖症，2型糖尿病或溃疡性结肠炎的患者与其各自的对照人群相比，其蛋白质家族数量较少，”Sharpton说。“另一方面，结直肠癌患者的微生物组蛋白家族数量大于对照组。”
研究人员还研究了“β分散”，它测量了一组个体中微生物组的组成变化。
“先前的工作将疾病与分类β分散的增加联系起来，”Sharpton说。“我们研究了肠道微生物组功能β分散是否在健康和患病人群之间存在差异，并且结直肠癌，克罗恩病和肝硬化患者的功能性β分散增加。肥胖者相对于他们的β分散显示减少控制“。
Armor说，重叠的数量 - 与多种疾病相关的功能 - 引人注目，他补充说还有更多需要学习的东西。
“我们确实需要更多数据，”她说。“我们需要更多关于研究主题的信息，关于可能影响微生物组的其他事情，例如饮食和地理。我们需要来自不同地点和人群的更多数据来解释变异的来源。”
Sharpton说，长期目标是让医生能够使用来自宏基因组学的信息来“更具体，更快速，更少侵入性地”诊断疾病。
“我们的工作指向可能用于此的宏基因组编码信息，但这需要更多数据才能使这些诊断更加稳健，”他说。“我们正试图解开因果关系，解决干草堆中的这些针头，并找到微生物组与健康之间的联系。未来的研究可以利用这些新知识来测试微生物组功能，以防止各种疾病的存在和严重程度。”
美国国立卫生研究院和国家科学基金会支持这项研究，其中包括劳伦斯伯克利国家实验室，加州大学旧金山分校和格拉德斯通研究所的科学家。