應(yīng)用案例：Gut--人類衰老進程中腸道真菌演變及與代謝健康關(guān)系

真菌作為真核生物，在地球生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著各種重要作用。不過，腸道真菌占腸道生態(tài)系統(tǒng)微生物細胞數(shù)的比例不到0.1%，因此是一直被忽視的研究領(lǐng)域。人們對腸道真菌的影響因素、結(jié)構(gòu)圖譜以及長期穩(wěn)定性隨著人類衰老進程的變化都知之甚少。近日，西湖實驗室鄭鉅圣團隊與中山大學(xué)陳裕明團隊合作在國際期刊《Gut》在線發(fā)表了題為“Mapping the human gut mycobiome in middle-aged and elderly adults: multiomics insights and implications for host metabolic health”最新研究成果，首次揭示了人類衰老進程中的腸道真菌組圖譜及其動態(tài)變化規(guī)律，探索了腸道真菌與細菌互作對人體代謝健康的潛在影響，為代謝病防治及藥物開發(fā)提供了潛在靶點。麥特繪譜為本研究提供代謝物絕對定量檢測。

基于廣州營養(yǎng)與健康隊列（GNHS）進行了ITS2基因測序。GNHS隊列為一個包含4000多名參與者的中老年人隊列（45-75歲），從2008-2013年間招募開始，每三年對所有參與者進行跟蹤隨訪。研究團隊對1244名中老年參與者的腸道真菌圖譜進行分析，并鑒定了核心腸道真菌的組成。其中有184個參與者在三年隨訪的前后兩個時間點進行了腸道真菌組的重復(fù)測量。該研究發(fā)現(xiàn)，中老年人群中腸道真菌組成中相當(dāng)一部分在時間上（衰老過程中）是穩(wěn)定的。腸道真菌變化主要受年齡、飲食習(xí)慣以及生理狀態(tài)影響。具體而言，與中年個體相比，芽孢桿菌（Blastobotrys）在老年人中更少，馬拉色菌（Malassezia）則更富集。長期乳制品攝入與酵母菌豐度（Saccharomyces）呈正相關(guān)，但與念珠菌（Candida）呈負相關(guān)。

圖1. 中老年腸道真菌構(gòu)成與變化

圖2. 腸道真菌結(jié)構(gòu)變化影響因素

同處一個生態(tài)系統(tǒng)，腸道真菌與細菌不可避免地會相互作用，并影響宿主代謝。這種相互作用可能通過物理連接，也可能通過分子對話等機制。研究團隊分析了腸道真菌與細菌分類、功能及糞便代謝物，其中發(fā)現(xiàn)， Saccharomycetales spp與腸道細菌相互作用，通過代謝物等方式共同影響胰島素抵抗。此外，腸道細菌的功能以及糞便組氨酸可能介導(dǎo)了畢赤酵母（Pichia）對血液低密度脂蛋白膽固醇的影響。

圖3. 腸道真菌與代謝物

小結(jié)

該研究報道了中老年人群中的腸道真菌圖譜，并首次分析了中老年人群的真菌組成差異及其與衰老的關(guān)聯(lián)。三年隨訪揭示了人體腸道真菌菌群組成的長期穩(wěn)定性，進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)合代謝組學(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菌互作和人體代謝健康的關(guān)聯(lián)，為后續(xù)微生物組研究提供了重要的參考。

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參考文獻

Mapping the human gut mycobiome in middle-aged and elderly adults: multiomics insights and implications for host metabolic health. Gut. 2022.

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