文章题目:ExpansionofintestinalPrevotellacopricorrelateswithenhancedsusceptibilitytoarthritis
中文题目:肠道普氏菌丰度增加会提高风湿性关节炎的患病风险
期刊题目:eLife发表时间:IF:9.
相关产品:细菌多样性测序、宏基因组测序
测序平台:平台样品来源:粪便
研究背景
风湿性关节炎(RA)是最常见的系统性自身免疫病;其特征是关节炎症。若不及时治疗,可导致关节畸形、残疾甚至死亡。动物模型表明:肠道菌群能在存在自身免疫的前提下触发炎症。前人研究发现:肠道菌群的变化与自身免疫疾病的发展有重要的关系;然而,两者间的因果关系还未明确阐明。为了研究肠道菌群在RA发展中所扮演的角色,作者利用16SrRNA高通量测序及宏基因组测序分析健康人与RA病人的粪便菌群组成差异。
实验设计
1.选取44个新发风湿性关节炎病人(NORA),26个慢性、接受治疗风湿性关节炎病人(CRA),16个银屑病性关节炎病人(PsA),28个健康对照(HLT)的粪便样品,共个样品;同时记录测试者年龄、疾病持续时间、疾病活性参数、自身抗体状况、用药情况等信息。
2.细菌多样性分析选择16SrRNAV1-V2引物,采用平台进行测序。各样本的数据抽平至条序列进行后续分析。
3.选取18个NORA病人及5个健康人的粪便样本,采用Illumina平台(PE)进行宏基因组测序;结合12个来源于HMP的样品数据进行分析。
主要研究结果:
1、普氏菌和NORA的关系
与健康人(HLT)相比,NORA肠道中的普氏菌(Prevotella)丰度升高;而毛螺菌(Lachnospiraceae)、拟杆菌(Bacteroides)和GroupXIVClostridia等维持肠道稳态的有益微生物丰度降低。这与已有报道类似,普氏菌和拟杆菌两者呈现出此消彼长的情况。
NORA、HLT、CRA、PsA个体中普氏菌/拟杆菌的比例变化
2、Prevotellacopri菌株具有多样性,具有临床诊断的可能性
HLT普氏菌有两个特定的ORF,编码泛醌氧化还原酶;同样,NORA普氏菌有两个特定ORF,与ATP磷酸转运蛋白编码有关。这些ORF可能做为区分健康或者疾病的分子标记。
3、健康人和NORA肠道微生物的代谢差异
选取了5个HLT和14个NORA样本,研究结果显示,NORA的纤维素和嘌呤代谢的酶减少,与半胱氨酸代谢相关的酶增多。
4、普氏菌可加剧结肠炎症
通过小鼠模型灌胃实验发现:与对照相比,接种普氏菌小鼠的肠道普氏菌丰度显著上升;体重降低;内镜检查情况较差;上皮细胞受损严重。
A:HLT和NORA小鼠样本中普氏菌的丰度比较(QPCR);B:HLT和NORA小鼠样本中普氏菌的丰度比较(16S多样性测序);C:HLT和NORA小鼠体重的变化;D:HLT和NORA小鼠内镜检测;E和F分别为病理学和组织学观察结果。
主要结论:
1、与健康人相比,NORA病人普氏菌(Prevotellacopri)的丰度更高。
2、确定肠道普氏菌在RA发病机理中的潜在作用。
3、鼠模型验证结果显示:与对照相比,移植普氏菌小鼠的疾病状况更严重。
参考文献:
ScherJU,SczesnakA,LongmanRS,etal.ExpansionofintestinalPrevotellacopricorrelateswithenhancedsusceptibilitytoarthritis[J].Elife,,2:e.
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