研究方法｜Microbiome：基于宏基因组的肠道菌群致病性功能评价方法
论文信息
论文题目：Pathogenic functions of host microbiota
期刊：Microbiome
IF：10.465
发表时间：2019
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本文提出了致病性功能的概念，通过建立特定的致病功能基因数据库，对肠道菌群宏基因组数据进行功能注释，从而评估个体肠道菌群的致病性功能，为疾病的发生可能性、疾病的发生机制和疾病的治疗效果等方面的研究提供理论支持。
研究方法建立背景
越来越多的证据表明特异的微生物会促进疾病，因此，机会致病菌、病理菌和共生菌间的界限越来越模糊，本研究关注宿主微生物群落中能够导致宿主疾病的功能，称为致病性功能。
三甲胺由食物中的季胺通过3个不同的酶促路径形成，这3个路径分别以betain、choline和carnitine为底物，合成三甲胺之后，flavin monooxygenase（FMO）将其氧化为trimethylamine N-oxide（TMAO），TMAO会引起动脉粥样硬化、心血管疾病和肾脏疾病，TMAO通过形成泡沫状细胞降低反式胆固醇的转运，提高细胞极性，从而导致宿主疾病。
次级胆汁酸deoxycholic和lithocholic acid由cholic acid和chenodeoxycholic acid经过7α-dehydroxylation形成，其通过细胞毒性和免疫系统紊乱导致肠和肝脏癌症。
硫化氢会引起肠道炎性反应甚至引发癌症。
技术路线
致病性功能的概念包括3个不同的功能：三甲胺、次级胆汁酸和硫化氢的形成，这些物质作为肠道菌群的代谢物与不可传染疾病的发生有关，这一概念不包括外源的导致个体发病的传染性致病菌。
用于致病性功能评估的数据库包括：
针对三甲胺
choline-lyase (cutC) 及其活化因子cutD
carnitine oxygenase/reductase (cntA/B)
betain reductase (grdH)
针对胆汁酸
bile acid inducible operon (baiA-I)
针对硫化氢形成
dsrA/B
疾病评价体系
本文提出了一个包含4个层级的生物发病风险评估方法：
环境水平（合成致病功能分子的底物浓度）；
含有合成致病分子基因的菌的丰度；
致病功能分子浓度；
宿主生理状态。
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