解读结直肠癌患者肠道细菌中的质粒

《Communications Biology》：Decoding the human gut bacterial plasmids in colorectal cancer

　　

摘要

与细菌宿主相比，肠道质粒对肠道微环境变化的敏感性更高。为了探讨它们在结直肠癌（CRC）中的重要性，我们分析了863名参与者的宏基因组数据（312例CRC患者，387例高风险人群，164例低风险人群）。我们对质粒和细菌的谱型进行了分析，同时研究了微量元素和代谢物。研究采用了差异分析、功能基因评估（ARG、MGE、MRG、VFGB）、随机森林建模以及结构方程建模（SEM）等方法。从总体丰度来看，高风险组和CRC患者组中的质粒数量均呈下降趋势。肠道质粒显著影响了其细菌宿主的功能基因（ARG、MGE、MRG、VFGB）。研究确定了6种关键的细菌宿主（肠杆菌目、布克霍尔德氏菌目、丝状微生物目、乳杆菌目、拟杆菌目、弯曲杆菌目）和12个质粒标记物。基于质粒的模型能够有效预测CRC风险。结构方程建模显示，微量元素（如镍Ni）、代谢物（如5-羟色胺）和宿主细菌（如弯曲杆菌目、肠杆菌目）主要对大多数质粒产生负面影响，而镍Ni对质粒NZ_CP013564.1、NZ_CP024312.1和NZ_CP48284.1具有正面影响。我们研究了肠道质粒及其细菌宿主的组成，探讨了肠道质粒对细菌功能的影响，并绘制了连接质粒、宿主和代谢特征的多组学交互网络。

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