东方时讯网系统生物学研究所的研究人员发现，肠道微生物群是造成人际循环血液代谢物差异的部分原因。该团队研究了1,500多名可获得成对基因组和代谢组学数据的个体血浆代谢物的变异性。结果表明，在900多种血液代谢物中，近三分之二主要与遗传或肠道微生物组相关，其中70%仅由微生物组驱动。
研究人员表示，这些发现将有助于指导未来开发旨在改变人类血液代谢组组成的靶向干预措施。“更深入地了解血液代谢组的决定因素将为我们提供一个窗口，让我们了解如何设计和优化这些循环代谢物水平以促进健康，”AndrewMagis博士说，他是该团队在2018年发表的论文的共同通讯作者。自然新陈代谢。“了解哪些循环小分子主要受宿主和微生物组控制，将有助于指导旨在预防和/或治疗一系列疾病的干预措施。”
ISB教员肖恩·吉本斯(SeanGibbons)博士补充道，“我们知道血液代谢组的人与人之间的差异——血液中发现的可以与我们身体所有系统相互作用的小分子——可以告诉我们很多关于健康和疾病状况。弄清楚是什么控制了这种变化是使我们更接近精确医疗保健方法的必要步骤。Gibbons是研究人员论文的共同通讯作者，该论文的标题是“基因组-微生物组相互作用提供了对人类血液代谢组决定因素的洞察力”。
作者指出，人类血液代谢组由内在和外在因素共同塑造，代表了人类新陈代谢的主要资源库。血浆代谢物库的组成受饮食、生活方式、肠道微生物组以及遗传学的影响。已知遗传变异会在几种与疾病相关的情况下改变人类血液代谢组，最近的研究还发现人类肠道微生物组是血液代谢物变异性的主要决定因素。但是，虽然血液代谢组的变化与人类健康密切相关，但研究人员继续说道，“关于遗传学和微生物组之间在解释代谢物水平上的这种变化方面的相互作用的细节知之甚少。”
在他们的研究中，由共同主要作者、高级研究科学家ChristianDiener博士和ChengzhenDai博士领导的ISB研究团队，研究人员分析了消费者科学中同意患者的去识别代谢组学、基因组学和微生物组数据健康计划。他们检查了1,500多人的930种血液代谢物。在控制了潜在的协变量后，研究人员发现检测到的代谢物中有64%与宿主遗传学或肠道微生物组显着相关。“值得注意的是，这些关联中有69%仅由微生物组驱动，15%仅由遗传驱动16%处于混合遗传微生物组控制之下，”Diener说。
科学家们发现，微生物组解释的血液代谢物变异在很大程度上独立于基因组解释的变异，即使对于与遗传学和微生物显着相关的混合代谢物也是如此。此外，某些代谢物-微生物关联仅在具有特定遗传背景的个体中显着，表明微生物组和宿主遗传学在塑造血液代谢组方面存在微妙的相互作用。
“总的来说，我们的分析表明血浆代谢组受到遗传和微生物因素之间相互作用的影响，其中肠道吸收的单个微生物衍生代谢物的丰度通常受到宿主遗传学和肠道生态学变化的附加影响，”该团队评论。
这些新发现提供了有趣的见解。大量微生物组特异性代谢物表明，我们的大部分血液代谢组可以通过饮食、益生菌和其他生活方式干预进行修改。而且，受到更严格的遗传控制的代谢物可能对生活方式的改变没有反应，这使它们成为直接针对宿主通路的药理干预的目标。
“……许多微生物-代谢物关联取决于宿主遗传背景，”作者写道。“这些混合基因组-微生物组-代谢物模型提供了对人类血液代谢组变异潜在力量的独特见解，并可以提出可能的治疗策略……我们认为与微生物组密切相关的疾病相关血液代谢物可以通过饮食、益生菌、益生元或生活方式干预，而在强基因控制下的代谢物可能需要针对宿主代谢途径的药理学干预。”