人类基因如何影响微生物组

在某种程度上，我们的基因决定了哪些细菌生活在我们的肠道中。对人类双胞胎的研究和动物实验都证实，我们的微生物群部分是遗传的。但到目前为止，关于影响微生物组的宿主基因的信息非常有限。现在，由格罗宁根大学医学中心/格罗宁根大学遗传学系领导的一项新研究将人类DNA中的基因位点和特定基因与细菌物种及其代谢特征联系起来。研究结果发表在该杂志上自然遗传学10月3日。

一个由遗传学家组成的国际团队使用了三项大型荷兰队列研究来确定影响微生物组的基因。首先，在格罗宁根大学医学中心的生命线-深度队列中，对984名参与者进行了关联研究。该队列的粪便样本通过宏基因组测序进行分析，该测序既用于识别微生物，也用于帮助确定它们的功能。然后将这些数据与所有参与者的基因、表型和饮食信息进行关联。接下来，在两个较小的荷兰队列中重复了结果:内梅亨大学医学中心的500FG研究队列(425名参与者)和马斯特里赫特大学医学中心的MIBS队列(105名参与者)。

第一作者Marc Jan Bonder说:“据我们所知，这是迄今为止最大的元基因组数据集。”“利用宏基因组测序来获取微生物的丰度及其功能信息，使这项研究变得独特。”我们能够在这么多志愿者中，将微生物的变异与基因变异联系起来。”

牛奶的摄入

一个特别有趣的发现是决定成人体内乳糖酶含量的基因变异与肠道中双歧杆菌含量之间的关联。乳糖酶缺乏会导致乳糖不耐受。首席研究员亚历山德拉·热尔纳科娃博士说:“令人惊讶的是，我们发现有或没有这种易患乳糖不全基因型的个体在总体牛奶摄入量上没有任何差异。”但是，对于没有乳糖酶功能基因的个体，双歧杆菌的数量随着乳制品消费量的增加而增加。

对这些结果的一种可能的解释是双歧杆菌，它可以分解乳糖，挽救乳糖酶缺乏的个体乳糖不耐受。热纳科娃说:“由于这种细菌是通过牛奶摄入的，如果没有任何抱怨，这些人实际上可以继续喝牛奶。”

免疫系统

另一种关联与c型凝集素基因的变异有关。这些基因为识别不同种类细菌和真菌的受体编码，并引导细胞因子对这些微生物的反应。热那科娃:“这些受体是先天免疫系统的一部分。其他一些先天免疫基因也显示与某些分类和细菌途径相关，尽管这些关联较弱。这意味着c型凝集素受体可能是修饰微生物组治疗的一个有趣的目标。”

科学家们还研究了HLA系统与特定基因的关联。HLA系统是人体适应性免疫系统的一部分，是通过与微生物接触而形成的。热纳科娃说:“令人惊讶的是，HLA系统的基因变异与微生物组的关系微乎其微。”

疾病

这项研究让我们对基因如何影响微生物群有了初步了解。这种相关性对许多受基因、微生物群和饮食等环境因素影响的多因素疾病很有意义。邦德:“这类研究还将帮助我们提供个性化的健康建议，例如，我们现在可以告诉乳糖酶缺乏症患者什么。”

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