Meta-analiza otkriva obrasce promjene crijevnih mikroba povezanih s gojaznošću i reproducibilne doprinose funkcionalnom pomaku.
Gut microbes
Sažetak istraživanja
Većina studija specifičnih za kohortu koje povezuju crijevnu mikrobiotu s gojaznošću često su kontradiktorne; stoga, replikabilnost potpisa ostaje upitna. Štoviše, vrste koje pokreću funkcionalne promjene povezane s gojaznošću i njihova replikacija ostaju neistražene. Stoga smo imali za cilj da odgovorimo na ova pitanja analizirajući podatke o sekvenciranju metagenoma crijevnih mikroba kako bismo razvili dubinsko razumijevanje interakcija gojaznih mikrobiota između domaćina i crijeva koristeći 3329 uzoraka (Gojazni, n = 1494; Kontrola, n = 1835) iz 17 različitih zemalja, uključujući i podatke o sekvenci gena RNA 16S i me. Fekalni metagenomski podaci sa različitih geografskih lokacija su kurirani, profilisani i objedinjeni korišćenjem pristupa zasnovanog na mašinskom učenju da bi se identifikovali robusni globalni potpisi gojaznosti. Nadalje, vrste i putevi crijevnih mikroba sistematski su integrirani kroz genomski sadržaj vrste kako bi se identificirali faktori koji doprinose funkcionalnim promjenama povezanih s gojaznošću. Procijenjena je struktura zajednice mikrobioma debelog crijeva i uočeno je ponovljivo smanjenje raznolikosti kod gojaznih u usporedbi s mršavim crijevima. Iz ovoga zaključujemo da je gubitak raznolikosti u gojaznim crijevima odgovoran za poremećaje u funkcionalnom repertoaru zdravih mikroba. Identifikovali smo 25 visoko prediktivnih vrsta i 37 asocijacija puteva kao znakova gojaznosti, koji su potvrđeni sa izuzetno visokom tačnošću (AUC, Vrsta: 0,85 i put: 0,80) sa nezavisnim skupom podataka za validaciju. Uočili smo smanjenje proizvođača kratkolančanih masnih kiselina (SCFA) (nekoliko vrsta Alistipes, Odoribacter splanchnicus, itd.) i smanjenje promotora integriteta crijevne barijere (Akkermansia muciniphila i Bifidobacterium longum) u gojaznim crijevima. Naša analiza naglašava SCFA i biosintezu purina/pirimidina, puteve metabolizma ugljikohidrata kod kontrolnih osoba i obogaćivanje puteva biosinteze aminokiselina, enzima i peptidoglikana kod gojaznih osoba. Također smo mapirali doprinositelje važnim funkcionalnim pomacima povezanim s gojaznošću i primijetili da su i oni specifični za skup podataka i da se dijele u svim skupovima podataka. Ukratko, sveobuhvatna analiza različitih skupova podataka otkriva vrste koje posebno doprinose funkcionalnim promjenama i konzistentnim mikrobnim obrascima crijeva povezanim s pretilošću.
Prikaži originalni naslov i sažetak na engleskom
Meta-analysis reveals obesity associated gut microbial alteration patterns and reproducible contributors of functional shift.
The majority of cohort-specific studies associating gut microbiota with obesity are often contradictory; thus, the replicability of the signature remains questionable. Moreover, the species that drive obesity-associated functional shifts and their replicability remain unexplored. Thus, we aimed to address these questions by analyzing gut microbial metagenome sequencing data to develop an in-depth understanding of obese host-gut microbiota interactions using 3329 samples (Obese, n = 1494; Control, n = 1835) from 17 different countries, including both 16S rRNA gene and metagenomic sequence data. Fecal metagenomic data from diverse geographical locations were curated, profiled, and pooled using a machine learning-based approach to identify robust global signatures of obesity. Furthermore, gut microbial species and pathways were systematically integrated through the genomic content of the species to identify contributors to obesity-associated functional shifts. The community structure of the obese gut microbiome was evaluated, and a reproducible depletion of diversity was observed in the obese compared to the lean gut. From this, we infer that the loss of diversity in the obese gut is responsible for perturbations in the healthy microbial functional repertoire. We identified 25 highly predictive species and 37 pathway associations as signatures of obesity, which were validated with remarkably high accuracy (AUC, Species: 0.85, and pathway: 0.80) with an independent validation dataset. We observed a reduction in short-chain fatty acid (SCFA) producers (several Alistipes species, Odoribacter splanchnicus , etc.) and depletion of promoters of gut barrier integrity ( Akkermansia muciniphila and Bifidobacterium longum ) in obese guts. Our analysis underlines SCFAs and purine/pyrimidine biosynthesis, carbohydrate metabolism pathways in control individuals, and amino acid, enzyme cofactor, and peptidoglycan biosynthesis pathway enrichment in obese individuals. We also mapped the contributors to important obesity-associated functional shifts and observed that these are both dataset-specific and shared across the datasets. In summary, a comprehensive analysis of diverse datasets unveils species specifically contributing to functional shifts and consistent gut microbial patterns associated to obesity.
Izvorni podaci
- DOI
- 10.1080/19490976.2024.2304900
- PMID
- 38265338
- PMCID
- PMC10810176
- Provjereno
- 2026-07-26
Naslov i sažetak prevedeni su automatski i prijevod može sadržavati netačnosti ili neprecizne stručne izraze. Za sve detalje, citiranje i medicinsko tumačenje pregledajte originalnu englesku verziju članka. Ne donosite zdravstvene odluke samo na osnovu ovog prijevoda.
Pregledaj originalni članak na engleskom