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高效分离多种目标微生物 LeviCell™助力微生物相关疾病研究
2023/08/10
本期小力应用场景解读微生物与人类疾病相关性的研究，其中涉及到将人体（或者实验动物模型）的样本中的人体（或动物）细胞与寄宿微生物细胞的分离问题。同时，我们也将分享LeviCell™在相关微生物细胞分选场景中应用实例。
克罗恩病（CD）是一种炎症性肠病（IBD），涉及多种致病因素，包括遗传因素和环境因素。这些因素可能会间接影响口腔和肠道的微生物组，进而增加疾病的发生率。
众所周知，肠道微生物种群与炎症性肠病发生和治疗效果关系密切。其实，口腔微生物组的失调也会导致免疫调节的改变，从而参与炎症性肠病的发病机制和发展。在这里，我们分析了中国CD患者在不同疾病阶段的口腔微生物群落，以便提高我们对口腔微生物组及其与CD关系的理解。
实验样本来源
上海交通大学陈磊课题组的研究人员总共收集并测序了三个样本组合计91个样本，分别为29名CD活动期(Active)患者，31名CD缓解期(Remission)患者和31名健康对照(Healthy)的口腔微生物样本。
实验结果分析
阿尔法多样性的比较分析显示了三个样本类别之间的显著差异。其中chao1指数是反映预计的物种数量，结果表明与缓解期（P=0.0015）和对照组（P=0.00011）相比，活跃期的CD患者样本α多样性显著降低（图1A）。同时，在疾病活动期观察到的物种数量也显著减少（P=2.5e-05）（图1B）。
图1 CD活动期(Active)患者，以及CD缓解期(Remission)患者和健康对照(Healthy)的阿尔法多样性的比较分析。
上海交大的研究人员接着对三组样本中微生物表达基因的功能进行了表征对比分析，根据3级KEGG途径分类，共鉴定了241条代谢途径。其中238种途径普遍存在于所有三类样本中，大多数基因被分类为转运蛋白、DNA修复和重组蛋白、ABC转运蛋白、核糖体、嘌呤代谢和嘧啶代谢。
图2 CD活动期(Active)患者，以及CD缓解期(Remission)患者和健康对照(Healthy)样本的基因功能分析
差异丰度分析进一步确定了11个差异富集途径：其中7个在CD的活性期富集，而其他4个在健康对照中富集，而没有途径在缓解期显著富集。氨基糖和核苷酸糖代谢、果糖和甘露糖代谢，半乳糖代谢处于活动期CD患者的高表达的代谢途径。健康对照组样品还富含途径分泌系统、孔隙离子通道和核糖体生物发生。
综上，本研究通过对比活动期和缓解期克罗恩氏病与健康对照组中的微生物种类的多样性和表达基因区别，帮助我们了解了疾病不同阶段跟患者唾液中微生物群落的相关性。更有使用价值的是，作者强调了疾病活跃期微生物多样性会显著降低并鉴定了标志疾病的阶段的几个相关基因组，为未来疾病阶段的判断和治疗靶标发现打下了一定基础。
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