大家好，今天跟大家分享一篇题为Gut micro biota cont ributes to high-altitude hypoxia acclima tization of human popul ations（肠道微生物群有助于人类适应高海拔缺氧环境）人类肠道菌群与高原低氧适应之间的关系仍存在很大争议。这主要源于人们对此类条件下菌群的潜在时间变化以及是否存在可能有助于宿主适应的主要或核心细菌的不确定性。
01
研究背景
人类肠道菌群与高海拔缺氧适应之间的关系仍然存在很大争议。这主要源于对在这种情况下微生物群潜在时间变化以及任何可能有助于宿主适应的显性或核心细菌的存在的不确定性。
为了解决这些问题，并控制以前研究中常见的对所获得结果产生重大影响的变量，即遗传背景、种族、生活方式和饮食，我们对同一队列进行了一项为期 108 天的纵向研究，该队列由 45 名健康的汉族成年人组成，他们从低地重庆 243 米到西藏拉萨高海拔高原 3658 米， 然后返回。使用鸟枪法宏基因组分析，我们研究了不同时间点肠道微生物群组成的时间变化。
结果显示肠道微生物群的种类和功能多样性显着减少，同时功能冗余显着增加。这些变化主要是由 Blautia A 的过度生长驱动的，该属在西藏日喀则 4700 masl 的 6 个独立的汉族队列中也大量存在，在低缺氧环境中长期存在。进一步的动物实验表明，Blautia A 喂养的小鼠表现出增强的肠道健康和更好的适应持续低氧应激的适应表型。
我们的研究强调了 Blautia A 物种在肠道微生物群对高原缺氧的快速反应中的重要性，以及它在维持肠道健康和帮助宿主适应极端环境方面的潜在作用，可能通过抗炎和肠道屏障保护。
见图一
高海拔缺氧暴露队列和肠道微生物群多样性特征概述。
图一
A 研究设计概述，包括在 7 个时间点对人类粪便样本的纵向分析。
B-C 型肠道微生物群的 α 多样性 （Shannon 和丰富度指数） 显示动态变化。
D 不同时间点的组内 Bray-Curtis 距离。
E 偏最小二乘判别分析 （PLS-DA） 揭示了不同时间点微生物群落的显著差异。
F-H使用 1079 个 SGB 在每个时间点量化 α 分类多样性（TDα，通过 Gini-Simpson 指数）、α 功能多样性（FDα，通过 Rao 二次熵）和 α 功能冗余（FRα，TDα 减去 FDα）。对于 B-D 和 F-H，数据表示 SE ±平均值。特定时间点和基线之间的差异用红线表示。
见图二
不同分类群（门、属和种）的肠道微生物群组成的时间变化。
图二
冲积图显示了 A 6 个最丰富的门和 B 20 个最丰富的属的相对丰度动态。低丰度分类群被归类为 “其他”。Ordinate 表示每个时间点的平均相对丰度。
C 显示 29 种指示物种详细特征的热图。黑框突出显示了来自 Blautia A 属的 9 个指示 SGB 的详细信息。左面板的第一列显示了 SGB ID 和 29 个指示 SGB 的相应属;第二列显示指标丰富的组;第三列显示指标 SGB 的重要性（*P < 0.05，**P < 0.01，***P < 0.001）;最后七列显示与基线相比，每个时间点中位数丰度的倍数变化。基准组设置为 1。中间面板显示了 7 个时间点每个样品的 log10（相对丰度）。
见图三
点图显示了 29 个指标 SGB 在不同时间点的功能模块的富集。
图三
LS1 、 LS4 和 CQ3 未显示，因为在这三个时间点没有显著的功能模块富集。左图对应于 KEGG 代谢类别。点大小表示功能模块中富集基因的数量。点颜色渐变反映了 -log10 （pFDR） 值的大小（Fisher 精确检验）。
见图四
基于 1079 SGBs 的不同高海拔缺氧暴露阶段下核心功能模块动力学。
图四
A 钴胺素生物合成的反应步骤。
B 甲烷生成的反应步骤。上调或下调的 KO（与基线相比）分别以红色或蓝色显示。在 Blautia A 基因组中富集的 KO 用实线网格表示;缺失的 KO 由虚线网格表示。圆圈的不同颜色代表 KEGG（2 级）分类下的代谢物分类。
见图五
基于 Blautia A SGB 的泛基因组分析的丁酸生产路线。
图五
12 个高质量的 Blautia A SGB 用于泛基因组分析。整合了 KEGG 数据库预测的几个泛基因组通路图谱。与背景的 1067 个 SGBs 相比，Blautia A 的 12 个 SGBs 富含“丁酸代谢”途径 （pFDR = 0.03）。ABC 转运蛋白柱中的粉红色框代表 Blautia A 可以利用的多元醇转运系统底物结合蛋白。橙色背景框代表最终产品。
见图六
wexlerae 的管饲喂养抑制肠道炎症并促进高海拔适应。
图六
A 动物实验设计。三组如下： （1） PBS 在常氧下饲喂 8 周 （NOR+PBS）;（2） PBS 在常氧条件下饲喂 4 周，再缺氧 4 周 （HYP+PBS）;（3） B. wexlerae 在常氧条件下喂养 4 周，再缺氧 4 周 （HYP+Bw）。
B 外周血氧饱和度 （SpO2） 小鼠 （每组 n = 8）。
C 肺动脉加速时间 （PAT） 的定量由公式 [29] 转换（详见“方法”）（每组 n = 6-7）。
D 小鼠的肺组织学损伤评分 （每组 n = 5）。小鼠肺切片的 E 代表性 H&E 和 Masson 三色染色（每组 n = 5）。
F 小鼠远端回肠的大体图像（每组 n = 5）。小鼠远端回肠的 G 代表性 H&E 染色切片（每组 n = 5）。
H 小鼠远端回肠组织学损伤评分的统计分析 （每组 n = 5）。
I 回肠中 IL-1α 和 IL-1β 的相对 mRNA 表达水平（每组 n = 8）。
J 回肠中 ZO-1 的相对 mRNA 表达水平 （每组 n = 8）。数据代表至少三个独立实验 （平均值 ± SE）。*P < 0.05;**P < 0.01;P < 0.001;ns 不显著（使用 Dunnett 多重比较检验的单因素方差分析）。
02
研究结论
总体而言，我们的研究表明，Blautia A 可能在抗炎和肠道屏障保护方面发挥作用，以维持肠道健康并增强宿主缺氧适应能力（包括显着改善 SpO2和肺特征）。有趣的是，优势肠道菌群的抗炎作用也是 QTP 原生的许多动物的核心功能，例如藏羚羊 、藏猪 和藏驴 ，尽管它们是由不同的微生物群实现的 。这些观察结果支持肠道微生物群的抗炎功能在促进宿主适应缺氧极端环境（如高海拔）方面的重要性，包括短期（适应）和长期（适应）。
好了，今天的文献解读就到这儿来，我们下期再见！如果你正在开展临床研究.需要方案设计.数据管理. 数据分析等支持.也随时可以联系我们。
01
研究背景
人类肠道菌群与高海拔缺氧适应之间的关系仍然存在很大争议。这主要源于对在这种情况下微生物群潜在时间变化以及任何可能有助于宿主适应的显性或核心细菌的存在的不确定性。
为了解决这些问题，并控制以前研究中常见的对所获得结果产生重大影响的变量，即遗传背景、种族、生活方式和饮食，我们对同一队列进行了一项为期 108 天的纵向研究，该队列由 45 名健康的汉族成年人组成，他们从低地重庆 243 米到西藏拉萨高海拔高原 3658 米， 然后返回。使用鸟枪法宏基因组分析，我们研究了不同时间点肠道微生物群组成的时间变化。
结果显示肠道微生物群的种类和功能多样性显着减少，同时功能冗余显着增加。这些变化主要是由 Blautia A 的过度生长驱动的，该属在西藏日喀则 4700 masl 的 6 个独立的汉族队列中也大量存在，在低缺氧环境中长期存在。进一步的动物实验表明，Blautia A 喂养的小鼠表现出增强的肠道健康和更好的适应持续低氧应激的适应表型。
我们的研究强调了 Blautia A 物种在肠道微生物群对高原缺氧的快速反应中的重要性，以及它在维持肠道健康和帮助宿主适应极端环境方面的潜在作用，可能通过抗炎和肠道屏障保护。
见图一
高海拔缺氧暴露队列和肠道微生物群多样性特征概述。
图一
A 研究设计概述，包括在 7 个时间点对人类粪便样本的纵向分析。
B-C 型肠道微生物群的 α 多样性 （Shannon 和丰富度指数） 显示动态变化。
D 不同时间点的组内 Bray-Curtis 距离。
E 偏最小二乘判别分析 （PLS-DA） 揭示了不同时间点微生物群落的显著差异。
F-H使用 1079 个 SGB 在每个时间点量化 α 分类多样性（TDα，通过 Gini-Simpson 指数）、α 功能多样性（FDα，通过 Rao 二次熵）和 α 功能冗余（FRα，TDα 减去 FDα）。对于 B-D 和 F-H，数据表示 SE ±平均值。特定时间点和基线之间的差异用红线表示。
见图二
不同分类群（门、属和种）的肠道微生物群组成的时间变化。
图二
冲积图显示了 A 6 个最丰富的门和 B 20 个最丰富的属的相对丰度动态。低丰度分类群被归类为 “其他”。Ordinate 表示每个时间点的平均相对丰度。
C 显示 29 种指示物种详细特征的热图。黑框突出显示了来自 Blautia A 属的 9 个指示 SGB 的详细信息。左面板的第一列显示了 SGB ID 和 29 个指示 SGB 的相应属;第二列显示指标丰富的组;第三列显示指标 SGB 的重要性（*P < 0.05，**P < 0.01，***P < 0.001）;最后七列显示与基线相比，每个时间点中位数丰度的倍数变化。基准组设置为 1。中间面板显示了 7 个时间点每个样品的 log10（相对丰度）。
见图三
点图显示了 29 个指标 SGB 在不同时间点的功能模块的富集。
图三
LS1 、 LS4 和 CQ3 未显示，因为在这三个时间点没有显著的功能模块富集。左图对应于 KEGG 代谢类别。点大小表示功能模块中富集基因的数量。点颜色渐变反映了 -log10 （pFDR） 值的大小（Fisher 精确检验）。
见图四
基于 1079 SGBs 的不同高海拔缺氧暴露阶段下核心功能模块动力学。
图四
A 钴胺素生物合成的反应步骤。
B 甲烷生成的反应步骤。上调或下调的 KO（与基线相比）分别以红色或蓝色显示。在 Blautia A 基因组中富集的 KO 用实线网格表示;缺失的 KO 由虚线网格表示。圆圈的不同颜色代表 KEGG（2 级）分类下的代谢物分类。
见图五
基于 Blautia A SGB 的泛基因组分析的丁酸生产路线。
图五
12 个高质量的 Blautia A SGB 用于泛基因组分析。整合了 KEGG 数据库预测的几个泛基因组通路图谱。与背景的 1067 个 SGBs 相比，Blautia A 的 12 个 SGBs 富含“丁酸代谢”途径 （pFDR = 0.03）。ABC 转运蛋白柱中的粉红色框代表 Blautia A 可以利用的多元醇转运系统底物结合蛋白。橙色背景框代表最终产品。
见图六
wexlerae 的管饲喂养抑制肠道炎症并促进高海拔适应。
图六
A 动物实验设计。三组如下： （1） PBS 在常氧下饲喂 8 周 （NOR+PBS）;（2） PBS 在常氧条件下饲喂 4 周，再缺氧 4 周 （HYP+PBS）;（3） B. wexlerae 在常氧条件下喂养 4 周，再缺氧 4 周 （HYP+Bw）。
B 外周血氧饱和度 （SpO2） 小鼠 （每组 n = 8）。
C 肺动脉加速时间 （PAT） 的定量由公式 [29] 转换（详见“方法”）（每组 n = 6-7）。
D 小鼠的肺组织学损伤评分 （每组 n = 5）。小鼠肺切片的 E 代表性 H&E 和 Masson 三色染色（每组 n = 5）。
F 小鼠远端回肠的大体图像（每组 n = 5）。小鼠远端回肠的 G 代表性 H&E 染色切片（每组 n = 5）。
H 小鼠远端回肠组织学损伤评分的统计分析 （每组 n = 5）。
I 回肠中 IL-1α 和 IL-1β 的相对 mRNA 表达水平（每组 n = 8）。
J 回肠中 ZO-1 的相对 mRNA 表达水平 （每组 n = 8）。数据代表至少三个独立实验 （平均值 ± SE）。*P < 0.05;**P < 0.01;P < 0.001;ns 不显著（使用 Dunnett 多重比较检验的单因素方差分析）。
02
研究结论
总体而言，我们的研究表明，Blautia A 可能在抗炎和肠道屏障保护方面发挥作用，以维持肠道健康并增强宿主缺氧适应能力（包括显着改善 SpO2和肺特征）。有趣的是，优势肠道菌群的抗炎作用也是 QTP 原生的许多动物的核心功能，例如藏羚羊 、藏猪 和藏驴 ，尽管它们是由不同的微生物群实现的 。这些观察结果支持肠道微生物群的抗炎功能在促进宿主适应缺氧极端环境（如高海拔）方面的重要性，包括短期（适应）和长期（适应）。
好了，今天的文献解读就到这儿来，我们下期再见！如果你正在开展临床研究.需要方案设计.数据管理. 数据分析等支持.也随时可以联系我们。
