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对健康个体中人体组织的全面描述

人类体内的微生物可以影响健康和疾病。利用下一代测序技术对微生物组进行调查,揭示了微生物与人类之间的互利共生和冲突的例子。

与细菌相比,对微生物组的病毒成分(即“vi罗马”)的研究不足。健康个体的身体组织通常无法进行维罗马取样。因此,对于病毒在健康个体组织中的存在和分布,以及病毒感染如何与人类基因表达相关并扰乱免疫稳态的认识有限。

东京大学医学科学研究所(IMSUT)的一个研究小组利用公共数据库全面描述了人体组织图谱。

我们所描述的地图集将有助于解决目前人类健康与疾病之间的“隐藏”联系。此外,我们的分析渠道是多用途的,因此,将适用于各种病毒学研究,包括当前COVID-19大流行,”日本国立卫生研究院传染病控制司系统病毒学司副教授(首席研究员)Kei Sato说。

新一代测序(NGS)时代的微生物

近几十年来NGS方法的进展使对各种微生物的全面调查成为可能。宏基因组分析已经探索了微生物,包括细菌、噬菌体和病毒,分布在地球上的许多地方,比如海洋和土壤。也许最深入调查的微生物群是人类的。

人体微生物组项目的目的是描述人体中的细菌、病毒和其他微生物的特征。由于细菌通常生活在人体细胞外,通过非破坏性取样,人体的多个器官和样品中都有很好的描述:皮肤、口腔和胃肠道(包括粪便)的细菌微生物组有很好的描述。从这些研究中出现的一个主要主题是,虽然某些微生物种类与病理有关,但微生物组的许多组成部分可能在维持人类健康方面发挥共生作用。

什么是“vi罗马”?

许多病毒显然是人类病原体:艾滋病毒、流感病毒和一种新型冠状病毒(称为SARS-CoV-2)是人类疾病的病原体。另一方面,与人类细菌微生物组的情况相似,一些病毒可以在没有明显病理的情况下慢性感染广泛的人体组织。以前的研究表明,这些病毒仍然具有有害的影响。例如,人呼吸道合胞病毒和人鼻病毒可能在儿童哮喘和特应性哮喘的发病过程中发挥重要作用。

另一方面,也有一些病毒表现出保护作用的例子。例如,GB C病毒感染可以预防艾滋病毒感染,提高生存率。因此,病毒感染与人类健康的多个方面有关,揭示人类的“vi罗马”将有助于理解隐藏在人与病毒之间的互利关系和/或冲突。以前对人体感染的研究使用的标本相对容易在健康个体身上获得(如血液或皮肤)。

换句话说,从健康个体体内获取体细胞组织(如大脑和内脏)进行virome调查在技术上是困难的。此外,尚不清楚1)什么样的病毒感染健康个体的各种组织2)这些病毒感染如何影响人类基因表达和扰乱这些组织的内稳态。

“隐藏在人体内”

为了以组织特异性的方式来描述人类病毒,研究小组使用基因型-组织表达(GTEx)项目的rna测序数据和IMSUT的一台超级计算机SHIROKANE进行了元转录组分析。他们分析了从547个个体的51个体细胞组织中获得的8991个rna测序数据集,并在至少一个组织中成功检测出39种病毒。

研究小组随后调查了病毒感染和人类基因表达以及人类疾病发病之间的关系。他们发现了一些预期的关系;例如,肝脏中的丙型肝炎病毒感染与干扰素刺激的基因上调和慢性肝炎的病理结果密切相关。1型单纯疱疹病毒在一个研究对象的大脑中的存在与免疫基因的表达密切相关。

虽然torque teno病毒被检测到在人类组织的广泛范围,它没有与干扰素反应相关。值得注意的是,eb病毒与淋巴增生性疾病有关,在健康受试者中,脾脏和血液中的eb病毒感染与浆细胞的增加有关。人疱疹病毒7常在胃中检出;有趣的是,它与人胃中的白细胞比例以及消化基因表达有关。此外,局部组织的病毒感染与循环血液中的系统免疫反应有关。

副教授佐藤强调了工作的重要性;“据我们所知,这项研究是第一次通过元转录组分析全面调查健康个体的各种组织中的人类virome。进一步调查此处所述的关联,并将此分析管道应用于其他数据集,将有助于揭示病毒感染对人类健康的影响。”

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