Krooninen sairaus

tiivistelmä

Viimeaikaiset raportit ovat ehdottaneet osallistumista suoliston mikrobiston etenemisessä peräsuolen syöpä (CRC). Hyödynsimme pyrosekvensointi perustuva analyysi 16S rRNA geenien määrittää yleinen rakenne mikrobiston potilailla, joilla peräsuolen syöpä ja terveiden verrokkien; tutkimme mikrobiston suolen onteloon, syöpäkudoksen ja sovittaa noncancerous normaalia kudosta. Lisäksi olemme tutkineet limakalvoon tarttuva mikrobien koostumusta käyttäen peräsuolen vanupuikolla näytteitä koska rakenne kudoksen tarttumisen bakteerien yhteisön on mahdollisesti muutetaan seuraavasti suoliston puhdistamiseen. Meidän Tulokset osoittivat, että mikrobien rakenne suolen onteloon ja syöpäkudoksen erosivat merkittävästi. Phylotypes jotka tehostavat energian sadonkorjuun ruokavalion tai suorittaa aineenvaihdunnan vaihtoa isäntä oli runsaampaa ontelon. Oli runsaammin firmicutes ja vähemmän runsas Bacteroidetes ja proteobacteria in lumenia. Yleinen mikrobien rakenteet syöpäkudoksen ja noncancerous kudos olivat samankaltaisia; howerer kasvain mikrobiston näytteillä pienempi monimuotoisuus. Rakenteet suolistossa mikrobiston ja limakalvo-kiinnittynyt mikrobiston olivat erilaisia ​​CRC potilaista verrattuna Hyväksytty mikrobiston terveillä henkilöillä. Lactobacillales rikastui syöpäkudoksen, kun taas

Faecalibacterium

vähennettiin. Limakalvolla tarttumista mikrobiston,

Bifidobacterium, Faecalibacterium

, ja

Blautia

vähenivät CRC potilailla, kun taas

Fusobacterium

,

Porphyromonas

,

Peptostreptococcus

, ja

Mogibacterium

rikastettiin. Onteloon, hallitseva phylotypes liittyvät metaboliset häiriöt tai metabolinen vaihtoa isäntä, Erysipelotrichaceae, Prevotellaceae, ja Coriobacteriaceae lisättiin syöpäpotilailla. Yhdessä aikaisempien raporttien, nämä tulokset viittaavat siihen, että suoliston mikrobiston liittyy CRC riski ja että suolistossa mikrobisto saattaa vaikuttaa CRC riski kautta cometabolism tai metabolisen vaihtoa isäntä. Kuitenkin limakalvon liittyvä mikrobiston mahdollisesti vaikuttaa CRC riski ensisijaisesti suorien vuorovaikutuksessa isännän.

Citation: Chen W, Liu F, Ling Z, Tong X, Xiang C (2012) Human Suoliston Lumen ja limakalvon-Associated mikrobiston Potilaat, joilla on peräsuolen syövän. PLoS ONE 7 (6): e39743. doi: 10,1371 /journal.pone.0039743

Editor: Antonio Moschetta, University of Bari Consorzio Mario Negri Sud, Italia

vastaanotettu: 12 tammikuu 2012; Hyväksytty: 25 toukokuu 2012; Julkaistu: 28 kesäkuu 2012

Copyright: © 2012 Chen et al. Tämä on avoin pääsy artikkeli jaettu ehdoilla Creative Commons Nimeä lisenssi, joka sallii rajoittamattoman käytön, jakelun ja lisääntymiselle millä tahansa välineellä edellyttäen, että alkuperäinen kirjoittaja ja lähde hyvitetään.

Rahoitus: Tämä työ tukivat Project 2007CB513001 Kiinan kansallisten ohjelmien perustutkimus ja kehitys (973 ohjelma, https://www.973.gov.cn/AreaAppl.aspx). Rahoittajat ollut mitään roolia tutkimuksen suunnittelu, tiedonkeruu ja analyysi, päätös julkaista tai valmistamista käsikirjoituksen.

Kilpailevat edut: Kirjoittajat ovat ilmoittaneet, etteivät ole kilpailevia intressejä ole.

Johdanto

peräsuolen syöpä (CRC) on yksi yleisimmistä pahanlaatuinen kasvain tyyppi maailmassa. Yksi tärkeistä tekijöistä, jotka liittyvät CRC on suoliston mikrobiston [1]. Ihmisen maha-suolikanavan satamiin noin 1000 bakteereita yhteensä 10

14-soluissa, mikä on enemmän kuin 10-kertainen määrä eukaryoottisten ihmisen soluissa [2]. Sen lisäksi vaikuttavia isäntä ravitsemuksen kautta aineenvaihduntaa, suolistomikrobistoa vaikuttaa ihmiskehoon ohjaamalla epiteelin lisääntyminen ja erilaistuminen, kehitykseen vaikuttavat immuunijärjestelmän ja suojaavat taudinaiheuttajia [3].

Kertyvät viittaavat siihen, että suolistossa mikrobiston läheisesti korreloi etenemisen paksusuolen syövän [1], [4]. Wei

et al

. löydetty kasvua

Ruminococcus obeum

ja

Allobaculum

-kuten bakteerien ulosteet rottien kehittää precancerous limakalvomuutoksia [5]. Kasvua

Prevotella

ilmoitettiin CRC potilailla [6]. Wang

et al

. löysi väheneminen butyraatti tuottavien bakteerien ulosteet CRC potilaista [7], joka osoittaa hyötyä bakteerien aineenvaihduntatuotteet.

Kuitenkin limakalvoon liittyvä microbiome suolikudoksessa poikkeaa ontelon [8], ja nämä mikrobit mahdollisesti myös tärkeässä roolissa. Marchesi ja työtovereiden analysoi bakteerin 16S rDNA sarjoissa kuusi CRC potilaiden ja todennut, että probioottisten bakteerien kuten

Coriobacteria

rikastuneet kasvainkudoksessa analysoimalla bakteerin 16S rDNA sarjoissa kuusi CRC potilaista [9], mikä viittaa siihen, että probiootit mahdollisesti olla erityinen rooli CRC etenemiseen.

Fusobacterium nucleatum

löytyy paksusuolisyöpäkudoksessa oli kuitenkin tiiviisti CRC [10]. Kuitenkin tarkkaa koostumusta suoliston mikrobiston ja sen tehtävä CRC eteneminen ovat vielä tällä hetkellä tiedetä, koska yleinen rakenne mikrobiston CRC potilailla ole täysin selvitetty.

Bakteerit tai komponenttien bakteerien toiminnon suora vuorovaikutus isännän tai välillinen co-aineenvaihduntaan tai metabolisen vaihtoa isäntä. Van der Waaij

et al

. havaitsivat, että commensal bakteerit elävät suolistossa jousitus eikä niillä ole suoraa yhteyttä epiteelisolujen [11]. Oletimme, että limakalvoon liittyvä mikrobiston ensisijaisesti toiminto suoraan vuorovaikutuksessa isännän ja että suolen onteloon (eli uloste) mikrobisto pääasiassa toimivat kautta cometabolism tai metabolisen vaihto. Tässä tutkimuksessa suoritettiin pyrosekvensointi 16S rRNA geenien analysoimiseksi kokonaisrakenteen mikrobiston potilailla, joilla on CRC ja terveillä verrokeilla. Tutkimme mikrobiston suolen onteloon, syöpäkudoksen, ja Hyväksytty noncancerous normaalia kudosta. Lisäksi selvitimme limakalvon tarttumista mikrobien koostumusta käyttäen peräsuolesta vanupuikolla näytteitä koska rakenne kudoksen tarttumisen bakteerien yhteisö on mahdollisesti muuttaa seuraavat suoliston puhdistamiseen [12]. Lisäksi olemme pyrkineet tunnistamaan keskeiset bakteeri- phylotypes tai mahdollisia biomarkkereita, jotka potentiaalisesti tärkeä rooli CRC kehittämiseen.

Materiaalit ja menetelmät

Potilaille ja kontrolliryhmien

Yhteensä 46 potilaille, joilla on CRC 37-88 vuotta iässä valittiin ensimmäisen Affiliated sairaala, College of Medicine, Zhejiangin yliopisto, Kiina. Keräsimme Seuraavat näytteet näistä potilaista: [21 jakkara (STP) näytteet, 32 gut moppi (SWP) näytteet ja 27 kunkin syöpäkudoksen (kissa), sovitettu paracancerous kudosta 2-5 cm syöpäkudoksen (pa2t), ja Hyväksytty paracancerous kudos 10-20 cm syöpäkudoksen (pa10t)]. Uloste, peräsuolen moppi, ja kudosnäytteet ei kerätä kaikilta CRC potilaiden seuraavista syistä: vetistä jakkara, jakkara liian ohut kerätä; Näytteet varastoidaan liian kauan huoneenlämmössä; tai potilas tuntui epämukavalta keräämisen aikana peräsuolen moppi näytteitä. Lisäksi 56 tervettä vapaaehtoista, jotka täyttävät vaatimukset, joilla Hyväksytty sukupuolen ja samanikäisiä kanssa näytteitä CRC potilaita, ja joka siinä esiintynyt paksusuolen adenoomia valittiin valvontaa; 22 ulostenäytteitä (STC) ja 34 pyyhkäisynäyte (SWC) kerättiin näistä vapaaehtoiset (taulukko 1). Me määritelty mikrobiston kudosta, jakkara, ja moppi kudoksen mikrobiston, valovirran mikrobiston ja limakalvo-kiinnittynyt pieneliöstö, vastaavasti. Me määritelty sekä kudosten mikrobiston ja limakalvo-kiinnittynyt mikrobiston kuten limakalvon liittyvien mikrobiston. Ei oli diabetes, infektiosairaudet, tai erityisesti ruokavalion. Ja BMI kaikilla koehenkilöillä oli välillä 20 ja 24. Tutkimuksen hyväksyi eettisen komitean ensimmäisen Affiliated sairaala, College of Medicine, Zhejiang University, Kiina; dokumentoitu suostumus saatiin kaikilta TET.

Näytteenotto ja DNA Extraction

Yhtään aiheita olivat lääkitystä aikaan Näytekokoelmatodistuksen, eikä ollut niitä käytetään antibioottien vähintään yhden kuukauden näytekokoelmatodistuksesta. Moppi ja ulostenäytteitä kerättiin kultakin kohteelta ennen suoliston puhdistamiseen. Leikkauksen aikana, suolen kerättiin syöpäkudoksesta ja paracancerous kudoksen (eli 2-5 cm ja 10-20 cm syöpäkudoksen, vastaavasti). Kaikki näytteet jäädytettiin ja säilytettiin -80 ° C: ssa myöhempään käyttöön saakka.

Genominen DNA uutettiin kudoksesta ja vanupuikolla näytteitä käyttäen QIAamp DNA Mini Kit (Qiagen, Hilden, Saksa) mukaan valmistajan ohjeita vähäisiä muutoksia. Bakteerisolujen tupot irtoamisen voimakkaasti sekoittaen 1 ml PBS. Solut pelletoitiin sentrifugoimalla 17000 g 10 minuuttia. Pelletit suspendoitiin uudelleen 80 ul entsyymiliuosta (22,5 mg lysotsyymiä jauhe [luettelo no.L6876, Sigma] ja 40 yksikköä mutanolysine [luettelonro. M9901, Sigma], liuotetaan 80 ui TE per näyte) [13], ja 100 mg zirkonium-helmiä (0,1 mm) lisättiin. Seoksia sekoitettiin mini-helmi vatkaimen (FastPrep, Thermo Electron Corporation, USA) kolme kertaa 40 sekunnin ajan kerrallaan ja sitten inkuboitiin 37 ° C: ssa 40 minuutin ajan [14]. Seuraavat vaiheet suoritettiin valmistajan suositusten mukaisesti. Suoliston kudokset laajasti huuhdeltiin steriilillä vedellä, homogenisoidaan 80 ui entsyymiliuosta sähkösekoittajalla homogenisaattorilla (PRO Scientific, Oxford, Connecticut, USA), inkuboitiin 37 ° C: ssa 40 minuutin ajan, ja sitten kokonaan hajotettiin 1-3 tuntia 56 ° C ATL puskuriin ja proteinaasi K 70 ° C: ssa inkuboinnin vaiheessa pidennettiin 10 minuutista 30 minuuttiin [8]. Ulosteesta bakteeri-genomi-DNA uutettiin käyttämällä QIAamp DNA Jakkara Mini Kit samalla muutoksia kuin edellä mainitut.

pyrosekvensointi

PCR-monistus V1-V3-alueen bakteeri 16 S rDNA suoritettiin käyttämällä Universal alukkeita (27F 5′-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3 ’, 533R 5′-TTACCGCGGCTGCTGGCAC-3’), joka sisältää FLX Titanium adapterit ja näytteen viivakoodin sekvenssin. Pyöräily parametrit olivat seuraavat: 5 min alkudenaturaatio 95 ° C: ssa; 25 sykliä denaturointi 95 ° C: ssa (30 s), hehkutus 55 ° C: ssa (30 s), venymä 72 ° C: ssa (30 s); ja lopullinen pidennys 72 ° C: ssa 5 min. Kolme erillistä PCR-reaktiot kunkin näytteen yhdistettiin varten pyrosekvensointi. PCR-tuotteet erotettiin 1% agaroosigeelielektroforeesilla ja puhdistettiin käyttäen QIAquick Gel Extraction Kit (Qiagen). Tasa-pitoisuudet amplikonien yhdistettiin kustakin näytteestä. Emulsio PCR ja sekvensointi suoritettiin valmistajan suositusten [15].

Kaikki pyrosekvensointi lukee suodatettiin mukaan viivakoodi ja alukesekvenssejä. Tuloksena sekvenssit seulottiin edelleen ja suodatetaan laadun ja pituuden. Sekvenssit, jotka olivat alle 150 nt, sisälsi epäselvä merkkiä, sisälsi yli kaksi epäsuhta alukkeisiin tai sisälsivät mononukleotidi toistoa yli kuuden nt poistettiin [16]. Kaikkiaan 808.008 korkealaatuisten sekvenssit tuotettiin, osuus 80,8% on voimassa sekvenssien mukaan barcode- ja alukkeen sekvenssin suodatus.

bioinformatiikka- Analysis

laadukkaita sekvenssit jaettiin näytteiden mukaan viivakoodeja. Sekvenssit linjassa mukaisesti SILVA yhdenmukaistaminen [17], [18] ja ryhmittyneet operatiivisten taxonomic yksikköä (Otus). Otus joka saavutti 97% yhtäläisyystasolla käytettiin monimuotoisuuden (Shannon), rikkaus (Chao), Good kattavuutta, ja alipaine- käyräanalyysi käyttämällä Mothur (versio 1.5.0) https://schloss.micro.umass.edu/[19 ]. Taksonominen toimeksiannot Otus näytteille 97% samankaltaisuus tehtiin käyttämällä Mothur mukaisesti SILVA 106 80%: n luotettavuustasolla.

heatmap rakennettiin käyttämällä heatmap 2 toiminta R gplots paketti ja suvun tietoa seitsemän ryhmät [20]. Painottamaton UniFrac etäisyysmittojen analyysi suoritettiin käyttäen Otus kunkin näytteen [21], [22], ja pääkomponenttianalyysi (PCA) suoritettiin matriisin mukaan etäisyyden. Jos haluat valita Otus että näytteillä merkitystä rakenteellisen erottelua ryhmien, parametrinen Osittainen pienimmän neliösumman Diskriminanttianalyysi (PLS-DA) mallin synnytettiin käyttäen Simca-P + 12,0 (https://www.umetrics.com/). PLS-DA hyödynnetään metabolomiikan, metagenomics ja mikrosiruanalyysillä, ja Otus vaihtelevalla merkitys projektio (VIP) 1 katsottiin merkittävimpiä mallin [5], [23], [24], [25] .

tilastollinen analyysi

Mann-Whitneyn testi,

t

-testi, ja yksisuuntainen ANOVA testi suoritettiin käyttäen SPSS versio 19.0 for Windows.

data pääsy

16 S-sekvenssi tuotetut tiedot tässä tutkimuksessa esitettiin GenBank Sequence Lue Archive hakunumero SRP009633.

tulokset

Ominaisuudet pyrosekvensointi tulokset

yhteensä 808008 korkealaatuisten sekvenssit tuotettiin tässä tutkimuksessa, jossa keskimäärin 4253 sekvenssit näytettä kohti. Yhteenveto tiedot on esitetty taulukossa 2, ja yksityiskohtaiset ominaisuudet kunkin näytteen on esitetty taulukossa S1.

estimaattorit yhteisön rikkaus (Chao) ja monimuotoisuus (Shannon) on esitetty taulukossa 2. Oli tilastollisesti merkitseviä eroja Shannon indeksien välillä ryhmien kissa ja pa10t (3,77 ± 0,67 vs. 4,13 ± 0,40,

P

= 0,012), mikä osoittaa merkittävästi suurempi monimuotoisuus löytyy noncancerous normaaleissa kudoksissa (eli ne 10-20 cm alkaen syöpäkudokset) verrattuna syöpäkudokset. Yksityiskohtaiset ominaisuuksia kunkin näytteen on lueteltu taulukossa S1. Alipaine- analyysi seitsemän ryhmää kuvassa S1 osoittaa, että enemmän phylotypes olisi todennäköisimmin havaita tutustumisen jälkeen useampia sekvenssejä. Hyvä kattavuus kussakin ryhmässä oli yli 97%, mikä osoittaa, että 16 S rDNA tunnistetun näissä ryhmissä muodostavat enemmistön bakteerien näytteissä tämän tutkimuksen.

Mikrobien Rakenteiden Suolen lumenin ja syöpäkudokseen erosivat merkittävästi

Tutkimme jakkara, peräsuolen moppi, ja kudos mikrobisto sairastavien potilaiden CRC ja ulosteen ja peräsuolen moppi bakteeri yhteisöt terveiden yksilöiden. Yleisenä mikrobiston rakenteen kunkin ryhmän Mollusca tasolla on esitetty kuvassa 1. hallitseva phyla Kaikkien ryhmät olivat firmicutes, Bacteroidetes, ja proteobacteria. Oli 17 phyla ja 13 phyla kudosten ja moppi näytteitä, vastaavasti, ja vain 9 phyla ulostenäytteissä. Mollusca-erityinen suhteellinen runsaus mikrobiston sekvenssien paljasti, että moppi mikrobiston osoitti lähempänä samankaltaisuutta kudokseen. Heatmap mukainen bakteeri suvun tasolle osoitti myös sama ilmiö (kuva S2).

”muut” edustaa luokkiin bakteerit, Chloroflexi, Deferribacteres, Chlorobi, Deinococcus-Thermus, Acidobacteria, Planctomycetes, Lentisphaerae, -spirokeettakantaan, Synergistetes , Tenericutes, Verrucomicrobia ja syanobakteerit. Ensimmäiset kahdeksan phyla eivät olleet ilmeisiä ulostenäytteissä, ja neljä ensimmäistä phyla eivät olleet nähtävissä moppi näytteitä.

Jos haluat vertailla yleinen mikrobiston rakenteen potilailla, joilla on CRC, painottamaton Unifrac etäisyys matriisi laskettiin joka perustuu otus kunkin näytteen [26]. Tulokset PCA etäisyyden perusteella osoitti merkittävää eroa bakteeri rakenne suolen onteloon (eli uloste). Lisäksi syöpäkudoksen, ja limakalvo-kiinnittynyt mikrobiston (eli moppi) päällekkäin joidenkin lumenia ja kudosten mikrobiston, osoituksena kaksi ensimmäistä pääasiallista komponenttia tulokset, jotka oli 30,57% ja 9,12% kaikista vaihteluista (kuvio 2A).

Jokainen symboli edustaa näytettä. (A) ryhmä kissa, STP ja SWP; (B) ryhmä kissa, pa2t ja pa10t; (C) ryhmä SWP ja SWC; (D) ryhmä STP ja STC.

vaihtelivat merkittävästi koostumuksen suolen onteloon ja syöpäkudoksen eri bakteerien tasoilla. Cladogram esitys rakenteesta kudosten ja ontelon mikrobiston ja niiden hallitseva bakteereita suoritettiin LEFSE on esitetty kuviossa 3 [27]; suurimmat erot taksonien kahden yhteisön välillä näytetään. Pyrosekvensointi tiedot osoittivat, että suurempi määrä phyla oli läsnä kudoksessa verrattuna lumenia. Kolme hallitseva phyla-firmicutes (50.82% vs. 77,59%,

P

0,001), Bacteroidetes (26,37% vs. 13,68%,

P

= 0,002), ja proteobacteria (14,51 % vs. 5,57%,

P

= 0,004) -kaikki osoitti tilastollisesti merkitseviä eroja syöpäkudoksen ja suolen luumenin. Fusobacteria (4,97% vs. 0,47%,

P

0,001) ja Synergistetes (0,14% vs. 0%,

P

= 0,002) myös erosivat ryhmien välillä. Oli 26 tilastollisesti merkitseviä eroja syöpäkudoksen ja suolistossa perheiden tasolla. Suhteellinen runsaus Bacteroidaceae (16,9% vs. 8,3%,

P

0,001), Streptococcaceae (10,2% vs. 2,8%,

P

= 0,0029), Fusobacteriaceae (4,57% vs. . 0,47%,

P

0,001), Peptostreptococcaceae (4,07% vs. 0,89%,

P

0,001), Veillonellaceae (2,87% vs. 0,68%,

P

= 0,004), ja Pasteurellaceae (2,25% vs. 0,007%,

P

0,001) olivat merkittävästi korkeampia syöpäkudoksessa verrattuna suolen onteloon. Oli merkitsevästi alhaisempi Lachnospiraceae (17,1% vs. 46,7%,

P

0,001), Ruminococcaceae (4,24% vs. 13,3%,

P

0,001), ja Lactobacilla- (0,02% vs. 2,88%,

P

0,001) syöpäkudoksessa verrattuna suolistossa (taulukko S2).

(A) taksonominen edustus tilastollisesti ja biologisesti johdonmukaisia ​​eroja välillä syöpäkudoksen ja suolistossa. Erot edustavat väri runsain luokka (Red osoittaa syöpäkudoksen, keltainen ei-merkitsevä ja vihreä suolistossa). Halkaisija kunkin ympyrän halkaisija on verrannollinen taksoniin n runsautta. (B) Histogrammi LDA pistemäärät erilaisesti runsas sukuihin. Cladogram laskettiin LEFSE, joka on metagenome analyysiin, joka suorittaa lineaarinen erotteluanalyysi seuraavat Wilcoxonin Mann-Whitneyn testi arvioida vaikutuksia koko kunkin differentiaalisesti runsas luokitusjärjestelmän mukaan tai OTU; cladogram näkyy mukaan vaikutus koko.

mikrobien koostumus oli merkittävästi erilainen suvun tasolla, jossa 43 merkittävästi erilaiset sukuihin välillä syöpäkudoksen ja suolistossa.

Bacteroides

,

Streptococcus

,

Prevotella

,

Fusobacterium

,

Peptostreptococcus

,

Haemophilus

,

Gemella

,

Veillonella

,

Granulicatella

,

Morganella

, ja

Porphyromonas

, jotka muodostavat yli 1% koko bakteerien syöpä- kudos, osoitti suhteellisesti suurempi runsaus syöpäkudoksessa.

Pseudobutyrivibrio

,

Blautia

,

Lactobacillus

,

Roseburia

,

Dorea

ja

Coprococcus

muodostavien joka muodostavat yli 1% koko bakteerien ulosteesta, olivat suhteellisen runsaampaa suolistossa verrattuna syöpäkudoksessa. Muita tietoja eroista ontelon mikrobiston ja syöpäkudoksen mikrobiston löytyy taulukosta S2.

Bakteeri yhteisön syöpäkudoksessa ja osuvan noncancerous Normaali Tissue

Vaikka alempi monimuotoisuus (Shannon) havaittiin mikrobiston syöpäkudoksen (taulukko 2), mikrobien yhteisöt kasvaimen ja sovitettu noncancerous normaaleissa kudoksissa olivat samanlaisia ​​(kuva 1, kuva S2). Mukaan painottamaton Unifrac PCA-analyysi, mikrobien yhteisöt syöpäkudoksen ja noncancerous kudos ovat samanlaisia ​​mukaan PC1 ja PC2 (51.37% ja 4,35% selitetty varianssi, vastaavasti) (kuvio 2B), mikä osoittaa, että siellä ei ole merkitty eroja mikrobien koostumuksessa kasvain ja noncancerous kudokseen.

taksonomia-pohjainen vertailu suoritettiin sen määrittämiseksi, erot mikrobiston kasvain ja noncancerous kudosta. Oli 12, 17, ja 14 phyla ja 169, 198, ja 198 suvuista, joiden microbiotas kissan, pa2t, ja pa10t, vastaavasti. Tämä vahvistettiin Shannon (monimuotoisuus) analyysi. Tilastollisesti merkitseviä eroja ei havaittu välillä mikrobiyhteisöjä syöpä ja noncancerous kudoksen phylum tasolla. Alphaproteobacteria, jotka ovat vähemmän kuin 1% koko bakteerien sekä pa2t ja pa10t, oli yleisin kissa. Vähemmän

Ochrobactrum

suvun jäsenet olivat läsnä pa2tcompared kissalle. Basillit Luokka korkeasti rikastunut kissa verrattuna pa10t. Kuitenkin suvun

Bacillus

, johon Basillit kuuluvat, oli vähemmän yleistä kissa. Ruminococcaceae perhe oli merkitsevästi pienempi kissa verrattuna pa10t. Suku

Faecalibacterium

, sidoksissa Ruminococcaceae, oli myös hyvin rikastettu pa10t verrattuna kissa. Suvut

Paraprevotella

,

Parabacteroides, Phascolarctobacterium

,

Acidocella

, ja

Methylobacterium

osoittautunut alhaiseksi runsaus; mutta ne olivat kaikki tilastollisesti rikastuneet pa10t verrattuna kissa. Lisäksi suhteellinen runsaus bakteerien näytteitä lisätään tai vähennetään asteittain korrelaatio etäisyyden syöpäkudoksen (taulukko 3).

metagenome analyysiin, LEFSE sovellettiin tunnistamaan tärkeimmät phylotypes vastuussa välinen ero kissa ja pa10t. Basilleja (pääkomponentti Lactobacillales), joka oli rikastettu kissa, ja

Phascolarctobacterium

, Ruminococcaceae (pääkomponentti

Faecalibacterium

), joka oli rikastettu pa10t oli hallitseva phylotypes, jotka edistävät ero mikrobiston syöpä kudosta ja noncancerous kudosta.

mucosa tarttumista Microbiota CRC Potilaat ja terveet yksilöt

Koska mikrobien koostumusta voidaan muuttaa suolen puhdistus ennen leikkausta, limakalvoon tarttumista bakteerit olivat tutkittu kerätyt näytteet peräsuolen vanupuikkoja. Kuten odotettua, mikrobien rakenne oli hieman erilainen kuin kudokseen (kuva 1, kuva 2A) ja oli samanlainen kuin suolen onteloon (jotkut näytteet limittäin PCA tontit), koska väistämättömän ulosteet pumpulipuikkoon näytteistä.

Painottamaton Unifrac PCA perustuu suhteellinen runsaus Otus jokaisesta näytteestä osoitti toisistaan ​​CRC potilaiden ja terveiden yksilöiden käyttäen PC1 ja PC2 (10,64% ja 6,58% ja selitti varianssi, vastaavasti) (kuvio 2C). Perheet Porphyromonadaceae (3,86% vs. 1,41%,

P

= 0,045), Fusobacteriaceae (3,72% vs. 0,18%,

P

= 0,045), ja Peptostreptococcaceae (2,13% vs. 0,66 %,

P

= 0,03) rikastuneet CRC potilailla, mutta Bifidobacteriaceae (0,03% vs. 0,32%,

P

0,001) ja Alcaligenaceae (0,39% vs. 0,63%,

P

= 0,03) vähenivät CRC potilailla. Suvut

Fusobacterium

(Fusobacteriaceae),

Porphyromonas

(Porphyromonadaceae),

Peptostreptococcus

(Peptostreptococcaceae),

Gemella

,

Mogibacterium,

ja

Klebsiella

rikastuneet CRC potilailla.

Filifactor

,

Catonella

ja

Selenomonas

olivat poissa terveitä yksilöitä.

Faecalibacterium

,

Blautia

,

Lachnospira

,

Bifidobacterium

(Bifidobacteriaceae) ja

Anaerostipes

vähenivät CRC potilailla, ja

Catenibacterium

ja

Gardnerella

(Bifidobacteriaceae) olivat poissa CRC potilaan näytteistä (kuva 4).

(A) Genera erilaiset SWP ja SWC. (B) Genera erilaiset välillä STP ja STC. Mann-Whitneyn testiä käytettiin arvioimaan tärkeää väliset vertailut ilmoitettu ryhmiä. * P 0,05, ** P 0,01.

Porphyromonas

(sidoksissa Porphyromonadaceae),

Fusobacterium

,

Peptostreptococcus,

ja

Mogibacterium

rikastuneet CRC potilailla, kun taas

Faecalibacterium

,

Blautia

, ja

Bifidobacterium

depletoitiin näillä potilailla. Mukaan lefse analyysin, nämä ovat keskeisiä phylotypes jotka edistävät rakenteellista eriytymistä limakalvon tarttumista mikrobiston CRC potilaiden ja terveiden yksilöiden.

mikrobiologinen koostumus Suoliston Lumen CRC Potilaat ja terveet yksilöt

suolistossa mikrobiston CRC potilaat voivat erottaa terveiden ihmisten mukaan painottamattomia Unifrac PCA-analyysi (kuvio 2D). Perheet Erysipelotrichaceae (6,09% vs. 2,42%,

P

= 0,035), Prevotellaceae (1,46% vs. 1,14%,

P

= 0,035), Coriobacteriaceae (1,19% vs. 0,74%

P

= 0,035), ja Peptostreptococcaceae (0,89% vs. 0,45%,

P

= 0,035) olivat merkittävästi rikastettu CRC potilailla. Peptostreptococcaceae myös rikastunut moppi näytteitä CRC potilaista, kun taas suhteellinen runsaus oli korkeampi verrattuna syöpäkudokseen. Suvut

Peptostreptococcus

(Peptostreptococcaceae),

Porphyromonas

,

Mogibacterium

,

Anaerococcus

,

Slackia

,

Anaerotruncus

,

Collinsella

(Coriobacteriaceae),

Desulfovibrio

,

Eubacteriumilla

ja

Paraprevotella

olivat yleisempiä potilailla verrokkeihin verrattuna (kuva 4B).

Erysipelotrichaceae, Prevotellaceae, Coriobacteriaceae (

Collinsella

),

Peptostreptococcus

, ja

Anaerotruncus

(Clostridiales), joka oli rikastettu potilailla luonnehdittaisiin avain phylotypes jotka edistävät erottaminen suolen onteloon mikrobiston rakenteen CRC potilaiden ja terveiden yksilöiden.

tunnistaminen Key Otus Vastaa Rakenteelliset eriytymistä Mucosa liittyvän Microbiota Syöpä ja kontrollinäytteiden

Sears ja Pardoll ehdotti Alpha-Bug hypoteesi tuoreessa raportissa-tiettyjä microbiome jäsenet, jotka hallussaan ainutlaatuinen virulenssi ominaisuuksia, kuten enterotoxigeeninen

Bacteroides fragilis

, eivät ole ainoastaan ​​suoraan pro-onkogeenisiä mutta pystyvät remodeling microbiome kuin kokonaisuutena mikä edistää limakalvojen immuunivasteet ja paksusuolen epiteelisolujen muutoksia ja tuloksena paksusuolensyöpä [28]. Oletimme, että tämä Alfa-Bug mahdollisesti kuuluu limakalvoon liittyviä bakteereita yhteisö. Ensinnäkin lefse, tiukka työkalu, käytettiin tunnistamaan hallitseva Otus. Löysimme kuusi hallitseva Otus, jotka kaikki vähennetty syöpäkudoksen ja näitä keskeisiä avustajat kuuluvat

Faecalibacterium

,

Dorea

,

sivistymätön Ruminococcus

sp.,

Ruminococcus gnavus

, Lachnospiracea, ja Peptostreptococcaceae. Olemme tuottaneet PLS-DA mallia tuotettiin löytää enemmän Otus jotka mahdollisesti edistävät erottaminen. Otus jotka eri tavoin jaettu valittiin mukaan muuttuvia merkitys projektio (VIP). Kaikkiaan 27 Otus VIP 2 yksilöitiin suhteellisen merkittävimpiä (neljä näistä rikastuneet kissa, muut vähenivät). Nämä olivat jäseniä Lachnospiracea (14), Bacteroidaceae (6), Ruminococcaceae (6), ja Peptostreptococcaceae (1); kaikki näytteillä merkittäviä eroja kissa ja pa10t (

P

0,05, Mann-Whitneyn testi). Kaksi muuta otus läheisesti

Ruminococcus gnavus

ja 4 otus kuuluvat sukuun

Faecalibacterium

todettiin myös pienentää syöpäkudoksessa.

Lisäksi tämä analyysi suoritettiin käyttämällä limakalvoon tarttuva bakteerien näytteitä. Kaksi hallitseva Otus kullekin

Peptostreptococcus

sp. ja

Parvimonas

sp. rikastettiin yli 100-kertaisesti CRC potilailla. Yksi OTU liittyvät

Bacteroides caccae

ja toinen liittyy

Clostridium

sp. Lisäksi rikastettua. Kaksi Otus kuuluvat

Faecalibacterium

ja

Blautia

vähensi merkittävästi potilaiden. Valitsimme 69 Otus VIP 2, jotka olivat tärkeitä avustajat mukaan PLS-DA, ja 64 niistä oli merkitsevää eroa CRC potilaiden ja verrokkien. Niistä kuusi Otus kuuluvat sukuun

Faecalibacterium

ja kuusi Otus kuuluvat sukuun

Blautia

oli pienennettävä potilaille, joiden CRC. Lisäksi kaksi Otus liittyvää

Fusobacterium varium

, yksi OTU liittyvä

Bacteroides xylanisolvens

, ja yksi OTU liittyvä

Dialister pneumosintes

olivat erittäin rikastettu potilailla, joilla CRC. Kaksi ylimääräistä Otus liittyvät

Peptostreptococcus sp.

Ja

Parvimonas sp.

Rikastuneet potilaalla on CRC.

Keskustelu

arveltu, että mucosa- liittyvä mikrobiston ensisijaisesti toimii suoran vuorovaikutuksen välityksellä isännän ja että suolistossa mikrobiston ensisijaisesti toimii kautta cometabolism tai metabolisen vaihtoa isäntä. Hyödynsimme viivakoodilla komultipleksoitu 454 pyrosekvensointi verrata bakteerien koostumus syöpäkudoksen ja suolistossa potilaita, joilla on CRC kuin terveiden verrokkien. Tutkimme myös limakalvoon tarttumista mikrobien koostumusta käyttäen peräsuolesta vanupuikolla näytteitä, koska bakteeri yhteisö on mahdollisesti muuttaa seuraavat suoliston puhdistamiseen. Olemme havainneet, että rakenne mikrobiston syöpäkudoksessa eroaa merkittävästi poikkeaa suolen onteloon. Suhteellinen runsaus määräävän phyla firmicutes, Bacteroidetes ja proteobacteria ja hallitseva suvuista

Bacteroides

,

Streptococcus

, ja

Pseudobutyrivibrio

olivat kaikki erilaisia. Firmicutes, joka on osoitettu parantaa energian sadonkorjuun ruokavalion, on hyvin rikastettu suolistossa [29], [30], [31]. Lisäksi vallitseva suvun

Pseudobutyrivibrio

esillä butyraattia pääasiallinen metaboliitti, sekä maitohapon ja muurahaishapon [32]. Sen sijaan, Bacteroidetes, joka on hyvin rikastettu limakalvon, voi olla ensisijaisesti mukana vuorovaikutus suolessa [33]. Runsaasti rikastettu suuri gram-negatiivisten bakteerien proteobacteria limakalvoilla, ja ulomman kalvon, joka koostuu lipopolysakkarideja, mahdollisesti osoittaa suoraa vuorovaikutusta suoliston solujen kautta bakteerien eritys, kuten T2SS tai T3SS [34], [35]. Lisäksi rikastettua Fusobacteria ja Synergistetes limakalvoilla tarttuu myös suoliston kudos [36], [37], [38]. Kuten odotettua, havaintomme osoittivat, että rakenne limakalvon tarttumista mikrobiston oli samanlainen kudosta mikrobiston. Limakalvoon kiinnittyvä mikrobien rakenteita myös näytteillä samankaltaisuutta valovirran mikrobiston; Tämä johtuu osittain väistämätön ulosteet crossover on vanupuikkoja. Me olettaisi, että moppi mikrobisto on yhdistelmä ulosteen mikroflooraan ja limakalvolle väestö vähemmän tiiviisti kiinnitetty, kun taas kudoksen mikrobiston edustaa tarkasti siirtomaita bakteereja. Painottamaton Unifrac PCA-analyysi vahvisti tämän tuloksen. Kaiken mikrobien rakenteet oli samanlainen syöpäkudoksen ja noncancerous kudosta.