肠道菌群专题 | 心血管疾病，肠道菌群比你先知道？

●SCFA，摄入膳食纤维类物质，在肠道菌群作用下生成SCFA（短链脂肪酸），SCFA可以通过与Olfr78和GPR41结合来调节血压。

●TMAO，摄入磷脂酰胆碱，在肠道菌群形成三甲胺，肝脏FMO作用下形成TMAO（氧化三甲胺），TMAO是心肌梗塞，心衰，动脉粥样硬化，中风的重要指标。

●PAG，饮食蛋白质食物，产生苯丙氨酸，在肠道菌群的作用下产生PAG（苯乙酰谷氨酰胺），与GPCR（G蛋白偶联受体）相互作用，其中肾上腺素受体与心脏病和血小板功能密切相关的。

从代谢障碍到心血管疾病，菌群和代谢组发生了什么变化

发表杂质：Nature Medicine  

发表时间：2022

IF：53.44

研究背景

以往研究非传染性疾病的微生物组学和代谢组学中很少关注结果相关的重要混淆因素，该研究设计概括了疾病的开始、升级和随时间对治疗的反应，基于1241名受试者获得了心脏代谢疾病的肠道菌群和代谢组学特征。

方案设计

研究结果

1)与HCs和IHD患者相比，HCs与MMC的比较揭示了更多的差异特征（图2a）。

2)IHD和HCs患者之间的微生物组和代谢组特征的区分潜力显著高于IHD和MMC患者之间（图2b）。

3)随着疾病恶化，从类杆菌1型和肠球菌向类杆菌2型发生显著转变（图2c）。

4)MMC和IHD至HCs患者的微生物基因丰富度（图2d）和肠道细菌显著损失。

5)与MMC相比，HCs与UMMC相比，肠道微生物组和代谢组的总数量和丰度显著差异更高。

1)在121种代谢异常标志物（即DMF）中，绝大多数（85%）在IHD中耗尽，23种是IHD特异性标志物（图4a和图5）。

2)在IHD中富集的8个物种中，有2个是伯克霍尔德氏目的β-变形菌。有趣的是，假性伯克氏菌被报道可能是导致心内膜炎的因素。

3)瘤胃球菌，是IHD早期标志物(图4b)。瘤胃球菌包括丁酸生产者，其消耗可能导致IHD中短链脂肪酸(SCFAs)的生产潜力降低。

4)6种为稳定性标志物(图4c)，它们属于梭状芽孢杆菌目，除1种外，所有的siraeum真杆菌在种甚至属分类水平上均未分类，据报道，在动脉粥样硬化中，真杆菌被耗尽。

1)ACS、CIHD和IHD引起的HF组的详细分析为微生物组和代谢组特征的相对变化提供了更多的角度；

2)与对照组相比，每个IHD亚组的典型特征总数在CIHD中最高，其次是HF和ACS。CIHD在肠道微生物组功能电位方面表现出最大差异性变化，而ACS在代谢组学特征方面表现出主要差异性变化(图5)。

1)三个分类模型：

a.IHD诊断期间常规评估的临床标志物；

b.当前研究中确定的每一种IHD亚型的特异性微生物组和代谢组标记物；

c.两者的组合。

2)为了进一步验证分类模型，作者利用了以前实验的独立数据集，重点关注ACS亚组。研究中的acs特异性代谢组学标记高度相关（图6a)，验证了作者的大部分acs特异性代谢组特征。

3)基于ACS特异性代谢组标记物，模型3和模型2明显优于单独基于临床变量的模型1(图6c)。该研究证实了在临床环境中未建立基础的微生物组和代谢组标记物的鉴别潜力的稳定性(图6）。

研究结论

●该研究在常规的疾病和健康对照两组基础上，增加了代谢异常人群和代谢异常服药人群两组对照组，成功区分了代谢紊乱和药物对受试者代谢的影响，排除混杂因素。

●IHD特异性减少的代谢物包括脂肪酸酯、麦角硫醚和α-生育酚；IHD个体中富集的代谢物包括与TMA相关的中间体和来自色氨酸和苯丙氨酸代谢的化合物；4-甲酚和苯乙酰谷氨酰胺可能反映了疾病的严重程度。

●在IHD亚型分析中，确定了ACS患者中多种代谢异常相关的肠道微生物群变化，进一步加强了研究者的假设，即肠道微生物群改变发生在IHD发病前的前驱阶段。

●除了减少TMAO的微生物-宿主生产外，在延迟或预防IHD的干预措施可能旨在增加SCFA微生物生物合成，降低芳香氨基酸和BCCA的微生物生产；

●通过微生物组和代谢组学标志物区分IHD患者与健康个体水平高于常规风险标志物的水平。

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