Multi-omics analyses of airway host–microbe interactions in chronic obstructive pulmonary disease identify potential therapeutic interventions

代谢组 微生物群 慢性阻塞性肺病 转录组 生物 炎症 免疫学 代谢组学 生物信息学 医学 基因表达 基因 遗传学 精神科
作者
Zhengzheng Yan,Boxuan Chen,Yuqiong Yang,Xinzhu Yi,Mingyuan Wei,Gertrude Ecklu-Mensah,Mary M. Buschmann,Haiyue Liu,Jingyuan Gao,Weijie Liang,Xiaomin Liu,Junhao Yang,Wei Ma,Zhenyu Liang,Fengyan Wang,Dandan Chen,Lingwei Wang,Weijuan Shi,Martin R. Stämpfli,Li Pan,Shenhai Gong,Xia Chen,Wensheng Shu,Emad El-Omar,Jack A. Gilbert,Martin J. Blaser,Hongwei Zhou,Rongchang Chen,Zhang Wang
出处
期刊:Nature microbiology 卷期号:7 (9): 1361-1375 被引量:45
标识
DOI:10.1038/s41564-022-01196-8
摘要

The mechanistic role of the airway microbiome in chronic obstructive pulmonary disease (COPD) remains largely unexplored. We present a landscape of airway microbe-host interactions in COPD through an in-depth profiling of the sputum metagenome, metabolome, host transcriptome and proteome from 99 patients with COPD and 36 healthy individuals in China. Multi-omics data were integrated using sequential mediation analysis, to assess in silico associations of the microbiome with two primary COPD inflammatory endotypes, neutrophilic or eosinophilic inflammation, mediated through microbial metabolic interaction with host gene expression. Hypotheses of microbiome-metabolite-host interaction were identified by leveraging microbial genetic information and established metabolite-human gene pairs. A prominent hypothesis for neutrophil-predominant COPD was altered tryptophan metabolism in airway lactobacilli associated with reduced indole-3-acetic acid (IAA), which was in turn linked to perturbed host interleukin-22 signalling and epithelial cell apoptosis pathways. In vivo and in vitro studies showed that airway microbiome-derived IAA mitigates neutrophilic inflammation, apoptosis, emphysema and lung function decline, via macrophage-epithelial cell cross-talk mediated by interleukin-22. Intranasal inoculation of two airway lactobacilli restored IAA and recapitulated its protective effects in mice. These findings provide the rationale for therapeutically targeting microbe-host interaction in COPD.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
建议保存本图,每天支付宝扫一扫(相册选取)领红包
实时播报
张聪完成签到,获得积分10
2秒前
tfr06完成签到,获得积分10
3秒前
ding应助王加菲猫采纳,获得30
7秒前
Carlito完成签到 ,获得积分10
8秒前
周晴完成签到 ,获得积分10
8秒前
newfat应助科研通管家采纳,获得30
12秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
bkagyin应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
Hiaoliem完成签到 ,获得积分10
13秒前
79完成签到 ,获得积分10
18秒前
19秒前
joyliu完成签到 ,获得积分10
19秒前
Joeson完成签到 ,获得积分10
21秒前
小美酱完成签到 ,获得积分10
25秒前
王加菲猫发布了新的文献求助30
26秒前
唐唐完成签到,获得积分10
27秒前
达克赛德完成签到 ,获得积分10
30秒前
:!完成签到,获得积分10
32秒前
高大绝义完成签到,获得积分10
38秒前
平常雨泽完成签到 ,获得积分10
38秒前
xsx完成签到 ,获得积分10
40秒前
小苔藓完成签到 ,获得积分10
44秒前
meng2015完成签到 ,获得积分10
46秒前
无味完成签到,获得积分10
48秒前
荆轲刺秦王完成签到 ,获得积分10
53秒前
wang完成签到 ,获得积分10
53秒前
陈酉酉啊完成签到,获得积分10
55秒前
嘿黑子完成签到 ,获得积分10
55秒前
JamesPei应助杏林靴子采纳,获得10
1分钟前
打铁佬完成签到,获得积分10
1分钟前
竹羽完成签到 ,获得积分0
1分钟前
zzz完成签到 ,获得积分10
1分钟前
嘴嘴是大嘴007完成签到,获得积分10
1分钟前
paleo-地质完成签到,获得积分10
1分钟前
HaoHao04完成签到 ,获得积分10
1分钟前
HHD完成签到 ,获得积分10
1分钟前
黄花完成签到 ,获得积分10
1分钟前
科研小笨猪完成签到,获得积分10
1分钟前
陈灿劲完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 1100
Multifunctionality Agriculture: A New Paradigm for European Agriculture and Rural Development 500
grouting procedures for ground source heat pump 500
The Chemistry of Carbonyl Compounds and Derivatives 400
Polyvinyl alcohol fibers 300
A Monograph of the Colubrid Snakes of the Genus Elaphe 300
An Annotated Checklist of Dinosaur Species by Continent 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2344620
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2044991
关于积分的说明 5101999
捐赠科研通 1782325
什么是DOI,文献DOI怎么找? 890725
版权声明 556543
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 475163