综述:宿主-微生物组相互作用的人类基因组学研究

【字体: 时间:2025年06月05日 来源:Nature Reviews Genetics

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  (编辑推荐)这篇综述系统阐述了人类基因组与微生物组(Microbiome)的互作机制,重点探讨了基因组技术(GWAS)、转录组学在解析宿主基因调控与菌群互作中的突破性进展,为个性化医疗和靶向治疗提供了新视角。

  

Abstract

人类微生物组是定植于人体的复杂微生物生态系统,对健康具有关键作用。其组成受人类遗传学等多因素影响,而基因组技术的进步正通过改进遗传力研究和微生物组全基因组关联分析(GWAS),更精准量化人类遗传对微生物组的影响。转录组学研究的互补性分析进一步揭示了宿主基因表达与微生物组的双向调控关系。

遗传机制与微生物组塑造

宿主基因通过免疫通路(如TLR信号)和代谢途径(如胆汁酸合成)直接调控微生物组结构。GWAS1
研究发现,宿主基因变异(如FUT2rs601338
)可改变肠道菌群α多样性,而菌群代谢产物(如短链脂肪酸SCFAs)又能反馈调节宿主表观遗传修饰(如DNA甲基化)。

转录组学的双向解析

单细胞RNA测序(scRNA-seq)揭示,特定菌株(如Faecalibacterium prausnitzii)可下调宿主炎症基因(IL6rs1800795
),而宿主转录因子(如HNF4α)的异常表达会破坏菌群平衡。这种互作与炎症性肠病(IBD)和2型糖尿病(T2D)等疾病显著相关。

精准医学前景

基于遗传-微生物组互作机制开发的微生物组移植(FMT)和噬菌体疗法,已在艰难梭菌感染(CDI)治疗中展现潜力。未来需整合多组学数据(如宏基因组+代谢组),以推动针对宿主遗传背景的个性化干预策略。

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