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肠道微生物群
原始研究
宿主和肠道微生物色氨酸代谢与2型糖尿病:队列研究中宿主遗传学、饮食、肠道微生物组和循环代谢物的综合分析
  1. Qibin气1，2，
  2. 小君李2，3.，
  3. Yu Bing4，
  4. Jee-Young月球1，
  5. 金C柴1，
  6. 乔迪美利奴5，6，
  7. 杰胡7，
  8. 米格尔Ruiz-Canela8，9，
  9. 凯西Rebholz10，
  10. 郑王1，
  11. Mykhaylo Usyk11，
  12. Guo-Chong陈1，
  13. 比安卡C Porneala12，
  14. Wenshuang王4，13，
  15. Ngoc琼阮4，
  16. 埃琳娜V Feofanova4，
  17. 梅根L格罗夫4，
  18. 托马斯J王14，
  19. 罗伯特E Gerszten15，16，
  20. 乔斯抚养长大Dupuis17，
  21. 乔迪Salas-Salvado9，18，
  22. 魏保19，
  23. 大卫L帕金斯20.，
  24. 玛莎L玛莎20.，
  25. 巴拉特Thyagarajan21，
  26. Jianwen蔡22，
  27. 王涛1，
  28. 乔安E曼森3.，23，
  29. 米格尔的Martinez-Gonzalez8，9，
  30. 伊丽莎白Selvin10，
  31. 凯瑟琳·M Rexrode7，
  32. 鼠尾草属B Clish24，
  33. 弗兰克B胡25，
  34. 詹姆斯B将军6，12，
  35. Rob骑士26，
  36. 罗伯特·D·伯克1，11，
  37. Eric Boerwinkle4，
  38. 罗伯特·卡普兰C1，27
  1. 1流行病学和人口健康司，叶史瓦大学阿尔伯特·爱因斯坦医学院，布朗克斯，纽约美国
  2. 2营养学系，哈佛大学陈廷洪公共卫生学院，波士顿，麻萨诸塞州美国
  3. 3.部门的流行病学，哈佛大学陈廷洪公共卫生学院，波士顿，麻萨诸塞州美国
  4. 4流行病学、人类遗传学和环境科学系，德克萨斯大学休斯顿公共卫生学院健康科学中心，休斯顿，德州美国
  5. 5基因组医学中心糖尿病组，马萨诸塞州综合医院，波士顿，麻萨诸塞州美国
  6. 6医学系的，哈佛医学院，波士顿，麻萨诸塞州美国
  7. 7布里格姆妇女医院医学系妇女健康部，哈佛医学院，波士顿，麻萨诸塞州美国
  8. 8预防医学和公共卫生部，西班牙纳瓦拉大学，潘普洛纳、西班牙
  9. 9肥胖与营养CIBER，卡洛斯三世学院，马德里、西班牙
  10. 10部门的流行病学，约翰霍普金斯大学彭博公共卫生学院，巴尔的摩，马里兰美国
  11. 11儿科、微生物学和免疫学、妇科和妇女健康科，叶史瓦大学阿尔伯特·爱因斯坦医学院，布朗克斯，纽约美国
  12. 12普通内科，马萨诸塞州综合医院，波士顿，麻萨诸塞州美国
  13. 13数学系，休斯顿大学，休斯顿，德州美国
  14. 14内科，德克萨斯大学西南医学中心，达拉斯，德州美国
  15. 15代谢和医学及人口遗传学专业，哈佛和麻省理工学院的Eli和Edythe L. Broad研究所，剑桥，麻萨诸塞州美国
  16. 16心血管医学学部，贝斯以色列女执事医疗中心，波士顿，麻萨诸塞州美国
  17. 17生物统计学的，波士顿大学公共卫生学院，波士顿，麻萨诸塞州美国
  18. 18医学和健康科学学院人类营养组，罗维拉维吉尔大学医学院Cirurgía，Reus、西班牙
  19. 19部门的流行病学，爱荷华大学公共卫生学院，爱荷华市，爱荷华州美国
  20. 20.少数民族健康研究所，伊利诺伊大学医学院，芝加哥，伊利诺斯州美国
  21. 21检验医学与病理学系，明尼苏达大学医学中心，明尼阿波里斯市，明尼苏达州美国
  22. 22生物统计学的，北卡罗来纳大学教堂山分校，教堂山分校，北卡罗莱纳美国
  23. 23布里格姆妇女医院医学系预防医学系，哈佛医学院，波士顿，麻萨诸塞州美国
  24. 24代谢组学平台，哈佛和麻省理工学院的Eli和Edythe L. Broad研究所，剑桥，麻萨诸塞州美国
  25. 25布里格姆妇女医院医学系钱宁网络医学科，哈佛医学院，波士顿，麻萨诸塞州美国
  26. 26医学院儿科学教研室;计算机科学与工程系微生物群创新中心，加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院，拉霍亚，加州美国
  27. 27公共卫生科学部，弗雷德·哈钦森癌症研究中心，西雅图，华盛顿美国
  1. 对应到齐齐斌博士，美国纽约布朗克斯叶史瓦大学爱因斯坦医学院流行病学和人口卫生系;qibin.qi在}{einsteinmed.org

摘要

客观的色氨酸可通过宿主kynurenine和微生物吲哚途径分解为各种代谢物。我们的目的是检查宿主和微生物色氨酸代谢物与发生的2型糖尿病(T2D)、宿主遗传、饮食和肠道菌群的关系。

方法我们分析了来自五个队列的9180名不同种族/民族背景的参与者中11种色氨酸代谢物的循环水平与T2D发病之间的关系。我们检测了宿主全基因组变异、饮食摄入量和与这些代谢物相关的肠道微生物群。

结果色氨酸、四种kynurenine途径代谢物(kynurenine、kynurenate、黄嘌呤酸和喹啉酸)和吲哚乳酸酯与T2D风险呈正相关，而吲哚丙酸与T2D风险呈负相关。我们发现了多种宿主遗传变异、饮食因素、肠道细菌及其与这些t2d相关代谢物的潜在相互作用。摄入富含纤维的食物，而不是富含蛋白质/色氨酸的食物，是与色氨酸代谢物最密切相关的饮食因素。纤维-吲哚丙酸相关的肠道细菌可以部分解释，大部分是纤维使用厚壁菌门．我们发现了宿主功能之间的一种新的联系临床上变异(决定乳糖酶持久性)和血清吲哚丙酸，这可能与肠道上宿主基因-饮食相互作用有关双歧杆菌属这是一种与吲哚丙酸显著相关的益生菌，独立于其他纤维相关细菌。牛奶摄入量越高，肠道水平越高双歧杆菌属血清吲哚丙酸只在遗传乳糖酶非持续性个体中存在。

结论乳糖酶非持续性个体中较高的牛奶摄入量和较高的纤维摄入量与T2D的循环色氨酸代谢产物的有利情况相关，可能是通过宿主-微生物的交叉交谈转移色氨酸代谢，使肠道微生物产生吲哚丙酸。

  • 糖尿病
  • 饮食因素
  • 遗传学

数据可用性声明

数据可在一个公共的、开放访问的存储库中获得。根据合理的要求提供数据。匿名的个人参与者数据可在合理的要求下获得，并得到原始研究作者的同意。本研究的肠道微生物组数据保存在QIITA, ID 11666和EMBL-EBI ENA, ERP117287。

http://dx.doi.org/10.1136/gutjnl-2021-324053

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    • QQ、JL和BY贡献相当。

    • 调整通知这篇文章在Online First发布后进行了修改。增加了平等贡献者声明。

    • 贡献者QQ:学习理念与设计;研究监督;获得资金;采集的数据;数据分析和解释;起草稿件;对重要的知识内容进行批判性的修改。JL:研究概念与设计;采集的数据;数据分析和解释; drafting of the manuscript; critical revision of the manuscript for important intellectual content; BY: study concept and design; obtained funding; acquisition of data; analysis and interpretation of data; critical revision of the manuscript for important intellectual content; J-YM, JC, JM, JH, MR-C, CR, ZW, MU, G-CC, BP, WW, QN, EVF and TW: analysis and interpretation of data; critical revision of the manuscript for important intellectual content; MG, TW, RG, JD, JSS, WB, DP, MD, BT, JC, JM, MAMG, ES, CC and JM: acquisition of data; critical revision of the manuscript for important intellectual content. KMR, FH, RB, RB, EB and RK: obtained funding; acquisition of data; critical revision of the manuscript for important intellectual content.

    • 资金本研究得到来自国家糖尿病、消化和肾脏疾病研究所(NIDDK)的R01-DK119268 (QQ)、来自国家少数民族健康和健康差异研究所的R01-MD011389 (RK、RDB和RCK)以及来自国家心肺和血液研究所(NHLBI)的R01-HL060712 (QQ和FBH)的支持。本研究的其他资金来源包括来自美国国家人类基因组研究所的UM1-HG008898;来自NHLBI的R01-HL140976和R01-HL136266;和R01- dk120870, R01- DK126698和纽约地区糖尿病翻译研究中心(P30DK111022)。代谢组学数据的支持由JLH基金会(Houston, Texas)慷慨提供。JL由美国糖尿病协会(ADA)的9-17-CMF-011支持;K99-DK122128趋势;以及niddk资助的波士顿营养肥胖研究中心(P30-DK046200)的试点和可行性资助。BY由美国心脏协会(17SDG33661228)支持;以及来自NHLBI的R01-HL141824和R01-HL142003。 JM and JD are supported by U01-DK078616 from NIDDK. JM is supported by a postdoctoral fellowship funded by the European Commission Horizon 2020 programme; Marie Skłodowska-Curie actions (H2020-MSCA-IF-2015-703787); and P30DK040561 from NIDDK. Funding and acknowledgment information for each participating studies is provided in online supplements.

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    • 来源和同行评审不是委托;外部同行评议。

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