最近発表された研究によると、 電子バイオメディシン 乾癬における宿主-微生物相互作用のマルチオミクス解析を実施しました。
勉強： 探索的マルチオミクス解析により、乾癬性皮膚疾患の重症度に関連する宿主-微生物相互作用が明らかになった画像クレジット: wisely/Shutterstock.com
背景
乾癬は、世界人口の最大 3% が罹患する一般的な全身性炎症性疾患です。糖尿病、乾癬性関節炎、心血管疾患などの合併症を引き起こす可能性があります。
病気の特性に基づいて、乾癬にはいくつかの臨床的サブタイプがあります。表皮バリア、環境要因、免疫システムなどのさまざまな要因が、乾癬の発症と進行に関係していると考えられています。
乾癬には決定的な治療法がなく、依然として大きな精神的、経済的負担となっています。乾癬患者の皮膚微生物叢は、健康な皮膚と比較して、構成と多様性が異なります。
宿主と微生物の相互作用は乾癬の発症に関与していると考えられています。さらに、乾癬では皮膚微生物叢の不均衡が報告されていますが、多層オミクスデータを使用した微生物叢と宿主の相互作用に関する研究は不足しています。
研究について
本研究では、研究者らは乾癬における宿主と微生物の相互作用のマルチオミクス解析を実施しました。研究者らは、皮膚アレルギーおよび自己免疫に関連する微生物 (MAARS) コホートのデータを使用しました。
プラーク型乾癬患者と健康なボランティアが募集されました。自己免疫疾患のある人、最近抗生物質を使用した人、光線療法を受けた人、生物学的製剤を使用した人、免疫抑制療法を受けた人は除外されました。
乾癬患者の腰部の活動性疾患部位と隣接する非病変部位から皮膚生検と微生物叢サンプルを採取しました。対応する部位のサンプルは健康な個人から採取しました。
被験者全員は身体検査を受け、病歴を入手しました。ショットガンメタゲノム配列決定のためにマイクロバイオームサンプルから DNA を抽出し、転写分析のために生検サンプルから RNA を分離しました。
遺伝子発現データを使用して、加重遺伝子相関ネットワーク解析 (WGCNA) を実行しました。全メタゲノムショットガンシーケンスを実行して、マイクロバイオームの機能的および分類学的特徴を特定しました。
グループ比較にはマン・ホイットニー検定とクラスカル・ワリス検定が使用されました。スピアマン相関が推定され、年齢と性別に合わせて調整されました。表現型と微生物叢の間の多変量関連性が分析されました。
調査結果
合計で 116 人の乾癬患者と 102 人の健康な個人が含まれていました。乾癬病変の皮膚トランスクリプトームは、非病変の乾癬サンプルとは大きく異なっていました。WGCNA は、遺伝子オントロジー (GO) 用語で注釈が付けられた 6 つのモジュールを特定しました。
1 つのモジュールは、乾癬の面積と重症度指数 (PASI) スコアと正の相関関係があり、炎症関連経路が豊富でした。
PASI スコアと宿主遺伝子間のスピアマン相関は、病変群と非病変群で別々に推定されました。
これにより、両グループにおける抗ウイルス反応に関連する機能が明らかになりました。両グループのタンパク質間相互作用 (PPI) ネットワークでは、インターフェロン (IFN) 関連ネットワークが特定されました。
さらに、白血球デコンボリューションアルゴリズムを使用して、乾癬に関連する細胞の変化を検出しました。このアルゴリズムにより、病変のある皮膚の細胞分画と、健康な乾癬皮膚および病変のない乾癬皮膚の細胞分画との間に大きな違いがあることが明らかになりました。
単球、内皮細胞、分化クラスター4（CD4）の増加を予測した。 T細胞病変皮膚における角化細胞、形質細胞様樹状細胞の増加、線維芽細胞、皮下脂肪細胞、脂肪幹細胞の減少がみられます。
さらに、軽度、中等度、重度の PASI カテゴリー全体で 13 種の微生物が豊富に存在していました。このうち 11 種は乾癬病変と有意に関連していました。
豊富な コリネバクテリウムのシミュレーション 病変群と非病変群の両方において、PASI中等度および重度のカテゴリーで上昇しました。
しかし、 アクネ菌 乾癬の皮膚では健康な皮膚よりも少ない。 C. ふりをする CD4 T細胞、樹状細胞、ケラチノサイトの豊富さも明らかになった。さらに研究チームは、乾癬における皮膚微生物叢と皮膚遺伝子発現の間に重要な相互作用があることを発見した。
具体的には、 アクネ菌 そして C. ふりをする さまざまな宿主遺伝子、特にIFI27やIFIH1などのIFN誘導遺伝子の発現と有意な相関を示しました。
さらに、マイクロバイオームの機能的特徴は、乾癬病変部と非病変部および健康な皮膚の間で大きく異なっていました。微生物遺伝子ファミリーの階層的クラスタリングにより、乾癬病変部グループ内に 2 つの異なるクラスターがあることが明らかになりました。
ミクロコッカス・ルテウス 乾癬病変では、健常または非病変の乾癬皮膚よりも少なく、クラスター 1 はクラスター 2 と比較して少なかった。
クラスター 1 では、好気呼吸 I を除く微生物代謝経路の発現が低下しましたが、インターロイキン (IL)-19 や IL-36A などの宿主遺伝子の発現は上昇しました。クラスター 1 では、リポ多糖類応答および生物刺激に対する細胞応答に関連する経路が充実していました。
結論
この研究では、乾癬における宿主遺伝子と微生物特性の関係を調査した。その結果、抗ウイルス反応と C. ふりをする 乾癬が重症の場合。
宿主と微生物の特徴が異なる 2 つの乾癬クラスターが特定されました。さらに、この結果は、微生物叢の調節と免疫調節療法の同時実施が乾癬患者に有益である可能性を示唆しています。
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#新しい研究は乾癬の重症度と皮膚微生物叢の異常を関連付けている
2024-06-28 08:23:00