メタゲノムおよびメタボローム統合解析により、早期大腸がんにおける腸内細菌由来の異なる表現型が明らかになった

腸内細菌叢（ちょうないさいきんそう
オリジナル研究
メタゲノムおよびメタボローム統合解析により、早期大腸がんにおける腸内細菌由来の異なる表現型が明らかになった

Integrated metagenomic and metabolomic analysis reveals distinct gut-microbiome-derived phenotypes in early-onset colorectal cancer

http://orcid.org/0000-0002-3698-991XCheng Kong1,2,
Lei Liang1,2、
Guang Liu3、
ルタオ・ドゥー4、
Yongzhi Yang1,2、
Jianqiang Liu5、
Debing Shi1,2、
http://orcid.org/0000-0003-1648-5930Xinxiang Li1,2,
http://orcid.org/0000-0002-0632-5258Yanlei Ma1,2
Dr Yanlei Ma, Fudan University Shanghai Cancer Center, Shanghai 200032, China; yanleima@fudan.edu.cn。
要旨
目的 早期発症型大腸がん（EO-CRC）の発症率は着実に増加している。ここでは、EO-CRC患者における腸内細菌叢、代謝物、微生物酵素の相互作用を明らかにし、EO-CRCの非侵襲的バイオマーカーとしての可能性を評価することを目的としました。
デザイン 我々は、130名の後期発症CRC（LO-CRC）、114名のEO-CRC被験者および年齢をマッチさせた健常対照（LO-Control 97名、EO-Control 100名）からなる発見コホートに対して、メタゲノムおよびメタボローム解析を行い、マルチオミックマーカーの同定とCRC分類法の構築を実施しました。LO-CRC38名、EO-CRC24名、LO-Controls22名、EO-Controls24名の独立したコホートでは、結果を検証するために分析されました。
結果 コントロールと比較して、LO-CRCとEO-CRCの両方で、アルファ多様性の減少が明らかになった。LO-CRCとEO-CRCでは、共通の変異が存在するものの、統合的な解析により、異なるマイクロバイオーム-メタボロームの関連性が確認された。LO-CRC では、Fusobacterium nucleatum の濃縮と短鎖脂肪酸の枯渇、微生物による GABA 生合成の低下、アセテート/アセトアルデヒド代謝のアセチル-CoA 産生へのシフトが特徴的である。一方、EO-CRCのマルチオミクスシグネチャーは、Flavonifractor plautiが豊富で、トリプトファン、胆汁酸、コリンの代謝が増加する傾向がありました。特に、赤肉摂取関連種、コリン代謝物、KEGGオーソロジー（KO）pldBおよびcbh遺伝子軸の上昇は、EO-CRCにおける潜在的な腫瘍刺激因子となり得る。メタゲノム、メタボローム、KO遺伝子マーカーに基づく予測モデルは、EO-CRCをコントロールから区別するための強力な分類性能を達成した。
結論 我々の大規模サンプルマルチオミクスデータは、微生物-メタボローム相互作用の変化がEO-CRCおよびLO-CRCの病態を説明するのに役立つことを示唆している。微生物由来のバイオマーカーは非侵襲的なツールとして有望であり、EO-CRC患者の正確な検出と識別に利用できる可能性がある。
データの利用可能性に関する声明
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http://dx.doi.org/10.1136/gutjnl-2022-327156
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フットノーツ
CK、LL、GL、LD、YYが均等に貢献しました。
貢献者 YMは保証人として全体の内容に責任を持つ。CK、LL、GL、LD、YY、YMは、実験をデザインした。LL、LD、YY、JL、XL、DS、YMは、臨床サンプルを提供し、実験を実施した。CK、YY、GLはデータを分析した。CK、GL、YMは原稿を執筆した。すべての著者が原稿を編集した。
資金提供 この研究は、中国国家自然科学基金（第81920108026号、第81871964号）、国家一万計画若手トップタレント（YMの場合）、上海科学技術発展基金（第19410713300号）、上海学術研究リーダープログラム（第20XD1421200号）、クスコ・ロシュ腫瘍研究基金（第Y-2019Roche-079号）、復旦大学優秀2025才能育成計画（YMの場合）から助成を受けた。この場を借りて、本研究に使用した貴重なサンプルを提供し、本研究を支援してくださった参加患者および健常者ボランティアの皆様に感謝いたします。
競合利益 なし。
Provance and peer review 委託ではなく、外部査読を受けた。
補足資料 この内容は著者によって提供されたものである。BMJ Publishing Group Limited（BMJ）の審査を受けておらず、査読を受けていない可能性があります。議論されている意見や推奨事項は、あくまで著者のものであり、BMJが承認したものではありません。BMJは、本コンテンツに依拠することから生じるすべての責任および義務を否認します。コンテンツに翻訳されたものが含まれる場合、BMJは翻訳の正確性と信頼性（現地の規制、臨床ガイドライン、用語、医薬品名、医薬品用量を含むがこれに限らない）を保証せず、翻訳および翻案から生じるいかなるエラーおよび／または省略についても責任を負わない。
リンク先記事
解説
早期発症の大腸がんにおける微生物の手がかりを拾い上げる
ニーレンドゥ・デイ
Gut 2022; - Published Online First: 02 Nov 2022. doi: 10.1136/gutjnl-2022-328427
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