研究发现自闭症和微生物之间的连接

简介:在《自然神经科学》的一项新研究揭示了肠道微生物和自闭症之间的关系。研究人员发现微生物签名,自闭症个体有别于正常个体和发现肠道微生物之间的重叠和与孤独症相关的代谢途径,强调纵向研究和干预的必要性。

关键外卖:

研究人员发现了一种微生物签名在肠道微生物组区分自闭症患者与正常个体。

该研究使用的计算方法re-analyze现有数据集,揭示autism-specific与特定的肠道微生物相关代谢途径。

纵向研究和干预需要理解微生物和自闭症之间的因果关系,探讨在其他复杂条件下该方法的应用前景。

自闭症的生物根源继续困扰着研究人员,尽管越来越多的研究越来越一系列基因,细胞和微生物数据。最近,科学家已经追踪到一个新的和有前途的重点领域:微生物。这个集合居住在人类肠道的微生物已被证明在自闭症中发挥作用,但这种联系的机制仍沉浸在歧义。采用新的计算方法的问题,研究发表在自然神经科学启示了微生物和自闭症之间的关系。这项研究——来自西蒙基金会的孤独症研究倡议(SFARI)和涉及很多以前发表的一个创新的再分析数据集——与最近的一个,自闭症个体的长期研究,集中在microbiome-focused治疗干预。这些结果也强调纵向研究的重要性在阐明微生物之间的相互作用和复杂的条件,比如自闭症。

“我们能够协调看似完全不同的数据从不同的研究和找到一个共同的语言来团结他们。,我们能够识别微生物签名自闭症有别于正常个体在许多研究中,“杰米•莫顿说,研究相应的作者之一,开始这项工作而西蒙斯基金会博士后研究员和现在是一个独立的顾问。”,但更重要的一点是,我们需要可靠的长期研究,看尽可能多的数据集和理解他们如何改变时(治疗)干预。”

43岁的作者,这在计算生物学研究了领导人,工程,医学,自闭症和微生物来自机构在北美,南美、欧洲和亚洲。“大量的领域和地区的专业知识在这个大规模的合作是值得注意的,必须得到一个新的和自闭症的照片一致,”罗布•奈特表示,中心主任微生物创新加州大学圣地亚哥和研究的合著者。

自闭症在本质上是复杂的,研究试图确定特定的肠道微生物参与条件已经被这种复杂性抱愧蒙羞。首先,自闭症提出了异构的方式——自闭症个体基因不同于对方,生理和行为。第二,微生物带来独特的困难。微生物的研究通常报告只是特定微生物的相对比例,需要复杂的统计数据来理解哪些微生物种群变化相关利益的一个条件。这使它具有挑战性的找到信号中噪声。让事情更复杂,迄今为止,大多数研究是微生物种群的一次性快照出现在自闭症个体。“一个单一的时间点是只有如此强大;明天或下星期可能是截然不同的,”研究合著者布列塔尼尼达姆说,助理教授解剖学、细胞生物学和生理学在印第安纳大学医学院的。

“我们想解决不断发展的微生物是如何与自闭症有关的问题,并认为,“让我们回到现有数据集,看看多少信息我们可以摆脱他们,“”表示共同通讯作者加斯帕Taroncher-Oldenburg,主任治疗联盟纽约大学与莫顿开始工作时SFARI consultant-in-residence。

在新的研究中,研究小组开发出一种算法re-analyze 25以前公布的数据集包含微生物和其他“使”信息,如基因表达、免疫系统响应和饮食——从孤独症患者和正常人群。在每个数据集,该算法发现自闭症患者和正常个体的最佳配对在年龄和性别方面,两个因素通常混淆自闭症研究。”,而不是比较平均队列中的研究结果,我们对每一对为一个单一的数据点,从而能够同时分析超过600 ASD-control双对应事实上的的超过1200名儿童,”Taroncher-Oldenburg说。“从技术的角度来看,这需要完全新颖的计算方法的发展,”他补充道。他们的新计算方法使他们能够可靠地识别微生物有不同的丰度在ASD和正常个体之间。

研究人员吃惊的是,他们的分析确定autism-specific代谢途径与特定的人类肠道微生物有关。重要的是,这些通路也看到其他自闭症个体,从他们的大脑基因表达谱。“我们没有看到这种明显重叠的肠道微生物与人类代谢途径在自闭症,”莫顿说。

更引人注目的是一个重叠微生物与自闭症有关,和确定长期在最近的一次粪便微生物群移植研究由詹姆斯·亚当斯和罗莎Krajmalnik-Brown亚利桑那州立大学生物设计通过微生物中心健康。“另一组的眼睛看着,从一个不同的镜头,他们验证我们的结果,”Krajmalnik-Brown说,他并没有参与这项研究发表。

“重要的工作不仅是识别的主要特征,但也计算分析,确定了未来的研究需要包括纵向、精心设计的测量和控制,使强有力的解释,”凯尔西·马丁说,执行副总裁SFARI和西蒙斯基金会神经科学合作,他并没有参与这项研究。

“展望未来,我们需要更多的长期研究,包括干预,所以我们可以在因果,”莫顿说。Taroncher-Oldenburg,引用传统的长期研究,面临的合规问题常常表明,研究设计可以更有效地考虑长期微生物采样自闭症个体的现实。“实用、临床必须通知统计数据的限制,这将通知研究设计,”他说。此外,他指出,长期研究可以揭示对组织和个人见解,以及随着时间的推移,个人如何回应具体的干预措施。

重要的是,研究人员说,这些发现超越自闭症。这里提出的方法也可以使用在其他的生物医学领域,长期以来被证明是具有挑战性的。“在这之前,我们有烟指示微生物参与了自闭症,现在我们有火。我们可以将这种方法应用到其他领域,从萧条到帕金森氏症的癌症,我们认为微生物发挥作用,但我们还不知道这个角色到底是什么,”奈特说。

参考:莫顿JT,金DM,米尔斯RH, et al .多层次的分析肠脑轴显示孤独症谱系disorder-associated分子和微生物概要文件。自然神经科学。2023年。doi:10.1038 / s41593 - 023 - 01361 - 0

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