我国不同人群肠道菌群组成结构的宏基因组研究及其影响因素和机制

The composition and structure of the human intestinal microflora and its dynamic equilibrium affect human health / disease status, and the interaction between bacteria, host, and environment determine the dynamic balance of the intestinal flora. Studies on the features of gut metagenome from different ethnic groups or different geographical groups can help to find the factors that affect the gut metagenome and to resolve their interaction mechanism. Furtermore, exploring the common fetures of gut metagenome among different poupulations is important to understand what constitutes a "core" bacterial community in the healthy human body. In this project, we will study Chinese gut microbiome using Next Generation Sequencing from different populations: Han, Uyghur, and Kazakh, and place: Shanghai and Xinjiang Province. This investigation will help to explore different factors, such as environment, diet, and host genome etc., to the variance of human gut microbiome, and build up the baseline of "normal" core-microbiome of healthy Chinese individuals, which should contribute to further investigate the effect of human gut microbiome to human healthy/disease.

人体肠道菌群的组成和结构及其动态平衡影响着人体健康/疾病的状态，而细菌、宿主、环境之间的相互作用则影响和决定了肠道菌群的动态平衡。研究我国不同民族、不同地域人群中肠道菌群结构特征的差异，能够发现影响肠道菌群结构的各种因素并解析其相互作用机制。而研究不同人群的肠道菌群结构的共同点则为建立我国人群中核心肠道菌群的特征及其变化范围的"基准线"做必要准备。本项目拟采集我国不同民族（汉族、维吾尔族、哈萨克族）在不同聚居地（上海，新疆）人群健康个体的粪便样本，利用新一代高通量测序技术检测肠道菌群的宏基因组，揭示不同地理环境、饮食文化以及宿主遗传背景对肠道菌群结构特征的影响，阐明人体肠道细菌与内外环境相互作用的机制，建立我国人群核心肠道菌群的共同特征和变化范围，为研究肠道菌群与人体健康/疾病的关系提供菌群结构变化的基准。

人体肠道菌群的组成和结构及其动态平衡影响着人体健康/疾病的状态，而细菌、宿主、环境之间的相互作用则影响和决定了肠道菌群的动态平衡。本项目主要研究我国不同民族人群中肠道菌群结构特征的差异，以及影响肠道菌群结构的各种因素并解析其相互作用机制。通过本研究，我们发现我国不同民族（汉族、维吾尔族、哈萨克族）的肠道菌群具有明显的结构差异，其主要体现在人体两种主要肠型菌群所占比例不同。而不同的肠型菌群结构与人体的氨基酸代谢，碳水化合物代谢，脂质代谢以及外源药物代谢均有一定的关联性。另一方面，我们也发现宿主的遗传结构也对肠道菌群结构有影响，例如人体基因组上一个变异位点(rs878394)显著性的与肠道菌群中普雷沃氏菌的丰度相关。因此，本研究利用新一代高通量测序技术检测肠道菌群的宏基因组，揭示不同地理环境、饮食文化以及宿主遗传背景对肠道 菌群结构特征的影响，阐明人体肠道细菌与内外环境相互作用的机制，建立我国人群核心肠道菌群的共同特征和变化范围，为研究肠道菌群与人体健康/疾病的关系提供菌群结构变化的基准。在此基础之上，我们还研究世界范围和我国不同民族人群中对药物代谢的差异，以及对硒等微量原始代谢的差异，为从不同人群角度的遗传结果和肠道菌群结果来解释疾病和健康的关系做出了贡献。本项目在国家自然科学基金委的支持下，在团队成员的共同努力下，本项目完成了预定目标，包括：1）发表SCI科研论文共6篇，其中影响因子超过10分以上论文1篇，超过5分以上论文3篇。2）建立了我国不同人群肠道菌群宏基因组测序数据库，为我国从肠道菌群角度研究健康和疾病贡献了力量。3）培养硕士和博士研究生共5名，其中4名博士生已经顺利答辩毕业。4）建立了宏基因组研究方法学流程，为后续研究打下了基础。