免疫系统的遗传差异决定了微生物组

根据芝加哥大学科学家的最新研究，免疫系统的遗传差异决定了定居于消化系统的细菌的集合。

在使用由常规饲养的小鼠繁殖的微生物的无菌小鼠进行的严格控制的实验中，研究人员表明，尽管微生物输入的组成在很大程度上决定了受体的最终微生物组，但小鼠品系之间的遗传差异也发挥了作用。

“当输入是标准化的，你可以比较不同的遗传品系的小鼠，看看这些遗传学做受体小鼠的微生物，”微生物研究员亚历山大Chervonsky博士，这项新研究的资深作者，发表在说细胞报告。“这种方法使我们能够确定是否存在遗传影响，确实存在。因此，下一个问题是涉及什么机制?”

微生物组研究人员面临的挑战之一是，由于“批处理效应”或“遗留效应”，很难比较实验结果。当科学家将微生物从一只老鼠转移到另一只老鼠时，其结果在很大程度上取决于来源动物的微生物组，他们吃哪种食物，生活在哪里等。因此，即使两个不同实验室中的研究人员使用的是相同品种的具有相同遗传背景的小鼠，在分析受体的微生物组时会看到两张不同的图片。Chervonsky说：“输入定义了输出。”

为了克服这些影响，新研究的共同作者切尔文斯基和微生物学家Tatyana Golovkina博士谨慎地限制了他们的实验，以进行苹果对苹果的比较。他们将微生物从一只常规饲养的小鼠转移到了UChicago的gnotobiotic(无病菌)小鼠设施中的许多基因相同的小鼠。这些老鼠经过特殊饲养，因此从出生起它们的体内或消化道中就没有任何细菌可提供空白状态，以查看当它们被细菌定殖时会发生什么。

Chervonsky和Golovkina多次重复了这些步骤，将微生物从一种来源的小鼠转移到许多接受者，其中一些具有相似的遗传背景，而有些则在免疫系统上略有不同。然后，他们与病理学家Aly A. Khan博士和Argonne国家实验室的微生物学家Dionysios Antonopoulos博士合作，分析了受体小鼠及其后代中产生的微生物组的基因组序列，并比较了不同免疫系统基因的作用。

动物具有两种主要的免疫类型：先天性免疫或先天性免疫，它们使用标准的硬连线机制抵御病原体;适应性免疫则是在遇到不同的病原体并利用T细胞和B细胞靶向其独特受体时“学习”。在他们的实验中使用的一些老鼠Chervonsky和Golovkina是同基因的，或者在基因上是相同的，除了部分基因组中称为主要组织相容性基因座(MHC)的差异，这决定了适应性免疫。

当他们研究这些不同的免疫机制如何影响受体小鼠的微生物组时，研究人员发现，尽管适应性免疫对某些细菌菌株具有一定的作用，但总体而言作用并不显着。在某些情况下，细菌甚至利用了适应性免疫反应来ive壮成长。相反，他们看到的大多数差异都可能归因于先天多态性基因，或MHC中基因的不同变异。

切尔文斯基说：“对自适应系统的操纵会带来一些变化，但令我们惊讶的是，这些变化不是很大。”决定结果差异的大多数机制是多态性的，但不是适应性免疫反应的一部分。”

戈洛夫基纳说，她希望这项工作将为如何标准化微生物组研究树立榜样。gnotobiotic设施是UChicago的Duchossois家族研究所在免疫系统，遗传学和微生物组研究方面正在进行的关键组成部分。使用诸如无菌小鼠之类的标准工具来仔细控制实验条件，研究人员可以在以前的工作基础上进行开发，而不必进行一次性的独立实验。

Golovkina说：“许多不同类型的研究中都有标准，但微生物组研究中几乎不存在这些标准。”“我们正在努力为有关如何比较微生物成分差异的这些问题建立分析标准。”

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