大家好，今天跟大家分享一篇题为Colorectal cancer microbiome programs DNA methylation of host cells by affecting methyl donor metabolism（结直肠癌癌症微生物组通过影响甲基供体代谢来编程宿主细胞的DNA甲基化）结直肠癌 (CRC) 源于宿主与环境之间复杂的相互作用，其中包括肠道和组织微生物群。据推测，肠道微生物群的表观遗传调控是共生微生物动态影响肠道生物学的基本界面。
01
研究背景
结直肠癌 （CRC） 起源于宿主和环境之间的复杂相互作用，包括肠道和组织微生物组。据推测，肠道微生物群的表观遗传调控是共生微生物动态影响肠道生物学的基本界面。本研究的目的是探讨肠道和组织微生物群与 CRC 中宿主 DNA 甲基化之间的相互作用。
对匹配的 CRC 患者 （n = 18） 和健康对照 （n = 18） 进行粪便样本的宏基因组测序。此外，使用 16S rRNA 基因测序对 CRC 患者的肿瘤 （n = 24） 和肿瘤邻近正常 （n = 24） 组织进行组织微生物组分析，同时通过全基因组亚硫酸氢盐测序 （WGBS） 在 13 个个体的子集中评估宿主 DNA 甲基化。
本研究强调了肠道微生物群和病原菌在动态塑造 DNA 甲基化模式、影响生理稳态和促进 CRC 肿瘤发生方面的关键作用。这些发现为 CRC 发展中错综复杂的宿主-环境相互作用提供了有价值的见解，并为该疾病的治疗干预提供了潜在的途径。
见图一
CRC 患者和健康对照者的粪便微生物组。
图一
A 通过 PLS-DA 分析评估的β多样性（基于 Bray-Curtis 距离）。
B CRC 和健康对照 （HC） 之间的不同细菌种类。
C CRC 和 HCs 之间的不同细菌途径 （显示了 LDA 评分> 3 的途径）。与蛋氨酸代谢相关的通路以红色突出显示。
D 基于来自 10 个公共队列的 CRC 和 HC 的粪便微生物组的荟萃分析确定的前 20 个差异途径。
E S-腺苷-L-蛋氨酸循环 I 通路的森林图。
见图二
肿瘤和邻近正常组织中微生物组的概述。
图二
A 通过 PCoA 分析评估的 β 多样性（基于 BrayCurtis 距离）。
B、C CRC 和 AN 组织在属 （B） 和种 （C） 水平上的差异分类群。
D、E 肿瘤和 AN 组织之间的差异微生物酶功能 （D） 和 MetaCyc 通路 （表示 LDA 评分> 2.5 的通路） （E）。
F、G L-蛋氨酸生物合成 III 途径 （F） 相对丰度与蛋氨酸合酶功能 （G ） 之间关联的森林图)。
见图三
CRC 中粪便和组织的微生物组之间的关系。
图三
A、B CRC 患者粪便和肿瘤/AN 组织之间的 Alpha 多样性比较。
C、D Beta 多样性通过粪便、肿瘤和 AN 组织微生物组之间 Bray-Curtis 距离的 PCoA 计算。F， 粪便;A， AN;T，肿瘤。
E 粪便微生物组与肿瘤或 AN 组织微生物组之间的细菌途径呈正相关。
F 肿瘤特异性相关性的示例通路。
见图四
肿瘤和邻近正常 （AN） 组织中 DNA 甲基化谱的概述。
图四
A CRC 组织与其匹配的邻近正常组织的整体甲基化水平的成对比较。
B PCA 图区分肿瘤和 AN 组织。
C TCGA CRC 肿瘤和正常生物种的平均甲基化水平。
D PCA 图区分 TCGA-CRC 队列中的肿瘤和 AN 组织。
E 基因组区域中显著低甲基化和高甲基化区域的分布。
F 启动子区域内差异甲基化基因座的热图。
G 差异甲基化基因的功能富集。
见图五
组织内细菌与宿主 DNA 甲基化之间的相互作用。
图五
A 属（左图）和种（右图）水平的细菌丰度与 AN 和肿瘤组织中总 DNA 甲基化水平之间的相关性。
B 不同基因组区域中细菌相关甲基化位点的富集。
C、D 我们临床样本的 AN （C） 和肿瘤 （D） 组织中细菌丰度与启动子 CpG 位点之间的关联。
见图六
类群反复与宿主基因甲基化相关。
图六
A、B 类群通常与 TCGA-CRC 队列中的宿主启动子 CpG 甲基化水平以及我们在肿瘤 （A） 和 AN （B） 组织中的数据 （NJMU） 相关。
C、D AN （C） 和肿瘤 （D） 组织中微生物相关基因的功能富集。
02
研究结论
总之，我们的研究揭示了 CRC 中微生物来源的甲基供体代谢的重大变化，提供了对微生物群-宿主 DNA 甲基化相互作用的全面理解。我们的研究结果突出了共生菌和病原菌及其甲基供体相关途径在调节 DNA 甲基化以调节生理平衡和肿瘤发生方面的关键作用。
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