「青莲百奥聚焦」宏蛋白质组学揭示人结肠癌肠道微生物组的功能

1.CRC患者和健康人群肠道微生物组的蛋白质组学

该研究鉴定和定量了30062个蛋白质和91902个肽段，对应195属。从CRC患者组鉴定出18368±6941（平均值±标准差）个独特肽和7761±2663（平均值±标准差）蛋白，CRC患者与健康人群间发现314个差异蛋白，其中124种在CRC患者中丰度更高。FC值和小的10种蛋白分别来自Odoribacter, Eubacterium, Prevotella和Clostridiales等肠道微生物。通过功能分析发现这些蛋白与蛋白折叠，跨膜运输，天冬酰胺代谢，RNA结合或脂多糖合成有关。同时证明了这20种肠道微生物蛋白可作为CRC诊断的潜在候选生物标志物。

研究人员系统的比较了不同层级的菌群丰度。发现在目和科的层面，CRC患者中Desulfobacterales, Methanobacteriaceae和Sporolactobacillaceae显示出比健康人群更高的丰度，健康人群中Sutterellaceae科更为丰富。在属水平上，健康人群中Epulopiscium和Gordonibacter丰度更高。在种水平上，发现CRC组中B. fragilis 和eptostreptococcus anaerobius丰度更高。

该研究进一步使用eggNOG28对属于341个差异蛋白进行COG功能注释。结果表明健康组蛋白相对丰度普遍高于CRC组，其中患者组中与DNA复制，重组和修复有关的肠道微生物蛋白（L类）比健康组多。CRC患者肠道菌群中与DNA修复和SOS反应相关的核酸外切酶UvrABC ATPase亚基和ATP依赖的DNA解旋酶RecQ丰度更高。

通过GO注释，发现341种差异蛋白中有27种与铁的吸收和转运有关，有42个与氧化应激有关。来自Prevotellasp和 Bacteroides的TonB依赖性受体在CRC患者中丰度更高，有助于调节体腔铁浓度；来自 Anaerobutyricum hallii 的Rubrerythrin蛋白质在疾病组中丰度较高。此外，黄素氧化还原酶/ NADH氧化酶在CRC患者体内丰度较正常组低；与健康人群相比，CRC患者中细菌类的超氧化物歧化酶含量更高。