微生物相互作用无处不在,多样化且在任何生物群落的运作中都起着关键作用,并且在自然资源的全球回收中至关重要,即生物地球化学循环。微生物系统中最常见的相互作用是互惠互利的。两个人群之间的相互作用是根据人群和其中一个人对关联的积极受益还是一个或两个人群受到负面影响的分类。有多种类型的关系,例如互惠,寄生虫,敏化,共同主义和竞争,捕食,生物体之间的杂物。互助和寄生虫在微生物关系中进行了最广泛的研究。但是,基于彼此的相对优势,该关系基本上是3种类型:
广谱抗生素针对多种革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌,并可附带损害肠道菌群。然而,我们对肠道微生物的损害程度、抗生素活性谱和耐药机制的了解很少。这限制了我们减轻微生物组促进的抗生素耐药性传播的能力。除抗生素外,非抗生素药物也会影响人体微生物组,这一点已由宏基因组学和体外研究表明。微生物组-药物相互作用是双向的,因为微生物也可以调节药物。抗生素的化学修饰主要作为抗菌素耐药机制发挥作用,而非抗生素的代谢也可以改变药物的药效学、药代动力学和毒性特性。最近的研究开始揭示肠道微生物代谢药物的广泛能力、机制以及此类事件与药物治疗的相关性。这些发现提出了一个问题:这些药物与微生物组的相互作用是否会因个体而异,以及在多大程度上会有所不同,以及如何在药物发现和精准医疗中考虑这些相互作用。本综述介绍了该领域的最新进展,并讨论了未来研究领域,这些领域将受益于系统生物学方法,以更好地了解人类肠道微生物群在药物作用中的机制作用。
元生物研究为我们对微生物及其宿主之间的相互作用以及它们的共同进化做出了重大贡献。大多数研究目前都集中在细菌群落上,而古细菌通常保留在与元素相关的研究中。在这里,我们描述了整个生命的系统发育树中总共有11种古典和新兴的多细胞模型生物的考古。为了确定每个宿主的微生物群落组成,我们利用了古细菌和细菌特异性16S rRNA基因扩增子的组合。在每个多细胞宿主中,描述了两个原核生物领域的成员。此外,确定了针对海洋模型的细菌和古细菌群落之间的特定宿主和可能的相互作用伙伴的关联。我们的数据表明,海洋中的考古宿主主要由硝基脂肪科和纳米章,这代表了Porifera中的Keystone分类单元。陆地宿主中的考古存在差异很大。关于大量的古细菌分类单元,它们在水生环境中具有更高比例的甲烷藻。我们发现,古细菌社区的多样性要比其细菌的多样性要少得多。古细胞扩增子序列变体通常是宿主特异性的,表明通过与宿主共进化来适应。我们的数据显示了很大的比例虽然水生细菌的丰富度比陆地宿主高,但在古细菌数据集中无法观察到这些群体之间的多样性和丰富性的显着差异。
Fonds de la Recherche Scientifique-FNRS (F.R.S.-FNRS) Belgium* Ministry of Science and Education (MSE) Croatia French National Research Agency (ANR) France Federal Ministry of Education and Research (BMBF) Germany German Research Foundation (DFG) Germany National Research, Development, and Innovation Office (NKFIH) Hungary Chief Scientist Office, Ministry of Health (CSO-MOH) Israel*意大利卫生部(IT MOH)意大利拉脱维亚科学委员会(LZP)拉脱维亚立大学拉脱维亚研究委员会(LMT)立陶宛挪威研究委员会(RCN)挪威国家研究与发展中心(NCBR)波兰高等教育,开发,发展,开发,开发,创新和创新资金(Uefiscdi)(UEFISCDI)
神经-癌症相互作用涉及神经系统和癌细胞之间的复杂相互作用,影响肿瘤的发生、发展和转移。在神经胶质瘤中,这些相互作用主要涉及旁分泌生长因子的分泌,以及神经元和神经胶质瘤细胞之间突触介导的电化学通讯。了解此类相互作用对于开发旨在调节神经元与肿瘤通讯的新型癌症治疗策略至关重要。为此,我们使用了胶质母细胞瘤 (GB) 的体内小鼠模型,并建立了体外试验来研究神经-癌症相互作用,包括癌细胞与 hiPSC 衍生的谷氨酸能神经元或 GABA 能中间神经元的共培养,以及肿瘤球和胎儿球体的 3D 培养。hiPSC 衍生的神经元和癌细胞(包括 GB 细胞)的共培养既是接触试验,也是非接触试验,可以研究神经-癌症相互作用与癌细胞增殖和迁移的相关性。虽然 3D 球体通常可以有效地复制组织的组织和复杂性,但我们在器官球体和肿瘤球体之间进行的 3D 侵袭试验使我们能够专门检查肿瘤侵袭。GB 肿瘤球体就是一个例子,在抑制 EGFR 调控序列后,3D 脑球体的侵袭性降低。此外,共培养系统使我们能够在神经活动刺激后分析 GB 细胞的转录组和染色质可及性。与谷氨酸能神经元或 GABA 能中间神经元接触的 GB 细胞表现出不同的基因表达和染色质可及性特征。这为介导神经元与神经胶质瘤通讯的调节网络提供了新的见解,并强调了 GABA 能信号传导与 GB 发病机制的相关性。这种综合方法有望进一步加深我们对神经-癌症相互作用的理解,为靶向参与肿瘤进展的神经通路提供潜在候选者。