睡眠特征与健康因素及肠道微生物组的相互作用 - 硒与微生态

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研究主题

流行病学
宏基因组学
睡眠障碍

摘要

新兴证据表明睡眠与肠道微生物组之间存在双向关系。在本研究中，我们探索了荷兰Lifelines微生物组项目6941名参与者的睡眠特征与生活方式因素及肠道微生物组组成之间的关联。我们发现较低的α多样性与较差的睡眠质量、较晚的昼夜节律类型和更大的社会时差相关，而β多样性与睡眠质量和时差均有关联。在137种与睡眠相关的细菌物种中，35.6%在一个独立队列中得到验证。介导分析表明，虽然物种丰度的变化主要是睡眠行为的结果，但某些物种可能会介导饮食对睡眠的影响。例如，我们发现梭菌属物种UC5_1_1E11和SGB14844介导了咖啡摄入对社会时差的影响。这些发现强调了饮食、肠道微生物组和睡眠之间错综复杂的关系，暗示了通过针对微生物组的干预措施改善睡眠健康的潜力。

数据可用性

本研究分析的原始宏基因组测序数据可通过欧洲基因组-表型组档案馆(EGA)的受控访问获得，数据属于荷兰微生物组项目（研究EGAS00001005027；数据集EGAD00001007027和EGAD00001007501）和LifeLines-DEEP项目（研究EGAS00001001704；数据集EGAD00001001991）。经EGAC00001001996（DMP）和EGAC00001000457（LifeLines-DEEP Gut MGS）数据访问委员会批准后，具备资质且有机构隶属关系的研究人员可申请访问权限。本研究生成的处理后微生物组数据，包括特征表（MetaPhlAn推导的相对丰度）、分类表和系统发育树，可在Zenodo平台获取。本研究使用的个体表型数据因参与者同意、GDPR要求和Lifelines生物库规定而受限访问；可通过Lifelines研究门户提交数据访问申请，并与Lifelines签订数据和材料转让协议获取访问权限。申请将根据知情同意、GDPR和Lifelines非商业使用政策进行审查。批准并完成数据和材料转让协议后，将通过安全的Lifelines Workspace或高性能集群(HPC)环境提供数据访问，HPC访问年费为3,500欧元，Workspace访问年费为4,500欧元（提供按比例计算的选项）。可免费获得三个月的完整数据集访问权限，用于复现研究。数据访问程序的更多信息可在相关网站获取。图2、3、S4-5和S7-9的基础数据提供在源数据文件中。本文随附源数据。

代码可用性

本研究使用的宏基因组处理流程已在GitHub公开。所有统计分析均使用标准R函数和包进行。未使用自定义算法。主要分析代码已在GitHub仓库公开，并可通过DOI引用。

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致谢

我们谨向已故的Marten Hofker表示诚挚的感谢，他在启动Lifelines DAG3/荷兰微生物组项目中发挥了重要作用。我们感谢Lifelines队列研究提供的支持和服务，并向贡献数据的研究中心及所有研究参与者表示感谢。我们还感谢基因组协调中心（格罗宁根大学医学中心和格罗宁根大学）授予我们访问其高性能计算集群——Gearshift、Habrok和Nibbler——的权限，这些资源对我们的分析至关重要。此外，我们感谢Novogene进行宏基因组文库制备和测序。最后，我们感谢K. Mc Intyre对英文和内容的细致编辑。本工作得到了各种资金来源的支持。D.V.Z.获得荷兰科学研究组织(NWO)VENI基金(194.006)的资助。J.F.获得了NWO VICI基金(VI.C.202.022)、ERC Consolidator基金(101001678)和荷兰器官芯片计划NWO重力项目(024.003.001)的资助。此外，J.F.获得了2023年AMMODO科学奖生物医学科学奖。J.F.和A.Z.共同获得了荷兰心脏基金会IN-CONTROL II项目(CVON2018-27)和NWO知识与创新公约(KIC)基金(KICH1.LWV04.21.01)的资助。A.Z.获得了NWO VIDI基金(016.178.056)、欧盟地平线欧洲计划INITIALISE项目(101094099)和NWO重力计划Exposome-NL(024.004.017)的资助。R.K.W.获得了Seerave基金会、欧盟地平线健康联盟DarkMatter-NCD项目、欧盟地平线欧洲计划miGut-Health项目、荷兰消化基金会(16-14)和协作TIMID项目的支持。我们感谢资助机构的慷慨支持。

作者信息

作者和单位

荷兰格罗宁根大学和格罗宁根医学中心遗传学系，格罗宁根，荷兰

Jiafei Wu, Sergio Andreu-Sánchez, Haoran Peng, Ranko Gacesa, Milla Brandão Gois, Siobhan Brushett, Rinse Weersma, Daoming Wang, Alexander Kurilshikov, Alexandra Zhernakova, Jingyuan Fu & Daria V. Zhernakova

荷兰格罗宁根大学和格罗宁根医学中心儿科系，格罗宁根，荷兰

Sergio Andreu-Sánchez & Jingyuan Fu

荷兰格罗宁根大学和格罗宁根医学中心胃肠病学和肝病学系，格罗宁根，荷兰

Ranko Gacesa & Rinse Weersma

意大利国家研究委员会遗传和生物医学研究所(IRGB)，卡利亚里，意大利

Daria V. Zhernakova

贡献

J.W.在S.A.S.和D.V.Z.的指导下进行了初步分析并起草了手稿。S.A.S.在统计方法上提供了重要意见，并参与了初步分析草稿。R.G.设计并实施了宏基因组数据分析流程。H.P.、M.B.G.和S.B.积极参与了讨论，并为研究的概念发展做出了贡献。R.W.、D.W.、A.K.、A.Z.和J.F.协调了研究并在整个研究过程中提供了指导。J.F.和D.V.Z.监督了项目，负责整体研究设计并严格审阅了手稿。所有作者审阅并批准了最终手稿。

通讯作者

通讯作者：Jingyuan Fu 或 Daria V. Zhernakova。

伦理声明

竞争利益

作者声明不存在竞争利益。

同行评审

同行评审信息

Nature Communications感谢Thierry Galli和其他匿名审稿人对本文同行评审的贡献。[可获得同行评审文件。]

补充信息

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