Analisi di associazione tra malattie cardiovascolari e del sistema nervoso e microbioma intestinale basata su big data multi-omici e applicazioni correlate

Un ecosistema microbico è una comunità complessa di batteri interagenti. Il potenziale ruolo della flora intestinale nella salute umana ha attirato ampia attenzione. Gli squilibri nel microbioma intestinale sono stati implicati in una varietà di malattie croniche. Le malattie cardiovascolari (CVD) rappresentano la principale causa di morbilità in tutto il mondo e sono influenzate sia da fattori genetici che ambientali. Recenti progressi hanno fornito prove scientifiche che le malattie cardiovascolari possono anche essere attribuibili al microbiota intestinale. In molte letterature abbiamo riscontrato interazioni complesse tra microrganismi, loro metaboliti e potenziali impatti sullo sviluppo e sulla progressione delle malattie cardiovascolari. L'uso della flora intestinale nel trattamento delle malattie cardiovascolari è l'ultima direzione della ricerca. È probabile che nel prossimo futuro i microbi intestinali vengano utilizzati nel trattamento clinico delle malattie cardiovascolari.

La flora intestinale svolge un ruolo importante nella salute umana e nella trasformazione delle malattie. Non solo partecipa a molti processi fisiologici dell'ospite, ma influenza anche la funzione del sistema nervoso centrale (SNC) attraverso l'attività dell'asse microbiota - intestino - cervello, che può essere strettamente correlato al neurotrasmettitore, al sistema immunitario, al sistema endocrino e al metabolita percorsi. Quando la flora intestinale è disfunzionale, può influenzare l'insorgenza e lo sviluppo di malattie del sistema nervoso centrale come l'ischemia cerebrale, il morbo di Parkinson, il morbo di Alzheimer, la sclerosi multipla, l'encefalopatia epatica e i disturbi mentali. Il trapianto microbico fecale, l’allenamento fisico, l’agopuntura, i massaggi e altre terapie possono migliorare i disturbi della flora intestinale e si prevede che diventeranno misure efficaci per trattare e prevenire alcune malattie del sistema nervoso.

1. Base di selezione dei soggetti Sulla base dell'elettrocardiogramma, esame del sangue o ecografia B e altri metodi di esame, combinati con manifestazioni cliniche, i pazienti giudicati da medici professionisti come conformi ai criteri di inclusione di questo protocollo sperimentale saranno inclusi nella coorte di studio.
2. Selezione della dose/piano di somministrazione/base di aggiustamento della dose Questo studio non ha comportato esperimenti di intervento e non è stata effettuata alcuna selezione della dose/regime di dosaggio/aggiustamento della dose.
3. Base per la selezione della destinazione Questo esperimento non è un esperimento di intervento, quindi il punto finale di questo esperimento viene scelto dopo che ai soggetti è stata diagnosticata una malattia correlata o al gruppo di controllo e il punto finale viene preso dopo il completamento del campionamento.
4. Base di rischio e beneficio Per i pazienti con specifiche malattie cardiovascolari e cerebrovascolari, i benefici di questo studio superano di gran lunga i rischi. Questo esperimento raccoglierà campioni fecali in vitro, che è una raccolta di campioni non invasiva, che non causerà traumi ai pazienti e avrà un'elevata sicurezza. Questo progetto raccoglierà anche campioni di sangue periferico dai pazienti per lo studio. Il processo di raccolta dei campioni di sangue può comportare dolore e altre reazioni, ma le operazioni coinvolte in questo studio sono tutte eseguite da infermieri e infermieri esperti per ridurre al minimo tali rischi.

Questo esperimento contribuirà alla ricerca sulle malattie cardiovascolari e legate al sistema nervoso. Chiarindo il meccanismo molecolare dei microrganismi intestinali che regolano le malattie cardiovascolari e del sistema nervoso, è possibile trovare geni e biomarcatori correlati alle malattie, promuovendo la diagnosi accurata delle malattie, fornendo obiettivi per il trattamento preciso e la prevenzione delle malattie e fornendo una regolazione mirata della struttura e composizione metabolitica dei microrganismi. Prevenzione e cura delle malattie correlate.

Contenuti della ricerca

1. Popolazione test Questo progetto prevede di utilizzare big data multi-omici (genoma ospite, trascrittoma, metaboloma, dati metagenomici e metabetomici), combinati con una coorte di malattie cardiovascolari (tachicardia ventricolare idiopatica, restenosi dopo lesione da stent dell'arteria coronaria) e una coorte di malattie del sistema nervoso (carotideo aterosclerosi, malattia di Moyamoya) e utilizzano l'apprendimento automatico per integrare dati provenienti da diversi omici. Approfondire i meccanismi delle malattie cardiovascolari e il ruolo dei microbi intestinali in esse. Si prevede che l'intero processo coinvolgerà quasi 500 oggetti di sequenziamento, diversi dati omici (per un totale di decine di migliaia di campioni) e produrrà un totale di centinaia di terabyte di dati omici.
2. Calcolo della dimensione del campione Attraverso la ricerca bibliografica e l'analisi dei big data clinici, è possibile ottenere conclusioni affidabili con una coorte sperimentale di oltre 200 persone e una coorte di controllo. Quindi i dati sperimentali sono stati selezionati da una coorte di malati di 250 persone e da una coorte di controllo di 240 persone.
3. Contenuti specifici della ricerca In primo luogo, i dati, compresi campioni di sangue e feci, devono essere raccolti da coorti di pazienti con malattie cardiovascolari e neurologiche e da persone sane. Sulla base della quantità di dati contenuti negli articoli pubblicati e dei risultati dell’aggiustamento statistico dello studio, si prevede una coorte stimata di 250 persone malate e una coorte di controllo sana di 240 persone. Allo stesso tempo, sono state registrate informazioni dettagliate sui campioni (compresi i dati dell'esame fisico e i dati fenotipici come i dati sulla dieta) in modo che i dati multi-omici potessero essere combinati per ottenere informazioni dettagliate sui fattori che influenzano le malattie cardiovascolari.

In secondo luogo, sono stati sequenziati il ​​genoma e il trascrittoma dei campioni di sangue raccolti. Per i campioni fecali sono stati eseguiti il ​​sequenziamento metagenomico, il sequenziamento metometabolico e proteomico.

In terzo luogo, per l'elaborazione dei dati multi-omici, viene eseguita l'elaborazione dei dati di geni sequenziati, trascrizioni, metagenomi e metabetomi e, combinati con una coorte di malattie, vengono selezionati i geni chiave che potenzialmente causano malattie corrispondenti e i corrispondenti dati microbici.

In quarto luogo, per la fase di analisi dei dati, basata sulla coorte di malattie cardiovascolari e neurologiche, l'analisi dell'associazione di questi geni ospiti e batteri candidati viene condotta utilizzando metodi di apprendimento automatico e la costruzione e l'interpretazione dei percorsi rilevanti vengono eseguite in combinazione con studi precedenti. Meccanismi e percorsi portano al riconoscimento di modelli per la costruzione di modelli predittivi per la prevenzione precoce e la diagnosi delle malattie.