ДЕЯКІ ОСОБЛИВОСТІ МІКРОБІОМУ ЛЮДИНИ
DOI:
https://doi.org/10.11603/1681-2727.2024.4.15005Ключові слова:
мікробіом, симбіоз, макроорганізм, мікроорганізмАнотація
Наведено приклади використання сучасних методів дослідження мікробіому людини, зокрема транскриптоміки, метагеноміки та метабіоміки, які базуються на розшифруванні геномів мікроорганізмів, що дозволяють оцінити видовий склад мікробіоти певного біотопу організму людини без виділення чистих культур.
Наведено історичний екскурс дослідження людського мікробіому і внесок вітчизняних та іноземних дослідників у розвиток знань про мікробіом.
Ґрунтовно описані функції, які виконує людський мікробіом у процесі життєдіяльності макроорганізму та його вплив на ефективність роботи численних органів і систем макроорганізму, зокрема системи імунітету.
Показано роль мікробного благополуччя організму майбутньої матері у формуванні неонатальної мікробіоти та її здатності виконувати ключові функції в організмі малюка.
Розглядається біосоціологічне значення мікробних симбіонтів та їх зв’язок із соціально-психологічним «кліматом».
В огляді вказується на важливості стабільного складу мікробіому людини і чинниках, що можуть на нього вплинути, тим самим спричиняючи негативні впливи на організм в цілому. Охарактеризовано деякі особливості мікробного пейзажу найбільш значущих біотопів людини.
Робота розширює уявлення практикуючих спеціалістів усіх галузей медицини про склад мікробіому людини, роль мікроорганізмів у фізіологічному функціонуванні організму людини та їх значення у виникненні патологічних станів різної локалізації і можливості профілактики цих станів шляхом оздоровлення мікробіому людини.
Посилання
Dekaboruah, E., Suryavanshi, M.V., Chettri, D., & Verma, A.K. (2020). Human microbiome: an academic update on human body site specific surveillance and its possible role. Archives of microbiology, 202, 2147-2167. DOI: https://doi.org/10.1007/s00203-020-01931-x
Shreiner, A.B., Kao, J.Y., & Young, V.B. (2015). The gut microbiome in health and in disease. Current opinion in gastroenterology, 31(1), 69-75. DOI: https://doi.org/10.1097/MOG.0000000000000139
Yankovskyi, D.S., Shirobokov, V.P., Dyment, G.S. (2017). Microbiome: monograph. Kyiv: FIP Veres, 640 p. [in Ukrainian].
Aguiar-Pulido, V., Huang, W., Suarez-Ulloa, V., Cickovski, T., Mathee, K., & Narasimhan, G. (2016). Metagenomics, metatranscriptomics, and metabolomics approaches for microbiome analysis: supplementary issue: bioinformatics methods and applications for big metagenomics data. Evolutionary bioinformatics, 12, EBO-S36436. DOI: https://doi.org/10.4137/EBO.S36436
Kinross, J.M., Darzi, A.W., & Nicholson, J.K. (2011). Gut microbiome-host interactions in health and disease. Genome medicine, 3, 1-12.
Lim, Y.W., Schmieder, R., Haynes, M., Willner, D., Furlan, M., Youle, M., ... & Rohwer, F. (2013). Metagenomics and metatranscriptomics: windows on CF-associated viral and microbial communities. Journal of Cystic Fibrosis, 12(2), 154-164. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcf.2012.07.009
Gifford, S.M., Sharma, S., Rinta-Kanto, J.M., & Moran, M.A. (2011). Quantitative analysis of a deeply sequenced marine microbial metatranscriptome. The ISME journal, 5(3), 461-472. DOI: https://doi.org/10.1038/ismej.2010.141
Hayashi, H., Sakamoto, M., & Benno, Y. (2002). Phylogenetic analysis of the human gut microbiota using 16S rDNA clone libraries and strictly anaerobic culture-based methods. Microbiology and immunology, 46(8), 535-548. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1348-0421.2002.tb02731.x
Franzosa, E.A., Morgan, X.C., Segata, N., Waldron, L., Reyes, J., Earl, A.M., ... & Huttenhower, C. (2014). Relating the metatranscriptome and metagenome of the human gut. Proceedings of the National Academy of Sciences, 111(22), E2329-E2338. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1319284111
Gawad, C., Koh, W., & Quake, S.R. (2016). Single-cell genome sequencing: current state of the science. Nature Reviews Genetics, 17(3), 175-188. DOI: https://doi.org/10.1038/nrg.2015.16
Kilian, M., Chapple, I.L.C., Hannig, M., Marsh, P.D., Meuric, V., Pedersen, A.M.L., ... & Zaura, E. (2016). The oral microbiome–an update for oral healthcare professionals. British dental journal, 221(10), 657-666. DOI: https://doi.org/10.1038/sj.bdj.2016.865
Klimniuk, S.I., Volch, I.R., Zagrychuk, O.M., Kravets, N.Ya., Medvid, I.I., Mykhailyshyn, G.M. (2023). Microbiome of the human body: textbook. Ternopil: Osadna Yu. V., 416 p. [in Ukrainian]
Johnson, C.L., & Versalovic, J. (2012). The human microbiome and its potential importance to pediatrics. Pediatrics, 129(5), 950-960. DOI: https://doi.org/10.1542/peds.2011-2736
Dethlefsen, L., McFall-Ngai, M., & Relman, D.A. (2007). An ecological and evolutionary perspective on human–microbe mutualism and disease. Nature, 449(7164), 811-818. DOI: https://doi.org/10.1038/nature06245
Belizário, J. E., & Napolitano, M. (2015). Human microbiomes and their roles in dysbiosis, common diseases, and novel therapeutic approaches. Frontiers in microbiology, 6, 1050. DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2015.01050
Wang, B., Yao, M., Lv, L., Ling, Z., & Li, L. (2017). The human microbiota in health and disease. Engineering, 3(1), 71-82. DOI: https://doi.org/10.1016/J.ENG.2017.01.008
Palmer, C., Bik, E.M., DiGiulio, D.B., Relman, D.A., & Brown, P.O. (2007). Development of the human infant intestinal microbiota. PLoS biology, 5(7), e177. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pbio.0050177
Wang, Y., Wang, B., Wu, J., Jiang, X., Tang, H., & Nielsen, O.H. (2017). Modulation of gut microbiota in pathological states. Engineering, 3(1), 83-89.
Grice, E.A., & Segre, J.A. (2011). The skin microbiome. Nature reviews microbiology, 9(4), 244-253.
Pflughoeft, K.J., & Versalovic, J. (2012). Human microbiome in health and disease. Annual Review of Pathology: Mechanisms of Disease, 7(1), 99-122. DOI: https://doi.org/10.1146/annurev-pathol-011811-132421
Cundell, A.M. (2018). Microbial ecology of the human skin. Microbial ecology, 76(1), 113-120. DOI: https://doi.org/10.1007/s00248-016-0789-6
Grice, E.A., & Segre, J.A. (2011). The skin microbiome. Nat Rev Microbiol. 2011, 244, 10. DOI: https://doi.org/10.1038/nrmicro2537
Grice, E.A., & Segre, J.A. (2012). The human microbiome: our second genome. Annual review of genomics and human genetics, 13(1), 151-170. DOI: https://doi.org/10.1146/annurev-genom-090711-163814
Ibrahim, F., Khan, T., & Pujalte, G.G. (2015). Bacterial skin infections. Primary Care: Clinics in Office Practice, 42(4), 485-499. DOI: https://doi.org/10.1016/j.pop.2015.08.001
Asadi, A., Razavi, S., Talebi, M., & Gholami, M. (2019). A review on anti-adhesion therapies of bacterial diseases. Infection, 47, 13-23. DOI: https://doi.org/10.1007/s15010-018-1222-5
Lamont, R.J., Koo, H., & Hajishengallis, G. (2018). The oral microbiota: dynamic communities and host interactions. Nature reviews microbiology, 16(12), 745-759. DOI: https://doi.org/10.1038/s41579-018-0089-x
Zaura, E., Keijser, B.J., Huse, S.M., & Crielaard, W. (2009). Defining the healthy» core microbiome» of oral microbial communities. BMC microbiology, 9, 1-12. DOI: https://doi.org/10.1186/1471-2180-9-259
Zarco, M.F., Vess, T.J., & Ginsburg, G.S. (2012). The oral microbiome in health and disease and the potential impact on personalized dental medicine. Oral diseases, 18(2), 109-120. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1601-0825.2011.01851.x
Lu, M., Xuan, S., & Wang, Z. (2019). Oral microbiota: A new view of body health. Food Science and Human Wellness, 8(1), 8-15. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fshw.2018.12.001
Wade, W.G. (2013). The oral microbiome in health and disease. Pharmacol Res, 69(1), 137-143. DOI: https://doi.org/10.1016/j.phrs.2012.11.006
Kumaraswamy, K.L., & Vidhya, M. (2011). Human papilloma virus and oral infections: an update. Journal of cancer research and therapeutics, 7(2), 120-127. DOI: https://doi.org/10.4103/0973-1482.82915
Wilson, M. (2005). Microbial inhabitants of humans: their ecology and role in health and disease. Cambridge University Press. DOI: https://doi.org/10.1017/CBO9780511735080
Kelly, B.J., Imai, I., Bittinger, K., Laughlin, A., Fuchs, B.D., Bushman, F.D., & Collman, R.G. (2016). Composition and dynamics of the respiratory tract microbiome in intubated patients. Microbiome, 4, 1-13. DOI: https://doi.org/10.1186/s40168-016-0151-8
Dickson, R.P., Erb-Downward, J.R., Martinez, F.J., & Huffnagle, G.B. (2016). The microbiome and the respiratory tract. Annual review of physiology, 78(1), 481-504. DOI: https://doi.org/10.1146/annurev-physiol-021115-105238
Man, W.H., de Steenhuijsen Piters, W.A., & Bogaert, D. (2017). The microbiota of the respiratory tract: gatekeeper to respiratory health. Nature Reviews Microbiology, 15(5), 259-270. DOI: https://doi.org/10.1038/nrmicro.2017.14
Gao, Z., Kang, Y., Yu, J., & Ren, L. (2014). Human pharyngeal microbiome may play a protective role in respiratory tract infections. Genomics, Proteomics and Bioinformatics, 12(3), 144-150. DOI: https://doi.org/10.1016/j.gpb.2014.06.001
Biesbroek, G., Tsivtsivadze, E., Sanders, E.A., Montijn, R., Veenhoven, R.H., Keijser, B.J., & Bogaert, D. (2014). Early respiratory microbiota composition determines bacterial succession patterns and respiratory health in children. American journal of respiratory and critical care medicine, 190(11), 1283-1292. DOI: https://doi.org/10.1164/rccm.201407-1240OC
Hollister, E.B., Gao, C., & Versalovic, J. (2014). Compositional and functional features of the gastrointestinal microbiome and their effects on human health. Gastroenterology, 146(6), 1449-1458.
Aragon, I.M., Herrera-Imbroda, B., Queipo-Ortuño, M.I., Castillo, E., Del Moral, J.S.G., Gomez-Millan, J., ... & Lara, M.F. (2018). The urinary tract microbiome in health and disease. European urology focus, 4(1), 128-138. DOI: https://doi.org/10.1016/j.euf.2016.11.001
Min, Y.W., & Rhee, P.L. (2015). The role of microbiota on the gut immunology. Clinical therapeutics, 37(5), 968-975. DOI: https://doi.org/10.1016/j.clinthera.2015.03.009
Wang, Y., Wang, B., Wu, J., Jiang, X., Tang, H., & Nielsen, O.H. (2017). Modulation of gut microbiota in pathological states. Engineering, 3(1), 83-89.
Kinross, J.M., von Roon, A.C., Holmes, E., Darzi, A., & Nicholson, J.K. (2008). The human gut microbiome: implications for future health care. Current gastroenterology reports, 10(4), 396-403. DOI: https://doi.org/10.1007/s11894-008-0075-y
Lozupone, C.A., Stombaugh, J.I., Gordon, J.I., Jansson, J.K., Knight, R. (2012). Diversity, stability and resilience of the human gut microbiota. Nature, 489(7415), 220-230. DOI: https://doi.org/10.1038/nature11550
Shyrobokov, V.P., Yankovskyi, D.S., Dyment, G.S. (2011). Human microbial ecology with color atlas: textbook. 2nd edition, revised and supplemented. Kyiv LLC: Chervona Ruta-Tours., 312 p. [in Ukrainian].
Donaldson, G.P., Lee, S.M., Mazmanian, S.K. (2016). Gut biogeography of the bacterial microbiota. Nat Rev Microbiol., 14(1),20-32. DOI: https://doi.org/10.1038/nrmicro3552
Hollister, E.B., Gao, C., Versalovic, J. (2014). Compositional and functional features of the gastrointestinal microbiome and their effects on human health. Gastroenterology., 146(6), 1449-58. DOI: https://doi.org/10.1053/j.gastro.2014.01.052
Dridi, B., Fardeau, M.L., Ollivier, B., Raoult, D., Drancourt, M. (2012). Methanomassiliicoccus luminyensis gen. nov., sp. nov., a methanogenic archaeon isolated from human faeces. Int J Syst Evol Microbiol., 62(8), 1902-1907. DOI: https://doi.org/10.1099/ijs.0.033712-0
Chuang, Y.F., Fan, K.C., Su, Y.Y., Wu, M.F., Chiu, Y.L., Liu, Y.C., & Lin, C.C. (2024). Precision probiotics supplement strategy in aging population based on gut microbiome composition. Briefings in Bioinformatics, 25(4), bbae351. DOI: https://doi.org/10.1093/bib/bbae351
Kelesidis, T., Pothoulakis, C. (2012). Efficacy and safety of the probiotic Saccharomyces boulardii for the prevention and therapy of gastrointestinal disorders. Therap Adv Gastroenterol., 5(2), 111-125. DOI: https://doi.org/10.1177/1756283X11428502
Sidhu, H., Schmidt, M.E., Cornelius, J.G., Thamilselvan, S., Khan, S.R., Hesse, A., Peck, A.B. (1999). Direct correlation between hyperoxaluria/oxalate stone disease and the absence of the gastrointestinal tract-dwelling bacterium Oxalobacter formigenes: possible prevention by gut recolonization or enzyme replacement therapy. J Am Soc Nephrol., 10(14), 334-340.
Lee, S., Portlock, T., Le Chatelier, E., Garcia-Guevara, F., Clasen, F., Oñate, F.P., ... & Shoaie, S. (2024). Global compositional and functional states of the human gut microbiome in health and disease. Genome research, 34(6), 967-978. DOI: https://doi.org/10.1101/gr.278637.123
Greenblum, S., Turnbaugh, P.J., Borenstein, E. (2012). Metagenomic systems biology of the human gut microbiome reveals topological shifts associated with obesity and inflammatory bowel disease. Proc Natl Acad Sci., 109(2), 594-599. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1116053109
Kinross, J.M., Darzi, A.W., Nicholson, J.K. (2011). Gut microbiome-host interactions in health and disease. Genome Med., 3(3), 14. DOI: https://doi.org/10.1186/gm228
Wang, Y., Wang, B., Wu, J., Jiang, X., Tang, H., Nielsen, O.H. (2017). Modulation of gut microbiota in pathological states. Engineering, 3(1), 83-89. DOI: https://doi.org/10.1016/J.ENG.2017.01.013
Foxman, B. The epidemiology of urinary tract infection. (2010). Nat Rev Urol., 7(12), 653-660. DOI: https://doi.org/10.1038/nrurol.2010.190
Sheerin, N.S. (2011). Urinary tract infection. Medicine, 39(7), 384-389. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mpmed.2011.04.003
Colella, M., Topi, S., Palmirotta, R., D’Agostino, D., Charitos, I.A., Lovero, R., & Santacroce, L. (2023). An overview of the microbiota of the human urinary tract in health and disease: current issues and perspectives. Life, 13(7), 1486. DOI: https://doi.org/10.3390/life13071486
Hetticarachchi, N., Ashbee, H.R., Wilson, J.D. (2010). Prevalence and management of non-albicans vaginal candidiasis. Sex Transm Infect., 86(2), 99-100. DOI: https://doi.org/10.1136/sti.2009.040386
Dhakar, K., Pandey, A. (2016). Wide pH range tolerance in extremophiles: towards understanding an important phenomenon for future biotechnology. Appl Microbiol Biotechnol., 100(6), 2499-2510. DOI: https://doi.org/10.1007/s00253-016-7285-2
Paduch-Jakubczyk, W., & Dubińska, M. (2024). The Role of Vaginal Microbiota in Women’s Health.
Suryavanshi, M.V., Bhute, S.S., Jadhav, S.D., Bhatia, M.S., Gune, R.P., & Shouche, Y.S. (2016). Hyperoxaluria leads to dysbiosis and drives selective enrichment of oxalate metabolizing bacterial species in recurrent kidney stone endures. Scientific reports, 6(1), 1-15. DOI: https://doi.org/10.1038/srep34712
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 С. І. Климнюк, Л. Б. Романюк
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи, яка через [ВКАЖІТЬ ПЕРІОД ЧАСУ] з дати публікації автоматично стає доступною на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
