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A tissue level atlas of the healthy human virome.
BMC Biology ( IF 5.4 ) Pub Date : 2020-06-04 , DOI: 10.1186/s12915-020-00785-5
Ryuichi Kumata 1 , Jumpei Ito 1 , Kenta Takahashi 2 , Tadaki Suzuki 2 , Kei Sato 1, 3
Affiliation  

Human-resident microbes can influence both health and disease. Investigating the microbiome using next-generation sequencing technology has revealed examples of mutualism and conflict between microbes and humans. Comparing to bacteria, the viral component of the microbiome (i.e., the “virome”) is understudied. Somatic tissues of healthy individuals are usually inaccessible for the virome sampling; therefore, there is limited understanding of the presence and distribution of viruses in tissues in healthy individuals and how virus infection associates with human gene expression and perturbs immunological homeostasis. To characterize the human virome in a tissue-specific manner, here we performed meta-transcriptomic analysis using the RNA-sequencing dataset from the Genotype-Tissue Expression (GTEx) Project. We analyzed the 8991 RNA-sequencing data obtained from 51 somatic tissues from 547 individuals and successfully detected 39 viral species in at least one tissue. We then investigated associations between virus infection and human gene expression and human disease onset. We detected some expected relationships; for instance, hepatitis C virus infection in the liver was strongly associated with interferon-stimulated gene upregulation and pathological findings of chronic hepatitis. The presence of herpes simplex virus type 1 in one subject’s brain strongly associated with immune gene expression. While torque teno virus was detected in a broad range of human tissues, it was not associated with interferon responses. Being notable in light of its association with lymphoproliferative disorders, Epstein-Barr virus infection in the spleen and blood was associated with an increase in plasma cells in healthy subjects. Human herpesvirus 7 was often detected in the stomach; intriguingly, it associated with the proportion of human leukocytes in the stomach as well as digestive gene expression. Moreover, virus infections in the local tissues associated with systemic immune responses in circulating blood. To our knowledge, this study is the first comprehensive investigation of the human virome in a variety of tissues in healthy individuals through meta-transcriptomic analysis. Further investigation of the associations described here, and application of this analytical pipeline to additional datasets, will be useful to reveal the impact of viral infections on human health.

中文翻译:

健康人类病毒的组织水平图集。

人类居住的微生物可以影响健康和疾病。使用下一代测序技术对微生物组进行研究,发现了微生物与人类之间相互关系和冲突的例子。与细菌相比,微生物组的病毒成分(即“病毒组”)尚未得到充分研究。健康个体的体细胞组织通常无法进行病毒采样。因此,对于健康个体中病毒在组织中的存在和分布以及病毒感染如何与人类基因表达和扰乱免疫稳态有关的了解有限。为了以组织特异性方式表征人类病毒,在这里我们使用了来自基因型组织表达(GTEx)项目的RNA测序数据集进行了转录组分析。我们分析了从547个个体的51个体细胞组织中获得的8991个RNA测序数据,并成功检测出至少一种组织中的39种病毒。然后,我们调查了病毒感染与人类基因表达和人类疾病发作之间的关联。我们检测到一些预期的关系;例如,肝脏中的丙型肝炎病毒感染与干扰素刺激的基因上调和慢性肝炎的病理发现密切相关。一个受试者的大脑中存在1型单纯疱疹病毒与免疫基因表达密切相关。尽管在广泛的人体组织中检测到了扭力腱病毒,但它与干扰素反应无关。鉴于其与淋巴增生性疾病有关,在健康受试者中,脾脏和血液中的爱泼斯坦-巴尔病毒感染与浆细胞增加有关。经常在胃中发现人疱疹病毒7。有趣的是,它与人类白细胞在胃中的比例以及消化基因的表达有关。此外,局部组织中的病毒感染与循环血液中的全身免疫反应有关。据我们所知,这项研究是通过元转录组分析对健康个体中各种组织中的人类病毒进行的首次综合研究。进一步研究此处描述的关联,以及将此分析管道应用到其他数据集,将有助于揭示病毒感染对人类健康的影响。经常在胃中检测到人类疱疹病毒7。有趣的是,它与人类白细胞在胃中的比例以及消化基因的表达有关。此外,局部组织中的病毒感染与循环血液中的全身免疫反应有关。据我们所知,这项研究是通过元转录组分析对健康个体中各种组织中的人类病毒进行的首次综合研究。进一步研究此处描述的关联,以及将此分析管道应用到其他数据集,将有助于揭示病毒感染对人类健康的影响。经常在胃中检测到人类疱疹病毒7。有趣的是,它与胃中人类白细胞的比例以及消化基因的表达有关。此外,局部组织中的病毒感染与循环血液中的全身免疫反应有关。据我们所知,这项研究是通过元转录组分析对健康个体中各种组织中的人类病毒进行的首次综合研究。进一步研究此处描述的关联,以及将此分析管道应用到其他数据集,将有助于揭示病毒感染对人类健康的影响。局部组织中的病毒感染与循环血液中的全身免疫反应有关。据我们所知,这项研究是通过元转录组分析对健康个体中各种组织中的人类病毒进行的首次综合研究。进一步研究此处描述的关联以及将此分析管道应用到其他数据集,将有助于揭示病毒感染对人类健康的影响。局部组织中的病毒感染与循环血液中的全身免疫反应有关。据我们所知,这项研究是通过元转录组分析对健康个体中各种组织中的人类病毒进行的首次综合研究。进一步研究此处描述的关联以及将此分析管道应用到其他数据集,将有助于揭示病毒感染对人类健康的影响。
更新日期:2020-06-04
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