Introduction: Human gut microbiota is believed to be directly or indirectly involved in cardiovascular diseases and hypertension. However, the identification and functional status of the hypertension-related gut microbe(s) have not yet been surveyed in a comprehensive manner. Methods: Here we characterized the gut microbiome in hypertension status by comparing fecal samples of 60 patients with primary hypertension and 60 gender-, age-, and body weight-matched healthy controls based on whole-metagenome shotgun sequencing. Results: Hypertension implicated a remarkable gut dysbiosis with significant reduction in within-sample diversity and shift in microbial composition. Metagenome-wide association study (MGWAS) revealed 53,953 microbial genes that differ in distribution between the patients and healthy controls (false discovery rate, 0.05) and can be grouped into 68 clusters representing bacterial species. Opportunistic pathogenic taxa, such as Klebsiella spp., Streptococcus spp. and Parabacteroides merdae were frequently distributed in hypertensive gut microbiome, whereas the short-chain fatty acid producer, such as Roseburia spp. and Faecalibacterium prausnitzii, were higher in controls. The number of hypertension-associated species also showed stronger correlation to the severity of disease. Functionally, the hypertensive gut microbiome exhibited higher membrane transport, lipopolysaccharide biosynthesis and steroid degradation, while in controls the metabolism of amino acid, cofactors and vitamins was found to be higher. We further provided the microbial markers for disease discrimination and achieved an area under the receiver operator characteristic curve (AUC) of 0.78, demonstrating the potential of gut microbiota in prediction of hypertension. Conclusion: These findings represent specific alterations in microbial diversity, genes, species and functions of the hypertensive gut microbiome. Further studies on the causality relationship between hypertension and gut microbiota will offer new prospects for treating and preventing the hypertension and its associated diseases.

Glioblastoma is refractory to conventional therapies. The bromodomain and extraterminal domain (BET) proteins are epigenetic readers that selectively bind to acetylated lysine residues on histone tails. These proteins recently emerged as important therapeutic targets in NUT midline carcinoma and several types of hematopoietic cancers. In this study, the therapeutic potential of a novel BET bromodomain inhibitor, JQ1, was assessed in a panel of genetically heterogeneous glioblastoma samples.

Abstract Background Rheumatoid arthritis (RA) has been considered to be influenced by bacteria from the oral cavity and gut for many years. Despite potential impact of viruses in RA was mentioned in some studies, specific roles of oral and gut viromes in RA is still unclear. Results In this study, we observed the viral community variation in the oral and gut samples, performed a comparative analysis of oral and gut viromes in health controls, untreated and treated RA patients, and constructed interaction networks among viruses, bacteria, and RA-associated clinical indexes to address the potential associations between viral community and RA. The results showed that the viromes could be isolated from dental plaque, saliva, and feces samples, among which the saliva having the highest with in-sample diversity. Meanwhile, remarkable variations of viral diversity and composition in the oral (i.e., dental plaque and saliva) virome could be observed in RA patients and healthy controls yet in untreated and treated RA patients, with a relatively low variability in the gut virome. Distraction of viruses-bacteria interaction network was discovered in three sites of RA patients. In addition, some RA-associated oral taxa, including Lactococcus phage vOTU70, Bacteroides vulgatus, Lactococcus lactis, Escherichia coli, Neisseria elongate , were correlated to the RA-related clinical indexes. Conclusion Whole-virome analysis illustrated the potential role of oral and gut viral communities in the development of RA.

Abstract Introduction Gut microbiome plays an important role in maintaining human health. Although mounting evidence has revealed the critical function of the gut bacteriome in the progression of CRC, the contribution of gut viral community to CRC is rarely studied. Objectives The present study aimed to reveal the gut virome signatures of colorectal adenoma patients and CRC patients and decipher the potential viral markers to build clinical predictive models for diagnosis. Methods 1,282 available fecal metagenomes data from 9 published CRC studies were collected. A new virus database was constructed based on a reference-independent virome approach for further analysis. Viral markers were filtered by statistical methods and used to build machine learning models such as Random Forest and Least Absolute Shrinkage and Selection Operator (LASSO) to distinguish patients from controls. New fecal samples were collected to validate the generalization of predictive model. Results The gut viral composition of CRC patients was drastically altered compared with healthy, as evidenced by changes in several Siphoviridae viruses and a reduction of Microviridae, whereas the virome variation in adenoma patients was relatively low. The viral markers contained the phages of Porphyromonas , Fusobacterium , Hungatella , and Ruminococcaceae . In 9 cohorts and independent validation cohorts, a random forest (RF) classifier and LASSO model got the optimal AUC 0.830 and 0.906, respectively. While the gut virome analysis of adenoma patients identified 88 differential viruses and achieved an optimal AUC of 0.772 for discriminating patients from controls. Conclusion Our findings demonstrate the distinctly different composition of gut virome between healthy controls and CRC patients, and highlight the potential of viral markers for clinical diagnosis.

Hospital environment is paid great attention to due to its potential threat in transmission of pathogens and antibiotic resistances. This study was designed to evaluate the alteration of gut microbiome in medical workers compared to non-medical controls.175 healthy medical workers (1-3 months short-term workers, n = 80; >1 year long-term workers, n = 95) and 80 healthy normal controls.Fecal samples of all subjects were analyzed using the 16S rRNA gene sequencing. Medical workers exhibited remarkable deviation in gut microbial within-sample diversity and enterotypes stratification, and shift in overall microbial structure. Short-term workers were significantly more abundant in taxa including Lactobacillus, Butyrivibrio, Clostridiaceae\_Clostridium, Ruminococcus, Dialister, Bifidobacterium, Odoribacter and Desulfovibrio, and with lower abundances of Bacteroides and Blautia compared with the controls. While long-term workers were enriched in taxa including Dialister, Veillonella, Clostridiaceae\_Clostridium, Bilophila, Desulfovibrio, Pseudomonas and Akkermansia, with lower abundances of Bacteroides and Coprococcus compared with the controls. In addition, medical worker's working years (short-term vs. long-term), hospital department (resident doctor vs. nursing staff) and work position (ICU vs. not-ICU) revealed considerable effects on their gut microbiome. Moreover, by analyzing the environmental samples (n = 9) around the inpatient wards and the hospital, we showed that the gut microbiota of medical workers was closer to environmental microbiota than that of the normal controls, probably in correlation to lasting exposure to the pathogenic taxa (e.g. Pseudomonas) in health workers.Our findings demonstrated structural changes in the gut microbial community of the medical workers.

Abstract Background Trillions of viruses inhabit the gastrointestinal tract. Some of them have been well-studied on their roles in infection and human health, but the majority remain unsurveyed. It has been established that the composition of the gut virome is highly variable based on the changes of diet, physical state, and environmental factors. However, the effect of host genetic factors, e.g. ethnic origin, on the gut virome is rarely investigated. Methods and Results Here, we characterized and compared the gut virome in a cohort of local Chinese residents and visiting Pakistani individuals, each group containing 24 healthy adults and 6 children. Using metagenomic shotgun sequencing and assembly of fecal samples, a huge number of viral operational taxonomic units (vOTUs) were identified for profiling the DNA and RNA viromes. National background contributed a primary variation to individuals’ gut virome. Compared with the Chinese adults, the Pakistan adults showed higher macrodiversity and different compositional and functional structures in their DNA virome and lower diversity and altered composition in their RNA virome. The virome variations of Pakistan children were inherited from the that of the adults but also tended to share similar characteristics with the Chinese cohort. We also analyzed and compared the bacterial microbiome between two cohorts and further revealed numerous connections between virus and bacterial host. Statistically, the gut DNA and RNA viromes were covariant to some extent ( p <0.001), and they both influenced the holistic bacterial composition and vice versa. Conclusions This study provides an overview of gut viral community in Chinese and visiting Pakistanis and proposes a considerable role of ethnic origin in shaping the virome.

Abstract Klebsiella quasivariicola was a novel strain of Klebsiella species and had potential pathogenicity. Our previously studies showed dopamine, one of the most commonly used rescue drugs for critically ill patients, had clear effects on the growth of K. quasivariicola in culture medium, however, its effects on host immune system were ignored. Therefore, in consideration of the host immunity, the interactions of K. quasivariicola , dopamine and macrophages were explored. In this study, RAW264.7 cells and C57/BL6 mice were infected with K. quasivariicola , and the bacterial growth in macrophage, the production of inflammatory cytokines and the pathological changes of mice lung were detected, in the absence or presence of dopamine. Our results showed dopamine inhibited the K. quasivariicola growth in medium, but promoted the bacterial growth when K. quasivariicola was co-cultured with macrophages; The expression of proinflammatory cytokines in K. quasivariicola infected RAW 264.7 were increased, while a sharp rise was observed with the addition of dopamine; Infection of K. quasivariicola to mice induced an inflammatory response and lung injury, which were exacerbated by dopamine administration. It can be concluded that dopamine administration resulted in a significantly increase of K. quasivariicola burdens in the presence of macrophage, consequently, aggravated the inflammatory response and inflammatory injury. Importance Dopamine is one of the most commonly used rescue drugs for critically ill patients. Here we indicated K. quasivariicola was a potential pathogen of pulmonary infection, and dopamine significantly increased the proliferation of K. quasivariicola when exposed to macrophage, subsequently result in severe inflammatory response and inflammatory injury. We also proposed an in vitro model of microbes-drugs-host immune cells that could better mimic in vivo environment and more suitable for the studies of inhibitor screening. This fundamental work had contributed to the present understanding of the crosstalk between pathogen, dopamine and host immune cells. Furthermore, our data showed dopamine was one of the risk factors for patients with K. quasivariicola infection, which provided a basis for clinical precision medicine.

ABSTRACT Background Pneumonia is typically caused by a variety of pathogenic microorganisms. Traditional research often focuses on the infection of a few microorganisms, whereas metagenomic studies focus on the impact of the bacteriome and mycobiome on respiratory diseases. Reports on the virome characteristics of pediatric pneumonia remain relatively scarce. Methods We employed de novo assembly and combined homology‐ and feature‐based methods to characterize the respiratory virome in whole‐genome DNA sequencing samples from oropharynx (OP) swabs, nasopharynx (NP) swabs, and bronchoalveolar lavage fluids (BALF) of children with pneumonia. Results Significant differences were observed in the alpha and beta diversity indexes, as well as in the composition of the oropharyngeal virome, between pneumonia cases and controls. We identified 1137 viral operational taxonomic units (vOTUs) with significant differences, indicating a preference of pneumonia‐reduced vOTUs for infecting Prevotella , Neisseria , and Veillonella , whereas pneumonia‐enriched vOTUs included polyomavirus, human adenovirus, and phages targeting Staphylococcus , Streptococcus , Granulicatella , and Actinomyces . Comparative analysis revealed higher relative abundances and prevalence rates of pneumonia‐enriched OP vOTUs in NP and BALF samples compared to pneumonia‐reduced vOTUs. Additionally, virome analysis identified six pediatric patients with severe human adenovirus or polyomavirus infections, five of whom might have been undetected by targeted polymerase chain reaction (PCR)‐based testing. Conclusions This study offers insights into pediatric pneumonia respiratory viromes, highlighting frequent transmission of potentially pathogenic viruses and demonstrating virome analysis as a valuable adjunct for pathogen detection.

The laboratorial mouse harbors a unique gut microbiota with potential value for human microbiota-associated studies. Mouse gut microbiota has been explored at the genus and species levels, but features rarely been showed at the strain level. The identification of 833,051 and 658,438 nonredundant genes of faeces and gut content samples from the laboratorial C57/BL mice showed over half of these genes were newly found compared to the previous mouse gut microbial gene catalogue. Metagenome-assembled genomes (MAGs) was used to reconstruct 46 nonredundant MAGs belonging to uncultured specieses. These MAGs included members across all phyla in mouse gut (i.e. Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria, Deferribacteres, Verrucomicrobia, and Tenericutes) and allowed a strain-level delineating of the mouse gut microbiota. Comparison of MAGs with human gut colonies revealed distinctive genomic and functional characteristics of mouse's Bacteroidetes and Firmicutes strains. Genomic characteristics of rare phyla in mouse gut microbiota were demonstrated by MAG approach, including strains of Mucispirillum schaedleri , Parasutterella excrementihominis , Helicobacter typhlonius , and Akkermansia muciniphila .