由芝加哥大学一个团队领导的科学家们已经证明了免疫系统的遗传差异如何影响定居于胃肠系统的细菌群落的类型。他们的研究在用常规饲养的动物的微生物群定殖的无菌小鼠中发现，尽管供体微生物组的组成是决定受体微生物组的关键因素，但受体免疫系统的遗传差异也发挥了作用。“将输入标准化后，您可以比较不同遗传株的小鼠，并观察这些遗传学对受体小鼠中微生物组的作用，”该团队研究的资深作者Alexander Chervonsky医学博士说。在单元格报告中。Chervonsky及其同事在题为“ 多态免疫机制调节共存库”的论文中报告了他们的发现。

作者写道，天然存在于我们体内和之上的细菌提供了我们生存所需的基本功能。微生物群落的组成因人而异，并受多种因素影响，包括“……出生，母乳喂养，饮食感染和饮食中的传播方式。”先前的研究表明，宿主遗传学也可能影响微生物群落-同卵双胞胎的微生物组往往比异卵双胞胎的相似。但是，随着研究团队的继续，“……两个重要的问题仍未得到解答：在何种程度上和哪些宿主的多态性机制影响着共生体。”

作者不可能评论说，不可能对人类进行基因改造，因此使用动物模型来研究这些类型的问题，动物模型也存在“内在问题”，这是由于在不同小鼠上使用相同小鼠品系时会产生“遗留”或“批量”效应实验机构。研究小组指出：“这些差异的产生是因为，即使其他环境因素保持不变，定殖输入菌群的变化也决定了结果。” 有效地，将微生物从一只老鼠转移到另一只老鼠的结果很大程度上取决于来源动物的微生物组，它们吃哪种食物，他们住在哪里等。即使两个不同实验室中的研究人员使用相同品种的老鼠具有相同的遗传背景，受体的微生物组将不会完全相同。Chervonsky说：“输入定义输出。”

为了克服这些问题，微生物组研究人员Chervonsky和该报告的共同资深作者微生物学家Tatyana Golovkina博士对实验进行了严格控制。他们将微生物组从一只常规饲养的小鼠转移到了芝加哥大学无病菌无小鼠生殖器设施中的许多具有相同基因的小鼠。这些动物的饲养和饲养过程使其体内包括消化道的细菌完全缺乏，因此它们代表了微生物组转移研究的空白。

Chervonsky和Golovkina进行了许多研究，他们将微生物组从一种来源的小鼠转移到了不同​​的受体上，其中一些具有相同的遗传背景，而另一些在免疫系统的基因组成上却略有不同。然后，研究小组与芝加哥大学的病理学家Aly A. Khan博士和Argonne国家实验室的微生物学家Dionysios Antonopoulos博士合作，分析了受体小鼠及其后代的微生物组基因组，并进行了比较不同免疫系统基因的影响。

研究人员解释说：“首先，我们试图确定输入微生物群在多大程度上决定了定植实验的结果。” “第二，我们试图测试特定微生物的丰度是否与宿主的遗传背景有关。”

免疫系统包括与入侵的病原体作斗争的先天或硬连线机制，以及适应性免疫，当遇到不同的病原体并使用T细胞和B细胞靶向外来入侵者的独特受体时就会学习。作者推断，“微生物群可能由不同的力量塑造，包括免疫(先天和适应性)机制，它们在感知微生物群的方式和识别触发的效应器机制方面存在差异。基于T细胞反应性和/或T细胞依赖性抗体反应的适应性机制依赖于在专门细胞表面表达的主要组织相容性复合物(MHC)分子的抗原呈递。”

研究人员发现，尽管适应性免疫对所产生的微生物群中的某些细菌菌株有一定影响，但总体影响相对较小。在某些情况下，细菌利用了适应性免疫反应来ive壮成长。Chervonsky和Golovkina还测试了将微生物组转移到同基因或遗传相同的小鼠中的方法，只是基因组MHC基因座的一部分差异决定了适应性免疫。他们发现受体微生物组中的大多数差异可能归因于先天多态性基因，或主要组织相容性复合物中基因的不同变异。

切尔文斯基说：“对自适应系统的操纵导致了一些变化，但令我们惊讶的是，它们并不引人注目。” “决定结果差异的大多数机制是多态性的，而不是适应性免疫反应的一部分。”研究人员说，他们发现的意义是“宿主对微生物的大量控制。免疫是不可能的(可能是由于其极高的成本)，并且非多态控制机制和其他自然力量都可能参与。”

作者总结说：“宿主的多态性机制影响肠道微生物组，固有的(影响微生物生存的抗微生物肽，补体，戊型毒素和酶)和适应性途径(依赖MHC和不依赖MHC的途径)都会影响菌群。” “但是，我们发现，由宿主决定的对微生物组成的多态性影响范围有限，并且仅针对选定的微生物谱系，这一点很明显。”

戈洛夫基纳(Golovkina)希望这项工作将为如何标准化微生物组研究树立榜样。使用诸如无菌小鼠之类的标准工具来仔细控制实验条件，研究人员可以在以前的工作基础上进行开发，而不必进行一次性的独立实验。研究人员评论说：“我们希望，通过使用不同复杂性的工程群落对转基因的致生动物进行进一步的精心安排和控制的研究，将阐明宿主-共生共生中个体遗传机制的输入。”

Golovkina说：“在许多不同类型的研究中都有标准，但在微生物组研究中几乎不存在这些标准。” “我们正在针对这些有关如何比较微生物成分差异的问题建立分析标准。”