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正文：

噬菌体是脊椎动物肠道微生物群落的丰富组成部分，影响细菌组动力学、进化并与宿主直接相互作用。然而，关于自然条件下肠道噬菌体组及其与脊椎动物中细菌组相互作用的知识仅限于人类和非人类灵长类动物。与野生小鼠相比，广泛使用的宿主-微生物群相互作用的无特异性病原体（SPF）小鼠模型改变了肠道细菌组，并且缺乏来自野生或其他非SPF小鼠的噬菌体组的数据。我们在野生和圈养非SPF小鼠中展示了不同的肠道噬菌体组和细菌组，野生小鼠噬菌体组表现出更高的α多样性和个体间变异性。在这两组中，噬菌体组和细菌组结构相互镜像，在个体水平上相关。对SPF小鼠噬菌体群的先前数据进行重新分析，发现与我们的非SPF小鼠相比，它们在Suoliviridae crAss样噬菌体中富集。小鼠模型中被破坏的细菌组可以通过移植健康的噬菌体群来治疗，但噬菌体移植对健康成人肠道微生物群的影响仍然未知。我们表明，从野生小鼠到圈养小鼠的噬菌体实验移植并不会导致受体噬菌体的重大变化。然而，受体与供体噬菌体的趋同证实了野生噬菌体可以整合到受体群落中。两种受体小鼠品系之间整合噬菌体子集的差异说明了噬菌体移植的环境依赖性效应。移植不影响受者肠道细菌组。健康成人肠道微生物组对干预的这种恢复力对噬菌体同种异体移植的安全性有影响。

结果：

图 1 每个样本中检测到的（A）噬菌体和（B）细菌家族的比例

图 2 主成分分析描绘了在三个不同地点采集的野生小鼠噬菌体组成分

 野生与圈养小鼠噬菌体群落的显著差异

对野生小鼠（3个地理种群）和圈养小鼠（BULS、BUSNA品系）的肠道噬菌体进行宏基因组测序。野生小鼠噬菌体α多样性更高。

PCoA分析显示野生与圈养噬菌体群落显著分离（图2）野生小鼠以Salasmaviridae为主，圈养小鼠以未分类Caudoviricetes为主（图1A）。生态差异驱动噬菌体群落分化，野生噬菌体更具多样性。

图 3 将样本之间细菌组和噬菌体组的距离进行叠加

噬菌体移植不影响细菌群落

同步分析移植前后细菌群落（16S rRNA测序）与噬菌体的关联。细菌群落稳定性：移植后细菌群落组成未发生显著变化。噬菌体-细菌关联：Procrustes分析显示噬菌体与细菌群落结构高度相关（图3），但移植未破坏此关联。健康成年肠道细菌群落对噬菌体移植具有抵抗力。

图4：供体与受体之间或供体与未接受移植的对照之间噬菌体组分的差异

噬菌体移植引发受体噬菌体群落的有限趋同

将野生小鼠盲肠噬菌体滤液移植至圈养小鼠（BULS、BUSNA品系），追踪移植后2天和7天的变化。发现：

1)      趋同效应：受体噬菌体群落与野生供体的距离减小（图4）。

2)      品系特异性：BULS品系在亚基因组水平（Fst分析）趋同更显著（图5）。

3)      噬菌体转移：622个野生噬菌体contigs出现在受体中，显著高于随机预期（P<0.0001）。

野生噬菌体可整合至受体群落，但趋同程度受宿主品系影响。

图5：在实验过程中（D-1、D2、D7）对来自移植供体和受、移植供体和未接受移植的对照的 BULS 和 BUSNA 小鼠的亚片段噬菌体组差异变化的测量

SPF与非SPF小鼠噬菌体群落的分类差异

重新分析SPF实验室小鼠数，发现：SPF小鼠特征：Sudiviridae（crAss-like噬菌体）占主导（26%），Salasmaviridae极少（<1%）。

宿主差异：Salasmaviridae靶向厚壁菌门，Sudiviridae靶向拟杆菌门。

结论：野生噬菌体群落多样性高且个体差异大，与圈养小鼠显著不同。噬菌体移植可部分整合至受体群落，但细菌群落保持稳定。

健康肠道菌群对噬菌体干预具有强韧性，支持噬菌体移植的安全性。

参考来源：https://doi.org/10.1093/ismejo/wrae178