而代谢组学是研究生物体中代谢产物变化的科学,常用研究方法包括LC/MS(液质联用)和 GC/MS(气质联用),可以解决「what have really happened?」(究竟发生了啥) 的问题。
知道了样本当中有了哪些微生物,和它们具有的功能后,就需要进一步的验证这些功能是否真的发生了,发生的程度是什么样的?而单纯的微生物组学是无法完成验证的,这时候就需要代谢组学来救场。
本篇小鹿分享3篇经典16S rRNA测序+代谢组学研究探究多组学整合研究如何助力快速发文?
分享案例一
标题:藻酸盐寡糖化小鼠的微生物群成功减轻了小肠粘膜炎
期刊:Microbiome IF=14.650
研究思路:
*样本类型:小鼠小肠、肠道内容物、血浆
*检测平台:LC-MS非靶向代谢组、转录组、16S微生物多样性检测等
本研究发现藻酸盐寡糖(AOS)可以减轻抗癌药物白消安诱导的小肠细胞膜的损伤,特别是细胞连接和微绒毛;并有利于肠道菌群变化进而改善小肠功能,提高肠道的免疫功能。
LC-MS非靶向代谢技术发现了粪便移植(FMT)对血液代谢的影响,并分析了血液代谢物与肠道菌群之间的相关性,发现不同剂量的粪便移植对血液代谢组均产生了显著影响,其中大部分是在小肠功能中起着重要作用的脂质代谢物,表明FMT可以在血液中恢复被白消安扰乱的代谢物。
相关性分析表明,“有益菌”乳酸杆菌有助于血液代谢产物的恢复,“有害菌群”则不能协助血液代谢物的回收,揭示了FMT可改善小肠功能和肠道菌群,恢复血液代谢的原因。
分享案例二
标题:EphB6缺陷小鼠的肠道菌群通过介导维生素B6动态平衡调节孤独症行为
期刊:Microbiome IF=14.650
研究思路:
*样本类型:小鼠粪便、脑组织
*检测平台:LC-MS非靶向代谢组、16S微生物多样性检测
自闭症谱系障碍(ASD)是一种发育障碍,目前对孤独症的核心症状的有效治疗很有限。ASD患者临床研究证据表明,肠道菌群与ASD发展之间存在联系,但肠道菌群与ASD的脑功能障碍(肠脑轴)联系机制尚未完全阐明。
在肠道稳态起着重要作用的EphB6基因(位于7q号染色体,属于受体酪氨酸激酶Eph家族),因基因突变和在ASD患者中表达下调,被认为是ASD的候选基因。但尚不清楚EphB6在调节肠道菌群和ASD发生的作用机制。
本研究中作者发现EphB6在功能上与ASD相关,并通过肠道菌群介导的维生素B6和多巴胺,调节患者自闭症样行为。作者建立了EphB6缺陷小鼠肠道菌群失调与内侧前额叶皮层(mPFC)(关键的肠脑功能轴)的兴奋/抑制失衡之间的功能联系。
分享案例三
题目:粪便微生物可以区分酒精性肝炎引起的酒精摄入量,但不能区分疾病的严重程度
期刊:Hepatology IF=17.425
研究思路:
*样本类型:人粪便
*检测平台:LC-MS靶向代谢组、16S微生物多样性检测
为了表征酒精性肝炎有关的粪便微生物生态学,考察微生物组变化和疾病严重程度的关系,推断微生物生态学变化的功能相关性,本文作者将中度或重度酒精性肝炎患者(MAH和SAH)的粪便微生物组与健康(HC)和重度饮酒对照组(HDC)进行比较,通过16S rRNA基因测序鉴定微生物群分类,使用LC/MS平台测量粪便短链脂肪酸(SCFA)含量。
重度饮酒患者与健康对照组相比、重度饮酒组与酒精性肝炎相比,均可以发现明显的微生物组特征分布。但微生物分类不能区分中度和重度酒精性肝炎。在酒精性肝炎患者中,粪便中短链脂肪酸与产生SCFA的微生物菌群均减少,可以推断出,酒精性肝炎患者的粪便微生物组有明显的变化,与酒精性肝炎的严重程度无关。
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