研究思路|微生物组+代谢组多组学应用案例解读（第六期）
在高通量测序的大力推动和快速发展下，微生物组学研究已进入多组学的时代。为更好满足科研人员多组学联合分析需求，美格基因基于科研需求及以往项目经验，全新推出微生物组+代谢组联合分析解决方案（详情戳我），克服单一组学研究局限性，便于多角度解释科学问题！本期继续为大家分享微生物组+代谢组多组学应用案例。
原名：Gut microbiota-derived metabolites as central regulators in metabolic disorders
译名：肠道菌群相关代谢物在代谢紊乱中的调控作用
期刊：Gut
IF：19.819
发表时间：2020.11
DOI：10.1136/gutjnl-2020-323071
研究方法：宏基因组+代谢组
本综述详细介绍了与代谢失调相关的菌群代谢产物在代谢紊乱中的作用机制，并讨论了通过靶向菌群代谢产物及其受体以治疗代谢疾病的可能。肠道菌群是代谢紊乱的关键参与者，其利用外源食物作为底物或内源性宿主化合物产生一系列代谢物，从而与宿主进行互作。短链脂肪酸（SCFA）、支链氨基酸（BCAA）、胆汁酸（BAs）、氧化三甲胺（TMAO）、色氨酸及吲哚衍生物等特定肠道菌群代谢产物与代谢失调的发病机制密切相关。
原名：Warmth Prevents Bone Loss Through the Gut Microbiota
译名：温暖环境可通过肠道菌群防止骨质流失
期刊：Cell Metabolism
IF：21.567
发表时间：2020.09
DOI：10.1016/j.cmet.2020.08.012
研究方法：宏基因组+16s+代谢组
骨质疏松症是一种与衰老相关的骨骼疾病，本研究通过微生物组+代谢组多组学联合分析对环境温度是否会影响微生物群的组成进而对骨骼形态和强度产生影响进行了探究，研究结果发现暴露于较温暖的环境温度（34°C）可以增强骨骼强度，同时防止骨质疏松症典型的骨密度损失。此外，这种现象与热量触发的肠道菌群组成的变化有关，因此可以通过将生活在温暖环境中的小鼠的菌群移植到患有骨质疏松症的小鼠中来进行治疗。
原名：Distinct signatures of gut microbiome and metabolites associated with significant fibrosis in non-obese NAFLD
译名：非肥胖脂肪肝病患者显著肝纤维化的肠道菌群、代谢特征
期刊：Nature Communications
IF：12.121
发表时间：2020.10
DOI：10.1038/s41467-020-18754-5
研究方法：宏基因组+16s+代谢组
非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)与肥胖有关，但也在非肥胖个体中被发现。本研究通过微生物组+代谢组多组学联合分析确定了非肥胖脂肪肝病患者的患病严重程度是否与粪便微生物变化有关，并探索了用于诊断非肥胖NAFLD的微生物标志物。结果显示，非肥胖NAFLD患者的肠道微生物多样性因纤维化严重程度存在显著变化，肥胖组与非肥胖组胆汁酸组成存在显著差异，非肥胖纤维化患者相较于无纤维化受试者胆汁酸水平明显升高，此外，丙酸盐水平也随纤维化程度加剧而升高。
点 评
16S rRNA测序虽然可以方便地研究微生物群的组成，但目前对于菌群基因库认知的不完全性，限制了对有关代谢物影响的理解。宏基因组测序为现有的基因提供了更深入的了解，但这些基因中的大多数功能仍然未知。为了进一步了解相关微生物菌群的功能潜力，可以进行微生物组+代谢组多组学联合分析，在了解微生物多样性的同时，探寻微生物对机体生化和功能的影响。
上述几篇研究结合微生物组和代谢组多组学联合方法，构建了微生物与代谢组之间的网络关系，克服了单一组学研究的局限性，便于多角度理解微生物与代谢关系之间的联系，填补了微生物与代谢关系研究数据上的空白。