16S rDNA測序+代謝組學,讓科研結果更「近」一步

2021-02-18 青蓮百奧生物科技

相信大家對單一的組學已經有所了解了，要是還有疑惑的話可以關注小編，以往推文裡都有總結哦~

16S rDNA測序分析和代謝組學聯合研究的必要性

生物體內的基因系統調控是一個整體，單一組學看到的只是冰山一角，並不能完整的解釋生物學問題，而且通常文章的影響因子也比較低。所以利用多組學技術將各組學的數據進行整合分析並深入挖掘生物學數據，可以對生物樣本進行系統全面的研究。目前，越來越多的研究者開始將微生物組學和代謝組學聯合起來，腸道微生物菌群與宿主代謝表型的關係以及微生物群落如何影響代謝功能的研究是代謝組學與16S rDNA測序整合分析非常典型的案例；此外，還有研究表明不同的疾病模型中微生物和代謝物之間具有很高的相關性，可通過代謝組學和16S rDNA測序整合分析的方法研究代謝物-微生物-疾病之間的關係，有助於發現疾病的生物標記以更進一步應用於臨床輔助診斷。

微生物與其生存的環境密切關聯。微生物既會影響周圍的環境，同時也會被環境影響。代謝物就是微生物與環境關聯的重要橋梁。微生物多樣性研究越來越深入、研究範圍也越來越廣泛，單一的群落研究方法已經不能滿足我們探究微生物的複雜作用機制的需求。

微生物和宿主的代謝物會影響彼此的生理狀態，因此代謝組學和16S rDNA測序分析聯合可以對微生物與代謝物的深入研究，有利於揭示複雜的微生物-環境、微生物-宿主之間的密切聯繫。

微生物數據與代謝物數據關聯性熱圖

kEGG 各通路功能分布條形圖

典型微生物/代謝產物散點圖分析

腸道菌群通過調節高鹽高血壓患者腸源性皮質酮的合成而調節血壓

高鹽飲食是高血壓的重要危險因素之一。 據報導，腸道菌群與高鹽誘導的高血壓(hSIH)有關。然而，腸道菌群在 hSIH 發病機制中的具體作用尚未完全闡明。文獻主要探討腸道菌群在 hSIH 發生發展中的作用及其機制。

16Sr RNA基因測序+非靶向代謝組學

本研究採用16S rRNA 基因測序對高鹽飲食組（HSD組，n=10）和對照組（n=10）的大鼠糞便進行測序，與對照組相比，HSD組大鼠的厚壁菌 / 擬桿菌比值明顯增加，表明腸道出現了菌群失調。HSD 組有31個腸道屬或種的豐度發生顯著改變，其中22個明顯降低。在這22種細菌中，有12種、8種和2種分別屬於擬桿菌門、厚壁菌門和變形菌門。其餘9種細菌的豐度明顯增加，它們分別屬於放線菌門、厚壁菌門和變形菌門。同時對HSD組和對照組的糞便樣本進行非靶代謝檢測，分別有955和641個峰值特徵、峰值強度發生顯著變化。這些代謝產物包括胺基酸衍生物、膽汁酸、脂類、脂肪酸、糖皮質激素和吲哚衍生物，其中許多是由腸道細菌直接產生或調節的。

結果表明糞便微生物群移植(FMT)可以轉移 hSIH，提示腸道菌群在 hSIH 發育中的關鍵作用。此外，高鹽飲食（HSD）還降低了腸道中脆弱擬桿菌及其代謝物花生四烯酸（AA）的水平，這些物質增加了腸源性皮質酮的產生以及血清和腸道皮質酮的水平，從而促進了血壓升高。 此外，上述異常也在高血壓患者中得到證實。 脆弱芽孢桿菌及其代謝產物 花生四烯酸（AA）可以預防 HSD 的不良反應。研究結果揭示了腸道菌群通過影響類固醇激素水平來調節血壓的新機制。

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Yan Xuefang,Jin Jiajia,Su Xinhuan et al. Intestinal Flora Modulates Blood Pressure by Regulating the Synthesis of Intestinal-Derived Corticosterone in High Salt-Induced Hypertension.[J] .Circ. Res., 2020, 126: 839-853.IF=15.862

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