《Cell》縱向多組學揭示腸易激症候群(IBS)的潛在機制

2021-01-11 健康界

腸道微生物組與多種人類慢性胃腸道(GI)疾病有關。腸易激綜合症(IBS)是一種普遍存在的疾病,其特徵是反覆出現腹痛或不適。IBS主要見於女性,並與糞便形式或頻率變化有關,並基於主要便秘形式(便秘為主(IBS-C),腹瀉為主(IBS-D)或混合型(IBS-M))。 由於動物和人類研究之間明顯的脫節以及缺乏針對疾病特異性生理變化的綜合多組學觀點,因此很難確定腸道菌群在疾病中的作用機理。

近日,美國梅奧診所消化內科和肝病科 Purna C. Kashyap研究團隊和明尼蘇達大學生物科學學院 Dan Knights團隊合作在 Cell上發表了題為 Longitudinal Multi-omics Reveals Subset-Specific MechanismsUnderlying Irritable Bowel Syndrome 的文章,研究團隊對IBS宿主生理進行了多組學測量的縱向研究(gun彈槍淺宏基因組測序、16S rRNA基因測序、代謝組學研究,細胞因子測量,轉錄組和甲基化組分析)最終確定了IBS亞類型特異性、症狀相關的微生物組成和功能變異,其中一組已確定的微生物代謝產物變異子集與IBS有關的宿主生理機制相關。 通過Lasso回歸機器學習方法整合多個數據層,鑑定出的微生物代謝物變化的子集對應於與IBS相關的宿主生理機制。研究團隊將嘌呤代謝確定為一種新型IBS宿主-微生物代謝途徑,同時嘌呤飢餓被確認為潛在的IBS治療靶標。

點評總結:

這項研究主要採用了縱向多時間點採樣,針對IBS這類症狀波動較為明顯的疾病研究縱向多時間點採樣可以減少橫斷面研究的採樣偏差,減少入組病人的數量但提高統計檢驗的效力。可以看到研究納入的病人並不很多,但採用平均值之後統計效果明顯。

另外研究同時進行了多組學的檢測,包括代謝組和黏膜轉錄組等,通過對宏基因組功能差異的分析以及代謝組的差異分析同時鎖定了多項代謝異常,尤其是次黃嘌呤的水平異常。進一步對次黃嘌呤水平與宏基因組的菌種進行關聯分析鎖定了重要的相關菌,通過SV關聯分析,在更細尺度上篩選出了可能的功能基因區段。

這種組合方式提供了完整的研究思路,從人群尺度尋找疾病可能的代謝和生理機制,並經由多組學的關聯分析鎖定可能的菌種標誌,再到精細化篩選出可能的功能基因。

在菌群方面研究採用了宏基因組和16S,對糞便樣本採用宏基因組,對黏膜樣本採用16S,因為黏膜樣本含有較高的人體DNA,16S更為合適。糞便樣本的宏基因組直接採用和RefSeq89版本進行比對注釋,基因部分同時結合了序列比對和利用基因組數據直接提取注釋相結合。宏基因組測序能夠提供菌株層面的解析度,同時也是後續結構變異關聯分析的必要條件,隨著參考基因集的完善,中等測序深度的淺宏基因組將可以大量應用於這類研究中

全文介紹

全文縮略詞整理:

腸易激症候群(IBS)

便秘為主的腸易激症候群(IBS-C)

腹瀉為主的腸易激症候群(IBS-D)

混合型為主的腸易激症候群(IBS-M)

健康對照(HCs)

症狀嚴重程度評分(SSS)

短鏈脂肪酸(SCFA)

靶向液相色譜-質譜(LC-MS)

5-羥色胺受體4(5-HT4R)

膽汁酸(BAs)

膽酸(CA)

鵝去氧膽酸(CDCA)

核磁共振氫譜(1H-NMR)

黃嘌呤磷酸核糖基轉移酶(XPRT)

嘌呤核苷磷酸化酶(PNP)

缺失區(DR)

可變區(VR)

Bray-Curtis差異(BCD)

不規則性(BCDI)

差異甲基化區域(DMR)

本文用到的實驗方法匯總:

樣本人群和數據生成

18-65歲的IBS-C和IBS-D患者經過嚴格的篩查確診患者入組。IBS-C和IBS-D受試者均符合羅馬III級標準。有腹部手術史(闌尾切除和膽囊切除除外)、被診斷為炎症性腸道疾病、顯微鏡下結腸炎、腹腔疾病或其他炎症性疾病、在過去4周內使用抗生素、出血風險或服用增加出血風險的藥物、過去一周準備接受結腸鏡檢查、懷孕、計劃在研究期間懷孕、是易受感染的成年人以及年齡在18歲以下或65歲以上的志願者被排除在外。

食物頻率問卷(FFQ)和24小時飲食回想問卷

動物實驗

小鼠實驗

Ussing chamber 試驗

Ussing Chamber,尤斯灌流室,離是研究跨上皮轉運的工具,可用於包括離子轉運、營養物質轉運及藥物轉運等的研究。通過跨上皮轉運的研究,可以了解上皮的離子通道機制、營養成分及藥物透過上皮的吸收、影響上皮屏障功能以及通透性的因素等。本文的Ussing Chamber實驗研究了5-羥色胺(5-HT)對結腸上皮短路電流(ISC;一種反映腸道分泌物的跨上皮離子流量的測量)的變化。

微生物組測序

QIAGEN PowerSoil 提取糞便和組織DNA

淺宏基因組使用HiSeq 2500(快速模式)單端讀數為100 bp(1x100)和NextSeq150 bp單端讀數(1x150)進行測序。

擴增子測序,對核糖體RNA基因的V4區進行測序,擴增子序列與來自同一細菌基因組的16S rRNA基因在shotgun測序法中使用BURST。

微生物組數據分析

宏基因組部分使用的是淺宏基因組,使用1x100或1x150單端,使用BURST以97%相似度和RefSeq(v86版本)進行比對,過濾比對測序深度低於1萬reads的樣本。KEGG正射圖也可以從參考基因組中進行預測,並利用SHOGUN對預測的圖譜進行擴充,以改進對低豐度基因的估計。

基因豐度部分是直接比對從refseq基因組中提取的KEGG注釋序列,並利用SHOGUN改進低豐度基因的預測)

在測試亞組之間的分類單元差異之前,刪除了90%的受試者中不存在的分類單元。為了識別差異豐富的特徵,使用FDR截止值<0.25。

通過提取所有健康對照(HC)與HC或IBS樣本之間的成對差異來計算基於Bray-Curtis差異(BCD)的不規則性(BCDI),並存儲這些差異的中位數。HC值的第90個百分位數用作鑑定與HC樣品不同的微生物組樣品的臨界值。通過隨機抽取每個HC對象一個樣本並在這些樣本中識別BCDI 500次,對第90個百分位數的臨界值進行了敏感性分析。 此外,還計算了平均HC微生物組豐度的第90個百分位數臨界值。 使用平均值不會改變第90個百分位數的臨界值(0.63)。

代謝組學

血清和糞便樣品的核磁共振代謝(1H-NMR)譜分析,測定糞便樣品中丙酸、丁酸和醋酸的相對豐度,非靶向1H-NMR譜判別分析(PLS-DA)模型確定了IBS亞組和HC糞便樣本之間的代謝變異。

通過LC-MS /MS進行膽汁酸分析

使用ACQUITY超高效液相色譜(UPLC)系統和Xevo G2-S四極飛行時間(Q-TOF)質譜儀上對樣品進行了分析。

通過GC-MS / MS進行SCFA定量

使用7000D 三重四極杆 GC/MS((Agilent Technologies Ltd.)對SCFA進行定量分析。7000D 三重四極杆氣質聯用系統是 GC/MS/MS 發展史上迄今為止最為成功的最新型號。使用真正的SCFA標準品繪製了11點校準曲線和合併的QC樣品。

通過LC-MS / MS進行色氨酸定量

色氨酸定量使用LC-MS/MS在WatersAcquity UPLC上進行,色譜柱為T3 C18柱(1       ×50 mm,1.7 uM),聯用WatersXevo TQ-S三重四極杆質譜儀。

細胞因子測量

使用多路Luminex定量分析IL-8,IFNγ,IL-10,II-18,IL-22,瘦素,血管內皮生長因子(VEGF),膜結合免疫球蛋白(MIG),IL-1β,IL-17A,IL-1RA,IL-6和 TNFα。使用酶聯免疫吸附測定(ELISA)對TGFb-1進行了定量。

RNA測序和分析

提取mRNA, 使用IlluminaHigh Seq-2000測序,使用MAP-RSeq v.2.0.0、edgeR 2.6.2、R包RITAN(https://www.bioconductor.org/packages/release/bioc/html/RITAN.html)進行基因機損,差異表達和路徑富集分析。

甲基基因組測序和分析

使用Illumina Infinium甲基化EPIC BeadChip評估基因組DNA中的全基因組甲基化,使用R軟體包ChAMP 2.9.10、Combat方法、limma函數和Benjamini-Hochberg(BH)得到甲基化的CpG位點,使用R包RITAN,將與DMC或DMR相關的基因用於途徑富集分析。

多組學數據整合

使用R中的Maaslin2軟體包(http://huttenhower.sph.harvard.edu/maaslin)研究了糞便微生物特徵與糞便代謝產物之間的關聯。使用最小豐度運行Maaslin2,將微生物特徵的最小患病率分別設置為0.0001和0.5。 經FDR校正的q值的閾值設置為0.25。 將線性混合效應模型應用於與被設置為隨機效應的受試者的關聯。

用Lasso回歸機器學習方法擬合,鑑定基因-微生物組和基因-代謝物關聯,該基因模型使用每個基因的基因表達作為響應,並使用微生物組豐度或代謝物濃度作為預測因子。回歸方法是一種對數值型連續隨機變量進行預測和建模的監督學習算法,回歸分為Linear Regression線性回歸,Logistic Regression邏輯回歸,Polynomial Regression多項式回歸,StepwiseRegression逐步回歸,Ridge Regression嶺回歸,Lasso Regression套索回歸,ElasticNet回歸。其中,Lasso回歸方法是在統計學和機器學習中同時進行特徵選擇和正則化(數學)的回歸分析方法,旨在增強統計模型的預測準確性和可解釋性,在實踐中,嶺回歸與套索回歸首先嶺回歸。但是,如果特徵特別多,而某些特徵更重要,具有選擇性,那就選擇Lasso可能更好。

體內和體外次黃嘌呤消耗實驗

Mega培養基中培養細菌,使用LC-MS測定培養上清液中的次黃嘌呤水平,在6周齡的無菌Swiss Webster小鼠上進行了單菌落實驗。

次黃嘌呤(Sigma-Aldrich)管飼餵養後第4天,處死小鼠並收集盲腸內容物,使用Amplex Red黃嘌呤/黃嘌呤氧化酶測定試劑盒(Thermo Fisher)測定盲腸內次黃嘌呤和黃嘌呤的總濃度。

結果分析:

一 縱向採樣克服了跨部門微生物組研究中的異質性

慢性胃腸道疾病中腸道微生物組的橫斷面研究提供了高度動態的生態系統的快照。 除了飲食,藥物使用,生活方式和其他環境因素的影響外,隨著時間的流逝微生物群的變化也可能反映疾病活動的變化。

該文通過對縱向數據進行二次採樣,測試顯著的分類單元,將單個時間點的結果與受試者平均所有數據所獲得的結果進行比較,來評估縱向採樣與橫截面採樣相比對識別成分變化的影響時間點。

比較不同時間點時,在各個時間點觀察到的HC和疾病組之間的分類單元豐度差異非常不一致,並且與平均數據中觀察到的變化不重疊。 當使用平均數據而不是單時間點數據時,發現多個鏈球菌屬物種的豐度明顯更高。與HC相比,IBS-D中新近鑑定出的門合生植物的豐度要低得多。 我們還發現,個體內部差異高於個體內部差異,這支持了我們對每個個體的縱向數據進行平均的方法(STAR方法,t檢驗p<0.0001)。

這些發現凸顯了在慢性疾病中進行縱向採樣的必要性,以可靠地識別使用橫截面採樣可能遺漏的微生物群變化。因此,我們主要報告時間平均數據的發現。 最近的一項研究進一步證明了這一點,該研究表明,在多個採樣時間點使用平均值時,常用的「組學」方法更為準確。

二 縱向採樣揭示了隨著時間的流逝,IBS-C微生物群具有更大的可變性

與HC和IBS-D受試者相比,IBS-C患者的糞便微生物群組成隨時間表現出更大的變異性。 此外,與IBS-D樣本相比,平均IBS-C糞便樣本的香農多樣性更高(ANOVA,Tukey HSD p值為0.016)。

糞便樣品中結腸黏膜的微生物組成與腔微生物群有顯著差異。與HC相比,IBS患者的黏膜相關菌群的特徵是變形桿菌水平明顯較高。與IBS-D或HC相比,IBS-C患者的與黏膜相關的微生物菌群與其各自的腔內微生物菌群相似性較低。這可能反映出IBS-C患者菌群的遷移時間較長,而社區之間有更多的時間分化。 此外,IBS-C患者的黏膜相關菌群的個體內變異性隨時間變化更大,這與我們在腔菌群中觀察到的相似。

三IBS症狀嚴重程度與腸道菌群的功能變化有關

在特定採樣點使用IBS SSS(0-500)報告IBS的嚴重程度,IBS SSS是腹痛強度、頻率、腫脹、對排便習慣的不滿以及IBS對一般生活的影響的累積度量。我們觀察到重度IBS-D(SSS>300)中超過20種乳桿菌的相對豐度高於輕中度IBS-D(SSS<300)。而且這與受試者食用益生菌或乳製品無關。

在糞便宏基因組學功能富集分析時,我們發現在FDR中74個KO與嚴重的IBS-C相關,而44個與嚴重的IBS-D相關。 重度IBS-C和IBS-D中均發現了乙醇脫氫酶(ADH)的KO途徑,且在重度IBS-C和IBS-D比輕中度IBS中高。 乙醇脫氫酶(ADH)顯示與雙歧桿菌和鏈球菌屬呈正相關。這些數據表明ADH活性可能與腹痛有關,腹痛是IBS-C和IBS-D共同的主要症狀。

四 代謝組學與生理學結果闡明了腸道微生物群代謝對胃腸功能的影響

H1核磁共振(NMR)光譜顯示,與HC相比,IBS-C患者糞便樣本中的短鏈脂肪酸(SCFA)丙酸酯,丁酸酯和乙酸酯顯著降低。與腔內代謝產物一致,與HC組相比,IBS-C組的結腸黏膜活檢樣品中的乙酸鹽(通過氣相色譜-質譜[GC-MS]測定)也顯著減少。,SCFA的這些差異與膳食纖維的總攝入量無關,因為這在各組之間沒有顯著差異。

Ussing chamber 試驗結果表明水分流伴隨離子通量,並且分泌減少會導致便秘中糞便含水量降低。相反,增加的離子通量可導致分泌更多的水,導致腹瀉。色胺均顯著增加了結腸分泌且在各組之間沒有顯著差異,表明,IBS患者和HCs的結腸上皮能夠由色胺引起的液體分泌,因此觀察到的變化可能是由於色胺的豐度變化導致。

進一步使用靶向液相色譜-質譜(LC-MS)方法研究了糞便樣品中色胺和其他色氨酸代謝物的變化。發現,IBS-D患者糞便樣品中的色氨酸和色胺都顯著增加,因此可能部分歸因於IBS-D糞便中水分的增加。我們證實這些代謝物的變化與蛋白質攝入的飲食差異無關。

使用LC-MS / MS我們IBS-D患者糞便樣品中未結合的初級BA含量明顯較高,而IBS-D患者糞便樣品中未結合的初級BAs含量明顯較低。與HC和IBS-C受試者相比,IBSD中個體初級共軛和非共軛BA和DCA-S的量更高。由於像CDCA這樣的羥基化初級BA可能會增加結腸分泌,因此運用Ussing chamber測試了CDCA在無菌小鼠結腸黏膜下黏膜下層製劑中的作用,結論支持了CDCA水平升高在增加IBS-D患者糞便中水分含量方面的生理作用。

五 聯合多組學分析確定了IBS中的新型微生物代謝途徑

採用了非靶向代謝組學方法來鑑定可能導致IBS病理生理變化的新型微生物途徑。基於無目標1H-NMR光譜圖的潛在結構判別分析(PLS-DA)模型的投影確定了IBS亞組和HC糞便樣品之間的代謝變化。 與HC相比,IBS-C患者糞便樣品中的賴氨酸,尿嘧啶和次黃嘌呤均顯著降低。  IBS-D患者的次黃嘌呤含量也較低,儘管與IBS-C的意義不同。

分析IBS和HC患者糞便樣本中次黃嘌呤相關的宏基因組學功能,發現IBS-C中的黃嘌呤脫氫酶/氧化酶(XO;1.17.1.4)和黃嘌呤磷酸核糖基轉移酶(XPRT; 2.4.2.22)途徑相對於HC有所升高。 XPRT從黃嘌呤單磷酸中釋放出黃嘌呤,這是搶救嘌呤的第一步。 在下遊,XO是一種具有低底物特異性的酶,可作用於黃嘌呤或次黃嘌呤以產生尿酸。這些較高水平的XPRT和XO模塊表明,IBS患者中腸道菌群對嘌呤的分解作用增加。

進一步檢查了宏基因組的KO分析,以探索次黃嘌呤代謝的兩個方面,即其在調節上皮能量狀態中的作用以及在假定的氧化劑作用下生成H2O2和超氧陰離子。 與HC相比,IBS-C糞便中C氧化酶的豐度明顯更高。 有趣的是,IBS-C中的超氧化物還原酶(1.15.1.2)升高,這可能反映了IBS-C腸道微生物組應對氧化應激的能力增強。在XO活躍的情況下,這可能是必要的。

綜上所述,這表明IBS患者的微生物組對次黃嘌呤的利用和分解能力增強,這與IBS-C糞便中次黃嘌呤水平的降低是一致的。

六 膽汁酸,丁酸和次黃嘌呤代謝有關

為了進一步闡明微生物對IBS中鑑定的代謝物豐度的貢獻,首先基於線性模型(Maaslin2; http://huttenhower.sph.harvard.edu/maaslin)進行了直接多元相關分析。這確定了HC樣品有60種重要的代謝物種類相關性,IBS-C有28種,IBS-D有46種。 所有組均無相關性。  HC和IBSC或IBS-D中存在12個。  IBS-C和IBS-D子組都存在兩種相關性。

儘管以上相關方法使我們能夠識別糞便代謝物差異的潛在微生物驅動因素,但無法識別可能與檢測到的代謝物差異相關的特定微生物基因。因此,我們使用最近描述的將結構可變的基因組區域與代謝物豐度相關聯的方法(SV關聯),測試了可能導致各組之間代謝輸出變化的特定細菌基因組區域。

七 微生物代謝有助於次黃嘌呤水平

為了更深入地了解微生物組在降低次黃嘌呤水平中的作用,選擇了與Lachnospiraceaesp的基因組相似性選擇了2個Lachnospiraceae菌株進行無菌小鼠實驗,結果表明現定植了Lachnospiraceae sp的小鼠的盲腸內次黃嘌呤水平明顯降低。 與長雙歧桿菌定植的小鼠相比為2_1_58FAA(圖4E)。 由於常規使用次黃嘌呤水平會增加,這表明微生物確定的次黃嘌呤水平是微生物生產與消耗之間平衡的結果。

八 IBS患者爆發時腸道微生物組和微生物代謝產物的改變

IBS是一種症狀嚴重程度隨時間變化的慢性疾病,大多數患者會出現短暫的症狀惡化。前面縱向分析確定了腸微生物組與IBS患者症狀嚴重程度之間的潛在聯繫。對個別報告中顯示惡化時收集的糞便樣本進行分析,與非爆發基線組合IBS樣本相比,爆發期樣本顯示出更高的BCDI),與各個IBS子組的平均樣本相比,爆發期樣本的Shannonα多樣性更低(圖5C)。 在將IBS患者作為一組時以及在IBS-D和IBS-C患者中,特定細菌類群都與耀斑顯著相關(IBS-D和IBS-C患者為168種,IBS-C為40種,IBS-D為7種)與各自平均基線樣本相比,來自Mann-Whitney U檢驗的q<0.1(表S2)。 這些重要物種在爆發期間幾乎普遍減少。發現包括色胺,CA和CDCA在內的分泌代謝物在亞組中升高爆發時IBS患者的比例(BA為6/11,色胺為4/11)。 這些觀察結果表明,不同患者的症狀惡化可能是獨特的微生物和代謝特徵。

九 微生物組和代謝組學數據與轉錄組學和表觀遺傳學差異的整合揭示了IBS中新型的宿主-微生物組相互作用

對於大多數慢性疾病,IBS的病理生理是多因素的,其來自宿主途徑,微生物途徑和宿主-微生物共代謝。 為了確定微生物代謝對宿主功能的影響,我們首先比較了在結腸活檢組織中觀察到的轉錄和表觀遺傳學變化。 還通過構建跨組學相關網絡,將轉錄組數據與代謝物和微生物群的豐度相集合,從而以無針對性的方式,使用這些數據來確定推定的宿主-微生物-代謝相互作用。

十一 多組學集成確定結腸上皮中的嘌呤飢餓是潛在的新機制IBS

前面確定了IBS-C和IBS-D中糞便次黃嘌呤的含量顯著降低,確定了微生物次黃嘌呤的降解導致腸道次黃嘌呤的水平降低,並確定了功能性變化,表明IBS-C糞便中微生物組導致嘌呤降解的增加。 然而,由於次黃嘌呤是宿主-微生物共代謝物,因此其庫可同時受到微生物和宿主代謝的影響。

其實,腸上皮細胞的嘌呤從頭合成能力有限,而是主要依靠挽救途徑進行腺苷酸的生物合成,因此,為了確定由於次黃嘌呤池的消耗而導致宿主的繼發效應,需要進一步確認嘌呤挽救途徑中可能的轉錄變化。嘌呤挽救途徑中的第一個基因嘌呤核苷磷酸化酶(PNP)在IBS-C和IBS-D中均表達高2倍。在IBS患者中PNP表達呈與次黃嘌呤水平呈負相關。重要的是,宿主遺傳學的變異不負責基因表達的這些差異,因為Illumina全局篩選陣列顯示XDH和PNP中的單核苷酸多態性(SNP)在IBS亞組和HC之間沒有差異分布。總之,這些發現提出了一種模型,其中微生物群和宿主的嘌呤核苷酸在結腸組織中誘導代謝應激。反過來,這可能會通過增加嘌呤挽救而導致代償性反應。 使用這種多組學觀點,我們建議低水平的嘌呤核苷酸可能導致較低的上皮能量狀態和黏膜修復能力,這可能部分是IBS的病理生理基礎。

研究結論

在這項研究中,我們描述了在不同IBS亞型患者的宿主生理情況下,對腸道微生物組,代謝組,宿主表觀基因組和轉錄組進行綜合縱向多組學分析的結果。IBS-D患者活檢中基線結腸分泌增加,這表明上皮運輸的固有變化或促進液體分泌的代謝產物增加。 觀察到的促分泌素(例如主要的BA CDCA和細菌代謝物類胰蛋白酶)的增加表明,較高水平的微生物群相關分泌化合物可能會導致IBS-D分泌增加。 三組結腸活檢樣本之間對色胺的分泌反應缺乏顯著差異,這進一步得到了支持,如果結腸上皮存在固有缺陷,這是可以預期的。

先前的研究表明,BA吸收不良驅動了IBS-D的腸道分泌增加,但是在該研究中,繼發性BA與原發性BA並存的增加並沒有增加,這表明原發性BA的微生物生物轉化減少可能至少部分地驅動了這種作用。通過進一步有針對性地整合多個宿主和微生物組數據層,確定了嘌呤代謝的宿主-微生物途徑,這可能在IBS的病理生理中起重要作用。

研究意義

這是首次將次黃嘌呤與IBS發病機制聯繫起來,包括先前對動物模型進行的致生菌研究。這說明了在人類中採用多組學測量以鑑定可能依賴於基因表達中人類特異性反應的潛在疾病機制的相關性。由於黃嘌呤氧化酶抑制劑別嘌呤醇(用於治療痛風)和硫嘌呤(用於優化炎症性腸病治療)的可用性,次黃嘌呤是有吸引力的藥物靶標。

該研究為將來的研究提供了多個新的治療靶標。IBS-D患者中BA明顯減少的微生物生物轉化可以使用確定的微生物菌群進行治療,同樣,在IBS-C患者中,細菌SCFA和/或色胺的產生增加可能是可行的治療策略。

最後,在腸道內局部刺激微生物次黃嘌呤的產生或抑制黃嘌呤氧化酶將是一種增加腔次黃嘌呤的量而沒有全身作用的新方法,並且可能對獨立於疾病亞型的IBS有益。

研究的局限性

研究存在一些局限性。本文主要關注結腸微生物組,但我們知道小腸可能在IBS症狀的產生中起重要作用。需要專門針對小腸微生物組的縱向研究來補充發現並增進對IBS的理解。

福利活動和技術推廣

本文的淺宏基因組測序方案是針對16s解析度和宏基因組高成本之間的一個折中方案,通過降低測序深度,但是物種的解析度並沒有低於一般宏基因組(普遍5~10G數據量)。
經過幾個月的研發的測試,谷禾健康推出淺宏基因組測序分析服務,每個樣本數據量不低於100萬reads,不通過拼接組裝,直接基於標記基因的參考基因組方法進行種屬豐度分類。結合其到菌株的物種分類和豐度數據可較16s方案下的PICRUST更加準確的預測基因構成

淺宏基因組分析內容


相關焦點

  • 腸易激症候群(IBS)新藥!β-3腎上腺素能受體激動劑vibegron治療IBS...
    2020年11月29日訊 /生物谷BIOON/ --Urovant Sciences近日公布了評估vibegron(維貝格龍)治療腸易激症候群(IBS)疼痛2a期臨床研究的頂線結果。這是一項隨機、雙盲、安慰劑對照臨床試驗,在因腸易激症候群(IBS)腹痛並伴有IBS-D(腹瀉)和IBS-M(混合IBS)的女性患者中開展,評估了每日一次vibegron(75mg)的療效和安全性。該研究在美國35個臨床中心入組了222例女性IBS患者,189例完成了為期12周的研究。
  • 腸道菌群失調與腸易激症候群
    張學娜 金世祿腸易激症候群(irritable bowel syndrome ,IBS)是以腹痛或者腹部不適伴排便習慣或大便性狀改變為特徵,症狀持續或間歇發作,經相關檢查無器質性病變證據的症候群。 它是臨床上最常見的功能性胃腸病之一。西方人群發病率約15%~20%,我國約5%~10%[1] 。
  • 治療便秘型腸易激症候群新藥利那洛肽在中國正式獲批
    作為我國專門治療成人便秘型腸易激症候群(IBS-C)的處方藥物,令澤舒的獲批將填補我國成人便秘型腸易激症候群的治療空白,為廣大國內患者帶來福音。利那洛肽在美國等全球30多個國家獲批上市,治療便秘型腸易激症候群。阿斯利康與Ironwood製藥有限公司於2012年達成合作,共同負責令澤舒在中國的開發及上市推廣。
  • 富含梭菌的微生物群促進腹瀉型腸易激症候群膽汁酸排洩
    腸易激症候群(irritable bowel syndrome,IBS)是一組持續或間歇發作,以腹痛、腹脹、排便習慣和(或)大便性狀改變為臨床表現,而缺乏胃腸道結構和生化異常的腸道功能紊亂性疾病。個體IBS患者中發現產生症狀的特定機制是困難的,因為缺乏具有足夠敏感性和特異性的測試來鑑定這些原因,並且證明鑑定該機制可以導致迅速而有效率的治療。
  • 腸易激症候群,需明確是否合併小腸細菌過度生長,氫呼氣實驗來幫忙
    原創 劉柱 消化內鏡之音腸易激症候群(irritable bowel syndrome,IBS),是一種功能性腸病,以腹痛、腹脹或腹部不適為主要症狀,排便後症狀多改善,常伴有排便習慣的改變,而反覆檢查又沒有可以解釋這些症狀的器質性病變。
  • 食物抗原誘發餐後腹痛的潛在機制
    食物抗原誘發餐後腹痛的潛在機制 作者:小柯機器人 發布時間:2021/1/15 16:30:10 比利時魯汶大學Guy E. Boeckxstaens課題組取得最新進展。他們提出對食物抗原的局部免疫反應導致進餐引起的腹痛。
  • Molecular Cell | 英國愛丁堡大學的研究者揭示逆境脅迫誘導翻譯抑制的機制
    文章研究揭示了逆境脅迫誘導翻譯抑制的機制:(1)定量蛋白質組學方法揭示了整體逆境脅迫誘導的RNA結合變化; (2) 翻譯關閉是由關鍵啟始因子導致的mRNA結合快速喪失驅動的; (3) 熱激誘導Xrn1促進普遍mRNA的降解。
  • 【Cell】麻省理工和哈佛大學共同揭示腸神經系統的單細胞圖譜
    這些數據將使我們能夠更好地了解腸神經系統在多種疾病中的作用,並確定導致這些疾病的遺傳危險因素所作用的細胞類型。」 在ENS內部 研究小組的分析揭示了腸神經系統中數十個不同的神經元亞群,並顯示這些細胞的組成及其基因表達隨腸道解剖區域、年齡、甚至一天中取樣時間的不同而不同。
  • 2020年1月Cell期刊不得不看的亮點研究
    4.Cell:揭示精細胞存在廣泛的轉錄掃描機制doi:10.1016/j.cell.2019.12.015在一項新的研究中,來自美國紐約大學等研究機構的研究人員發現精細胞(即精子)在成熟過程中開啟它們的大多數基因,而不是像通常那樣遵循它們的遺傳指令,而是在將DNA傳遞給下一代之前對它進行修復。
  • 從消化道健康到腸-X軸益生菌科學研究十大熱點發布
    近年來,國內外學者在益生菌的資源、功效、作用機制及安全性等方面進行了大量的科學試驗研究,益生菌科學取得了長足的發展。系統生物學、合成生物學、多組學等新學科、技術的興起與發展,為益生菌科技與產業的發展提供了新的思路和發展機遇。益生菌研究領域隨之湧現出諸多新的學術觀點與學術成果。
  • Cell上的經典蛋白組學、磷酸化蛋白組學、WES多組學聯合分析文獻
    今天小鹿為大家整理了近期發表在Cell上的一篇極為經典的蛋白組學、磷酸化蛋白組學、WES相關的多組學聯合分析文獻,希望能助您打開思路,找到新的挖掘點。對蛋白質組、磷酸化蛋白質組、轉錄組和全外顯子組測序數據的綜合分析揭示了腫瘤相關特徵,如腫瘤相關蛋白變異、特有的蛋白質組特徵以及早期患者或EGFR和TP53突變患者的臨床結果。基於蛋白的LUAD分層顯示了三個亞型(S-I、S-II和S-III),它們與不同的臨床和分子特徵有關。
  • 委內瑞拉巨型狼蛛毒液中提取的多肽有望緩解腸易激症候群
    根據澳大利亞的一項新研究,在委內瑞拉發現的一種巨大的有毒狼蛛可能是數百萬腸易激綜合症(IBS)患者的一種緩解疼痛的來源。這種狼蛛被稱為Venezuelan Pinkfoot Goliath,它的腿展長達30釐米,是世界上最大的狼蛛之一。
  • 從消化道健康免疫調節到腸-X軸 "益生菌科學研究十大熱點"重磅發布
    中國網8月20日訊(記者 孟超)近年來,國內外學者在益生菌的資源、功效、作用機制及安全性等方面進行了大量的科學試驗研究,益生菌科學取得了長足的發展,至今熱度不減。系統生物學、合成生物學、多組學等新學科、技術的興起與發展,為益生菌科技與產業的發展提供了新的思路和發展機遇。
  • 縱向多組學分析確定嚴重COVID-19軌跡的標誌
    縱向多組學分析確定嚴重COVID-19軌跡的標誌 作者:小柯機器人 發布時間:2020/11/29 21:59:44 德國基爾大學Philip Rosenstiel團隊利用縱向多組學分析確定巨核細胞、紅系細胞和成漿細胞的反應是嚴重
  • 腸易激綜合症新藥BEKINDA2期臨床達終點
    生物醫藥公司RedHill近日公布了其用於治療腹瀉型腸易激綜合症(IBS-D)的BEKINDA(RHB-102)的2期臨床試驗頂線最終結果。腸易激綜合症(IBS)是最常見的胃腸疾病之一,影響約3千萬美國人。病例中約40%是腹瀉型腸易激綜合症(IBS-D)。2013年至2016 年間,美國IBS-D治療市場增長約550%。
  • Nature|進餐後誘發腹痛反應的機制
    撰文 | Qi全球高達20%的人會在飯後出現胃腸道症狀,但潛在機制在很大程度上仍不為人所知。黏膜免疫系統通過口服免疫耐受性(oral tolerance),即對口服抗原的細胞和體液反應的積極抑制,從而對病原體和無害的共生菌或食物抗原提供一個平衡的反應,以限制不必要的炎症和伴隨的組織損傷發生【1, 2】。
  • 多篇亮點文章共同解讀植物提取物如何攻克多種人類頑疾!
    我們分析了這種植物紅漿果的化學組分,並且利用它們針對致病性細菌進行系統性地測試以便揭示這種植物的藥理機制。」這些研究人員證實從巴西青香木紅漿果中提取出的一種精製的富含黃酮的組合物(稱之為430D-F5)抑制感染上耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)的小鼠遭受皮膚損害。這種組合物的作用機制是它並不殺死MRSA細菌,而是抑制一種允許這些細菌彼此間進行通信的基因。
  • 定量蛋白質組學方法應用於病毒結構、功能及感染機制研究
    SCIEX面向全球提供不同類型的高端質譜平臺和多組學研究方案,能夠在基礎研究、臨床診療和藥物研發的領域助力對於病毒相關的研究與防控。ODV主要侵染腸,而BV則有可能侵染其他易感組織。如果能夠對這兩種病毒蛋白層面的差異進行分析,那麼就能夠掌握病毒顆粒侵染偏向的線索。基於iTRAQ試劑的定量蛋白質組學能夠很好的完成相似樣品在蛋白層面的差異比較。在本研究中,研究人員使用不同的iTRAQ試劑(116和117)來標記不同兩種不同的肽段樣品,等量混合後,使用SCIEX高分辨質譜儀進行數據採集。
  • 蛋白質組分析揭示小細胞肺癌治療的潛在靶點
    蛋白質組分析揭示小細胞肺癌治療的潛在靶點 作者:小柯機器人 發布時間:2020/6/14 21:58:19 在小細胞肺癌幹細胞中,無偏倚的蛋白質組學分析揭示了可靶向的GNAS / PKA / PP2A軸,這一成果由美國史丹福大學
  • 研究揭示發熱伴血小板減少症候群炎症反應機制
    新華社武漢8月15日電(記者譚元斌)我國科研人員的一項最新研究揭示了發熱伴血小板減少症候群炎症反應機制,為其臨床治療方案的開發提供了理論參考。記者15日從中國科學院武漢病毒研究所了解到,該所彭珂課題組、肖庚富課題組與軍事科學院軍事醫學研究院劉瑋團隊合作,通過運用臨床病人樣本轉錄組和定量蛋白質組的多維組學方法,研究了新型蜱傳布尼亞病毒感染的致病機制。他們發現,發熱伴血小板減少症候群炎症反應與疾病進程和致死結局高度相關,而新型蜱傳布尼亞病毒感染誘發的線粒體損傷可能與炎症反應的發生有關。