人體內(nèi)腸道微生物數(shù)量約有100萬億個(gè)，它們所含有的基因總數(shù)是人體自身基因數(shù)目的150倍，也是人類細(xì)胞總量的10倍，稱其為人體的“第二基因組”也不過分。腸道菌群常見的三種類別是有益菌，條件致病菌和致病菌，其功能主要包括為：消化食物成分、合成必需維生素，刺激和調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)、排除病原體、清除毒素和致癌物、支持腸道功能等。腸道菌群在人體中的作用重大，是極其重要的代謝器官，它維持著宿主生理保持穩(wěn)態(tài)，如果腸道菌群出現(xiàn)失調(diào)，那會(huì)對(duì)肥胖、糖尿病、苯丙酮尿癥、炎癥性腸病、肝臟疾病、心腦血管疾病、腎病、艾滋病、腫瘤等癥狀的產(chǎn)生有重要影響，它可以為宿主的生化代謝途徑提供各種酶，同時(shí)也可以執(zhí)行氨基酸、膽汁酸和碳水化合物等代謝活動(dòng)，與宿主形成共代謝關(guān)系。

代謝組學(xué)（Metabonomics/Metabolomics）是基于高通量分析和生物信息學(xué)技術(shù)，研究機(jī)體內(nèi)源性整體代謝變化與規(guī)律的重要組學(xué)技術(shù)，近十年來取得了長足的發(fā)展，被廣泛應(yīng)用到生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域。代謝組學(xué)技術(shù)可以通過對(duì)腸道菌相關(guān)的菌群代謝物的檢測(cè)，清晰的反映腸道菌功能在特定條件下的變化，能夠直觀的研究腸道腸道菌群與疾病產(chǎn)生與發(fā)展的關(guān)系，為疾病預(yù)防和治療提供一定的研究基礎(chǔ)。

基于 16S rDNA 測(cè)序的腸道菌多樣性分析與代謝組學(xué)相結(jié)合，成為從腸道菌結(jié)構(gòu)與功能兩個(gè)方面全面探索腸道菌群與疾病發(fā)生、藥物代謝或藥效的關(guān)系研究的關(guān)鍵策略。近年來有關(guān)腸道菌群代謝組的國際學(xué)術(shù)論文越來越多，國家自然科學(xué)基金資助該主題的項(xiàng)目數(shù)量也節(jié)節(jié)攀升，單從2018年國家自然科學(xué)基金結(jié)果中有關(guān)腸道微生物的研究立項(xiàng)就有近180項(xiàng)，這一研究領(lǐng)域也逐漸變得愈發(fā)重要。

技術(shù)案例

英文標(biāo)題：The probiotic L. casei Zhang slows the progression of acute and chronic kidney disease.

期刊：Cell Metabolism

發(fā)表時(shí)間：2021年

影響因子：21.56

研究方法：16s+腸道菌群代謝組

研究揭示干酪乳桿菌張（L.casei Zhang）可減緩急性和慢性腎臟疾病的進(jìn)展。首先研究人員探討了干酪乳桿菌張對(duì)腎臟損傷的影響。給缺血/再灌注（I/R）雄性小鼠損傷前后口服/不口服干酪乳桿菌，結(jié)果表明益生菌預(yù)處理后血清尿素氮(BUN)和肌酐值降低，腎臟的病理損傷降低，隨著時(shí)間的延長，表明使用益生菌干酪乳桿菌與較低的急性腎損傷和慢性腎纖維化密切相關(guān)；隨后對(duì)小鼠糞便進(jìn)行微生物測(cè)序分析發(fā)現(xiàn)，用干酪乳桿菌張預(yù)處理具有改善缺血/再灌注引起的生物失調(diào)、腸道炎癥和腸粘膜屏障損傷的能力；隨后研究人員探討了腸道菌群在腎損傷中的作用以及益生菌治療的效果是否依賴于原始腸道菌群，實(shí)驗(yàn)表明，在用廣譜抗生素（ABX）耗盡原始腸道菌群后，干酪乳桿菌仍有保護(hù)腎功能的作用，代謝組學(xué)分析顯示其升高有益代謝物SCFAs和煙酰胺，從而減少腎臟巨噬細(xì)胞和腎小管上皮細(xì)胞的炎癥反應(yīng)，發(fā)揮腎臟保護(hù)作用；最后研究人員進(jìn)行了一項(xiàng)為期1年的口服干酪乳桿菌張的安慰劑對(duì)照研究，納入62例3-5期CKD患者，隨機(jī)分組到安慰劑或干酪乳桿菌張組，發(fā)現(xiàn)干酪乳桿菌張組的安全性良好，減緩了3-5期CKD患者的腎臟功能下降。

英文標(biāo)題：A Universal Gut-Microbiome-Derived Signature Predicts Cirrhosis

期刊：Cell Metabolism

發(fā)表時(shí)間：2020年6月

影響因子：21.56

研究方法：宏基因組+腸道菌群代謝組

研究表明，腸道菌群失調(diào)與非酒精性脂肪性肝病 (non-alcoholicfatty liver disease, NAFLD)進(jìn)展為晚期肝硬化和纖維化緊密相關(guān)。為了明確它們之間的相互聯(lián)系，研究人員收集了163名來自對(duì)戰(zhàn)組和患病家庭成員的糞便微生物，包括包括非 NAFLD患者、 NAFLD合并肝硬化患者及其直系親屬。運(yùn)用宏基因組和腸道非靶代謝組學(xué)結(jié)合隨機(jī)森林機(jī)器學(xué)習(xí)算法和差異分度分析，得到了用于檢測(cè)肝硬化的特異性宏基因組和代謝組標(biāo)志物，其診斷準(zhǔn)確率 (AUC) 達(dá)到 0.91，遠(yuǎn)高于0.7。通過該研究發(fā)現(xiàn)這種通用標(biāo)志物，可以準(zhǔn)確識(shí)別肝硬化，該研究對(duì)改善疾病診斷提供了巨大的潛力。

產(chǎn)品服務(wù)

百邁客生物提供腸道菌群代謝組學(xué)檢測(cè)服務(wù)，目前我們通過KEGG、BIOML、CGR、HBC、GMrepo等數(shù)據(jù)庫結(jié)合文獻(xiàn)及宏基因組深度測(cè)序數(shù)據(jù)，自主構(gòu)建了腸道菌群代謝組數(shù)據(jù)庫，覆蓋2800+個(gè)菌株，3700+個(gè)腸道菌群相關(guān)代謝物，不僅可有效對(duì)代謝物進(jìn)行溯源分類，而且代謝物可精細(xì)溯源到具體菌株（部分為種屬）；代謝物可以確定上下游關(guān)系（如果是可逆反應(yīng)則無）及調(diào)控基因/酶，將大大助力腸道菌群與健康作用機(jī)制研究。
此外百邁客還提供其他代謝組學(xué)產(chǎn)品:

參考文獻(xiàn)：

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[2]Oh TG, Kim SM, Caussy C, Fu T, Guo J, et al. A Universal Gut-Microbiome-Derived Signature Predicts Cirrhosis. Cell Metab. 2020 Nov 3;32(5):878-888.e6.

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[4]Zhu, Han, Cao, Chujin, et al. The probiotic L. casei Zhang slows the progression of acute and chronic kidney disease, Cell Metabolism,2021.06.014.

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