肠道微生物群和代谢组
人体肠道中有大量的微生物，这些微生物群落被称为肠道菌群，其中包含500 ~ 1000种不同种类的细菌，它们的基因总数是人类的100多倍。人体肠道细菌的总重量可达1-1.5公斤。肠道菌群在人体健康中起着至关重要的作用，参与消化、吸收、代谢、免疫系统等各种生理过程，从而影响人体的生命活动。此外，肠道菌群与肥胖、糖尿病、肿瘤、免疫系统和神经系统疾病等各种疾病密切相关。
近年来，肠道菌群的研究引起了世界各国研究人员的极大兴趣，并成为当前代谢组学的科研热点之一。目前，肠道菌群研究的主要工具是高通量16s rRNA测序，代谢组学而且蛋白质组学系统生物学分析为肠道菌群研究和分析的快速发展提供了巨大的动力。
Creative Proteomics为基于代谢组学的肠道菌群研究提供领先的集成解决方案。
肠道菌群中宿主代谢物检测分析
非靶向代谢组学是从组学的角度对所有内源性小分子代谢物进行无偏倚检测。它利用生物信息学研究有机体在受到干扰(如遗传改变或环境改变)后的整体代谢特征或内源性代谢物的变化，发现引起这种代谢差异的内源性小分子代谢物(潜在的生物标志物)，并探索引起这种重要或病理现象的代谢机制。非靶向代谢组学已成为后基因组学时代功能基因组学的研究工具，是大规模筛选新的生物标志物进行疾病早期预测、诊断和分型的重要手段，是实现精准医疗的重要技术手段。
准确检测和分析肠道菌群和宿主代谢物，寻找肠道微生物代谢组的差异和变化，可以更直接地呈现肠道菌群-宿主的代谢状态，对进而研究其生理或病理机制具有重要意义。
代谢组学分析
对宿主肠道内容物或粪便样本进行代谢组学分析，研究肠道菌群与宿主在代谢水平上的相互作用。不同的设计和需求反过来要求使用不同的代谢组学方法。
1短链脂肪酸分析
短链脂肪酸主要由结肠厌氧菌酶代谢未消化吸收的碳水化合物产生，主要包括乙酸、丙酸和丁酸。在结肠腔内，短链脂肪酸不仅是肠粘膜细胞的主要能量来源，还能减少促炎因子的产生，减少结肠炎症的发生;更重要的是，短链脂肪酸抑制肿瘤细胞的增殖，诱导肿瘤细胞分化和凋亡，减少肿瘤转化的机会。
2神经递质分析
肠道菌群可以产生类似神经递质的化合物，包括γ-氨基丁酸、多巴胺和5-羟色胺，这些神经递质向身体系统发出信号，这些神经递质对人类的精神和行为活动有不同的影响。
3.胆汁酸分析
肠道菌群和胆汁酸代谢在肥胖、糖尿病和非酒精性脂肪肝等疾病的发生和进展中都起着关键作用。近年来，关于胆汁酸代谢与肠道菌群的研究逐渐加强，肠道细菌在胆汁酸的生物转化、肝胆汁酸的合成、肠胆汁酸的再吸收等方面具有重要作用。
4氧化三甲胺的检测
肠道菌群与氧化三甲胺(TMAO)代谢密切相关。含有胆碱或三甲胺结构的食物，如磷脂酰胆碱(PC)、左旋肉碱和某些海鱼，在肠道和肠道菌群消化吸收后代谢为三甲胺(TMAO)。TMAO被肝脏分泌的黄素单加氧酶3 (FMO3)或其他黄素单加氧酶(FMOx)进一步迅速氧化为TMAO。
体内氧化三甲胺水平与糖尿病、癌症、心血管疾病、心肌梗死、高血压、高脂血症和一些肾脏疾病密切相关。
参考文献
- 微生物群或短链脂肪酸:调节糖尿病。细胞与分子免疫学“，．2017年,15:88 - 91。
- Williams b.b.， Van Benschoten a.h.， Fischbach m.a.，等。肠道菌群脱羧酶的发现和特性，可以产生神经递质色胺。细胞宿主和微生物．2014年,16:495 - 503。
- 顾勇，王旭，宁刚，等。分析肠道菌群和血浆胆汁酸可对患者进行分层抗糖尿病治疗。自然通讯．2017年,8:1785。
- 朱伟，郭志刚，何宗林，等。肠道微生物代谢产物TMAO增强血小板高反应性和血栓形成风险。细胞．2016年,165:111 - 124。
- 刘荣，洪俊，王伟，等。肥胖和减肥干预后肠道微生物组和血清代谢组的改变。自然医学．2017年,23:859 - 868。