脑肠菌

Brain-Gut Bacteria

脑肠菌整合研究
胃肠道有一个独立于中枢神经系统的神经结构,并且证实连接胃肠道和中枢神经系统的主要神经干,包括迷走神经、内脏神经以及骶神经,其在消化道功能的调节中具有传入和传出双重功能,脑、肠之间是相互作用的,这种脑肠之间的相互联系,称为脑肠轴。如肠道菌群通过肠-脑轴影响脑和行为,脑肠轴是肠和脑之间的信息交流系统,由免疫、迷走神经和神经内分泌途径构成。
研究思路
肠道微生物的多组学研究可以通过微生物的多样性检测联合转录组层面探究肠道微生物的宿主的基因表达互作模式,再依据蛋白质组实验检测酶活力,考察消化环节的催化反映机制;进一步借助代谢组手段挖掘生物合成途径和最终的代谢产物,用以分析消化吸收功能。
方案建议
分析内容
联合分析主要分析内容包括表达关联分析、功能关联分析和网络图构建。
案例分析

饮食、遗传学和肠道微生物群驱动血浆代谢物的动态变化

发表时间:2018年
期刊:Cell Reports
影响因子:7.815

本文选择糖尿病和肥胖易感性不同品系的小鼠,分别喂养高脂饲料(HFD) ,并同时给万古霉素和甲硝唑等抗生素。采用16S rRNA基因测序考察盲肠肠道菌群结构和功能的影响;采用非靶向代谢组学技术分别考察盲肠和血浆中的代谢物变化;分析了血浆中代谢物与胰岛素抵抗的相关性以及肠道菌群与胰岛素抵抗的相关性,证实饮食、基因和肠道菌群之间的相互作用影响血浆中代谢物的水平,阐明胰岛素抵抗和代谢综合征的发病机理。

图1 盲肠和血浆代谢物的热图

图2 血浆代谢物水平与胰岛素抵抗评分的相关性分析, OTUs与胰岛素抵抗的相关性分析

参考文献
Shiho Fujisaka et al., Diet, Genetics, and the Gut Microbiome Drive Dynamic Changes in Plasma Metabolites. Cell Rep. 2018 March 13; 22(11): 3072–3086.