微生物多样性

Microbial Diversity

微生物多样性
微生物多样性研究是指通过高通量测序等方法检测样本的微生物组成和丰度的方法。微生物多样性测序,也称扩增子测序,通过高通量测序,对原核生物16S rDNA或真核生物18S rDNA/ITS/功能基因特定区域进行测序。与传统方法相比,无需纯培养,大大减少了研究的费用、周期并提升了物种丰富度。
研究流程
应用范围

医学研究:疾病标志物筛查,疾病的诊断和分型,疾病复发诊断,病因与病理机制探究,临床疗效评价,药物毒理学评价

生命科学研究:非生物环境关系研究,植物与微生物,在表型鉴定中的应用,代谢途径及功能基因组研究,药用植物研究中的应用

实验设计
微生物多样性研究微生物的组成和丰度,对不同处理或生理状态的样品进行分组,并通过微生物多样性测序对微生物进行注释,并计算丰度,基于丰度和组别,找到不同组别的差异微生物,并用于后续生理机制的研究。
样本要求

土壤/污泥/沉积物 ≥ 3g

瘤胃液/发酵液/组织液 ≥ 3ml

粪便/肠道内容物 ≥ 0.5g

样本的保存:液氮 或 -80℃保存

样品运输:干冰运输

生物学重复
为排除个体差异,建议对于临床样品,生物学重复 ≥ 30;对于非临床样品,生物学重复 ≥ 6。
分析内容
案例分析

粪便微生物和代谢组检测可区分肠易激综合征和胆汁酸吸收不良

发表时间:2019年
期刊:Gastroenterology
影响因子:19.233

背景与目的:肠易激综合征(IBS)是一种异质性疾病,诊断和分型是根据症状来确定的。本文分析了肠易激综合征(IBS)患者的粪便微生物,以确定该疾病的生物标志物。

方法:收集了80例IBS患者65例非IBS患者(对照组)的粪便和尿液样本,以及人体测量、医学和饮食信息。对粪便进行16S测序,对尿液和粪便代谢物进行气相色谱和液相色谱-质谱分析。通过检测胆汁酸在腹泻患者中的滞留,发现胆汁酸吸收不良(BAM)。

结果:IBS患者与对照组相比,饮食与粪便微生物之间的网络联系有显著性差异,并伴有粪便代谢组的差异。不同IBS症状亚型患者粪便微生物组成无显著差异。粪便代谢组分可以区分IBS患者和对照组。IBS患者和对照组之间的尿液代谢组也有显著差异。粪便代谢组可区分IBS患者是否伴BAM。

结论:患者的尿液、粪便代谢组和粪便微生物组与对照组相比有显著差异,与IBS的症状亚型无关。粪便代谢组分析可用于鉴别IBS患者是否伴BAM。这些发现可能用于开发基于微生物的治疗方法。

图1 图文摘要

图2 基于多维度数据的可视化分析

参考文献
I. Jeffery et al., Differences in Fecal Microbiomes and Metabolomes of People With vs Without Irritable Bowel Syndrome and Bile Acid Malabsorption. Gastroenterology. 2019 Dec 13.