作者：麦特绘谱（转载请注：解螺旋·医生科研助手）
众所周知，人体胃肠道中共生着结构复杂、数量庞大的微生物，它们通过长期与人类（宿主）协同进化，已成为维持人类健康不可忽视的重要“功能器官”。 越来越多的研究证据表明，肠道菌失调与肥胖、糖尿病、肿瘤等多种疾病的发生密切相关，因此探寻肠道菌代谢物变化与宿主疾病发生的关联对疾病的预防和具有重要的意 幽闭恐怖症义。
近年来，微生物组学这一新兴领域受到越来越多的关注，但该领域目前对细菌的表征还是基于测序技术，如16S rRNA测序或者NextGen宏基因测序。
尽管通过测序能了解肠道细菌的种类信息，如从门到属到种（有时甚至能到株）的分类和丰度值；但对于细菌的功能性信息，尤其是细菌落组成的微生态总体代谢功能以及如何与人体（宿主）的相互代谢作用，就不得而知。
因此，也就无法判断两个肠道菌组成相差很大的健康人在相同饮食的情况下，其代谢和生理上会发生什么样功能性的变化。
好在现阶段可借助代谢组学的分析技术和数据处理方法，对微生物代谢物的定性和定量分析，来了解微生物的生理状态，进而探寻肠道微生物与宿主潜在的相互作用机制及肠道菌代谢对宿主健康和疾病的作用。
br35因而，检测微生物代谢组学便是最简单明了的肠道体功能表征方法，因为该方法所获得的数据是各种细菌集成的功能以及与宿主共同作用的最终结果！
肠道细菌代谢物，都有哪些呢？
肠道细菌向来勤俭节约，本着决不能浪费的原则，小肠中不能消化吸收的碳水化合物、蛋白质和肽类统统都被化为腹中食物，并产生着一些大有作为的代谢物。
比如膳食纤维的分解物短链脂肪酸可作为一种能量来源，可被多种外周组织代谢利用；缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸等支链氨基酸可被细菌进一步代谢形成支链脂肪酸，而苯丙氨酸、氨酸、酪氨酸等芳香族氨基酸则进一步被分解为酚类和吲哚类物质，有利于合成人
体中多种维生素如维生素K和部分B族维生素等。
蒋毅君 清华大学
肠道菌不仅能够代谢宿主自身无法代谢的物质，而且可以参与宿主的代谢，并与宿主发生共代谢关系，形成一系列肠道菌-宿主共代谢产物，如胆固醇和胆酸代谢、激素代谢等均是肠道菌和宿主共同协作完成的。
到目前为止，研究证实与肠道菌代谢及其与宿主共代谢有关的代谢物主要包括短链脂肪酸、胆酸（特别是次级胆酸）、胆碱代谢物（如三甲胺-N-氧化物）、酚类、苯基（或苄基）衍生物、吲哚类、多胺类、脂类（如共轭脂肪酸）、维生素类、激素类等多种类型。
肠道菌代谢物检测新技术
由于肠道菌--宿主共代谢产物结构和性质的复杂性和多样性，要想用尽可能少的检测平台同时测定众多的共代谢物在技术上具有很大的挑战性。
但鉴于这类代谢产物大部分极性强、难挥发的特点，上海交通大学附属第六人民医院转化医学中心贾伟教授的研究团队研发了一种基于气相谱-飞行时间质谱联用技术（GC-TOF/MS）的高通量绝对定量检测150种重要肠道菌代谢物的微生物代谢组学分析方法。
该方法能够在15分钟内实现对血清、尿液、粪便或者细菌（如大肠杆菌）等样本中的肠道菌代谢物（氨基酸、脂肪酸、有机酸、酚类、苯基或苄基衍生物、吲哚等）进行全自动化学衍生和定量分析。
须藤元气
贾伟教授在上海实验室里工作
且这套专属性的全自动化衍生方法，能够有效排除外源物和其他糖类物质的干扰，操
作简便有利于大批量样本的处理，具有实用性强、分析时间短、检测通量高等特点，可以对微生物-宿主共代谢物进行快速准确定性定量分析。
研究团队还构建了上述代谢产物的和氯甲酸乙酯衍生物数据库，库中收录的所有代谢物均具备上述两种衍生物的质谱碎片和保留指数的完整信息。这两种衍生产物质谱碎裂模式的分析，不仅大大提高了代谢物鉴定的准确性，也为推测未知化合物结构提供了参考。
该方法已在线发表于国际分析化学类主流期刊Analytical Chemistry。该自动化分析平台的建立对于人类肠道微生态与健康和疾病关系的研究意义重大。
代谢组学：未来精准医学的核心手段！
目前，通过将代谢组学与微生物组学及分子生物学手段相结合，来寻代谢表型变化与菌结构变化的共变异、鉴定和识别对宿主生理代谢影响显著的功能细菌、在系统生物学水平上建立宿主代谢与肠道菌的关联模型，已成为微生物领域中一种重要的技术手段。
该技术能客观地检测肠道微生物的代谢组分及浓度变化，展示肠道菌的代谢状态，从而让
我们更深入地研究肠道菌和宿主之间关联的复杂代谢体系，了解肠道微生物如何通过自身代谢及与宿主共代谢来影响宿主的代谢状态。
而微生物代谢组学分析平台的构建，也为研究代谢表型动态变化和微生物组成变化的相关性提供了分子机制的依据。
另外，通过分析菌和宿主在代谢水平上的相互作用，观测关键代谢产物的变化规律，便于科研工作者更深入地了解肠道菌复杂的作用机制。这种系统生物学的研究模式能够加速非侵入性疾病诊断工具的开发，促进个体化医疗进程，提高个体化食疗的效果，加速实现肠道菌研究到临床转化的精准医学进程。
参考文献：High throughput and quantitative measurement of microbial metabolomeby gas chromatography/mass spectrometry using automated alkyl chloroformatederivatization.
Host-gut microbiota metabolic interactions.
热带雨林事件
The footprints of gut microbial-mammalianco-metabolism. Journal of Proteome Research.
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议