Pieter C Dorrestein

近年来，微生物组研究开始将重点从微生物本身转向它们产生的分子。这些分子会直接与人体细胞互作，影响宿主健康。然而，试图确定人体微生物组正在产生哪些分子是相当具有挑战性的。近日，加州大学圣地亚哥分校研究人员在Nature发表最新研究，通过结合有机合成、数据科学和质谱分析等开发出反向代谢组学新方法，发现了数百种以前从未在人体中观察到的分子，还可以较好鉴定出炎症性肠病（IBD）的生物标志物，值得关注。

反向代谢组学研究论文人类健康微生物组胆汁酸

胆汁酸代谢

肠道菌群的胆汁酸调节及其与疾病的关联（综述）

Gastroenterology上发表的一篇综述，详细介绍了肠道菌群的胆汁酸代谢产物（尤其是短链脂肪酸）如何调控宿主的生理过程，并讨论了肠道菌群的胆汁酸代谢与多种疾病（非酒精性脂肪性肝病、IBS、结直肠癌、神经炎症、衰老等）的关联及背后机制。

胆汁酸代谢综述

抗炎饮食

类风湿关节炎患者对抗炎饮食的应答与肠道菌群及代谢组相关

Clinical and Translational Medicine上发表的一项最新研究结果，20名类风湿关节炎患者进行2周的抗炎饮食干预后，与非应答者相比，应答者的基线肠道菌群多样性、组成及代谢产物有显著差异，且在干预期间的肠道菌群及代谢产物变化不同。

抗炎饮食研究论文以人为对象的临床试验类风湿关节炎饮食-菌群-免疫互作

代谢组学

Nature Reviews：基于质谱的代谢组学在微生物组研究中的应用（综述）

基于质谱的代谢组学，是菌群研究的关键技术之一，可检测和识别菌群产生的小分子，并了解这些菌群代谢物的功能作用。Nature Reviews Microbiology这篇综述回顾了非靶向质谱的常见形式，以及在微生物组分析中可以获得的数据类型及数据分析方法。干货很多，值得参考、学习。

代谢组学微生物组质谱

益生元

益生元调节肠道菌和胆汁酸水平，改善节律和睡眠

益生元营养物质对肠道微生物生态、肠道代谢组产生有利的改变，并减少急性严重应激源暴露的一些负面影响，包括睡眠紊乱、核心体温节律性和肠道微生物失调。Brain Behavior and Immunity发表的文章，探究了益生元饮食对缓解生理和睡眠/觉醒行为的昼夜节律慢性中断的影响。在本研究中，分别给雄性SD大鼠喂食富含益生元基质的饲料或热量匹配的对照饲料。5周后，将大鼠置于CDR (12 h光/暗逆转)或保持未受干扰的正常光/暗周期(NLD)。记录自由运动大鼠的睡眠脑电图、核心体温和运动活动。并在实验开始前第33天、第0天(CDR开始)和第42天采集粪便样本，并测定粪便样品中肠道微生物的分类鉴定和相对丰度。采用液相色谱串联质谱法(LC-MS/MS)测定粪便初级胆汁酸、细菌修饰二级胆汁酸和共轭胆汁酸。本研究结果表明，富含益生元的饮食可以富集有益菌的相对丰度，改变粪便胆汁酸水平，并促进昼夜节律中断后睡眠和昼夜节律的恢复和调整。

益生元昼夜节律睡眠胆汁酸瘤胃菌5

噬菌体疗法

噬菌体疗法不影响患者的肠道菌群

噬菌体疗法可用于治疗严重细菌感染，但其对宿主菌群的影响尚未明确。来自Microbiome上发表的一项案例分析，对一名接受噬菌体疗法（Armata Pharmaceuticals公司的AB-SA01）的金黄色葡萄球菌感染患者的粪便、皮肤及唾液样本进行纵向分析，发现在治疗期间，粪便及唾液菌群组成未发生显著变化，而腋窝皮肤中的葡萄球菌属显著减少，可能归因于噬菌体疗法造成的金黄色葡萄球菌减少。

噬菌体疗法研究论文医学研究案例分析

代谢组

Nature子刊：分类未知代谢物的代谢组学新工具，或将助力菌群研究

使用非靶向的代谢组学，能在生物学样本中检测上千种代谢物，是微生物组等研究领域中重要的研究手段，但目前对结构未知的分子进行分类预测和结构注释仍有很大挑战。Nature Biotechnology近期发表的一项研究，开发了一种计算工具CANOPUS，能对高分辨率碎片质谱中的未知代谢物进行系统分类，具有广泛的应用前景，包括用于研究天然产物、食品组学、环境研究、药物降解、病理学等。

代谢组机器学习质谱

肝硬化

Cell子刊：肠道菌群特征可用于肝硬化的无创诊断

非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）等慢性肝病患者中常见肠道菌群失调，这些菌群变化或能用于相关疾病的无创检测。《Cell Metabolism》发表的一项美国研究，分析了NAFLD肝硬化患者粪便样本中的菌群物种、基因通路和代谢物改变特征及其相互关联，用随机森林机器学习方法，鉴定出适用于不同病因、种族和地区人群的通用肝硬化肠道微生物组特征，结合血液指标还能对肝硬化和早期肝纤维化进行区分。该研究说明，粪便微生物组特征可用于肝硬化的无创诊断，且特定的肠道细菌或许可作为防治肝硬化的新靶点。

肝硬化 Microbiome NASH Non-alcoholic steatohepatitis non-alcoholic fatty liver disease

代谢组学

Nature：全面分析菌群对宿主代谢组的影响，发现新型结合型胆汁酸

在宿主与微生物的共生系统中，菌群产生的大量生物活性分子，对宿主生理具有不可忽视的影响。Nature最新发表的一项研究，用质谱信息学和数据可视化方法，系统性分析了菌群对小鼠代谢组的影响，意外地发现了一类新型的氨基酸结合型胆汁酸，代表了菌群的第5种胆汁酸代谢机制。研究者通过使用Mass Spectrometry Search Tool分析了上千个公开的数据集，确认了这些胆汁酸也存在于人类中，并且在炎症性肠病和囊性纤维化患者中更常见。细胞和小鼠试验表明，这些胆汁酸可能通过作用于FXR通路影响宿主生理。该研究为用代谢组学方法研究菌群-宿主互作带来新启示。

代谢组学胆汁酸代谢 metabolomics Microbiome 微生物组

代谢组学-全菌群相关性研究

AC：用好质谱，让代谢产物与对应菌群的研究更靠谱！

这是一项利用质谱技术研究菌群代谢产物和相对应细菌之间关联的研究，关于质谱的文章我们分享得不多，这篇一定特别推荐下，建议感兴趣的人精读。

代谢组学-全菌群相关性研究 Zhengzhi Liu Kangning Ren

皮肤菌群

Science子刊：皮肤菌群里的有益菌和抗菌肽对抗皮肤炎

很多药物，特别是抗生素，可能就存在于我们的皮肤、肠道、鼻子…里，这个新研究在皮肤菌群里找到里关键细菌和抗菌肽，很值得关注。

皮肤菌群抗菌剂金黄色葡萄球菌过敏性皮肤炎 Jun Ye

DNA测序

Nature：精准诊断和治疗疾病，MWAS来帮忙！

① DNA测序、代谢组、蛋白组和计算工具快速发展，推动微生物组与疾病相关联；② 时间序列研究和多分子视角促进MWAS发展，已有研究支持MWAS的可靠结果；③ 对精准诊断和治疗来说，应充分理解微生物组和饮食、化学、健康的复杂关系，并要确定记录和整合这些动态变化的检测频率；④ 特别提出MWAS的原则。

GWAS MWAS DNA测序代谢组蛋白组

皮肤

Cell：皮肤菌群，你永远的朋友

① 本文是对Oh等人关于人体皮肤菌群的研究的总结；② 人体皮肤上不同区域有着不同的菌群组成，皮肤上的盐、油、pH值、多肽及水是影响菌群组成的几大因素；③ Oh等人利用宏基因组测序分别在间隔短期和长期采样来评估人类皮肤上细菌、真菌及病毒组成及稳定性；④ 尽管皮肤不同环境因理化因素而多样化，但最新结果揭示个体差异导致的菌群多样化要比皮肤环境更显著；⑤ 将宏基因组研究与代谢组学和免疫学联系起来，可更好理解皮肤菌群在疾病中的作用。

皮肤微生物组 Frédéric Raymond Frédéric Raymond

国家微生物组计划

ACS Nano：美国国家微生物组计划的技术路线图

国家微生物组计划技术路线图方法学纳米科学纳米技术

囊性纤维化

囊性纤维化患者痰代谢物中的微生物、宿主体内物质及异生物质多样性研究

① 基于分子网络的代谢组学分析肺囊性纤维化（CF）痰液的物质组成；② CF痰液化学组成复杂，临床培养和微生物组分析其致病菌铜绿假单胞菌代谢物的结果不一致，痰液中检测到的铜绿假单胞菌分子与实验室培养的也不一致；③ 喹诺酮假单胞菌信号只在培养液中检测到，而痰液中检测不到，表明基于培养的对该病原体的研究可能无法解释其在肺中的行为；④ CF与非CF痰液中差异最大物质为鞘脂类，所含炎症介质神经酰胺在炎症反应中起重要作用。

囊性纤维化痰代谢物异生物质

联合微生物组计划

Science：呼吁发起“联合微生物组计划”

这是美国科学家在“国家微生物组计划”启动之前在Science上呼吁启动“联合微生物组计划”的文章，很值得没看过的人看一看，看看这样的大型计划会关注哪些领域，要有什么人参与，需要什么资源。

联合微生物组计划人类微生物组计划 Kenya Honda Dan R Littman

短链脂肪酸

Immunity：一文读懂宿主、菌群、代谢产物的互作

这是2014年由Rob Knight领衔，发表在Immunity上关于菌群和代谢产物如何影响宿主的重要观点文章，很值得精读，特别推荐。

短链脂肪酸多糖A 肽聚糖氧化三甲胺 4-乙基苯酚硫酸盐