腸道菌群及其代謝組學(xué)研究課件

1、(最新整理)腸道菌群及其代謝組學(xué)研究2021/7/261(最新整理)腸道菌群及其代謝組學(xué)研究2021/7/261“腸道菌群-宿主”對(duì)話及其代謝組學(xué)研究2021/7/262“腸道菌群-宿主”對(duì)話及其代謝組學(xué)研究2021/7/262“腸道菌群-宿主”對(duì)話BAD BACTERIAEscherichia coliLactobacillusPeptostreptococcus russellii2021/7/263“腸道菌群-宿主”對(duì)話BAD BACTERIAEscheri3.腸道菌群是重要的代謝器官，在維持宿主生理穩(wěn)態(tài)中起著至關(guān)重要的作用“腸道菌群-宿主”對(duì)話腸道菌群1.腸道內(nèi)存在數(shù)目巨大的細(xì)菌“腸道

2、菌群”5.腸道微生物失調(diào)對(duì)多種疾病的發(fā)生有很大影響，包括肥胖、糖尿病，苯丙酮尿癥和炎癥性腸病等4.通過(guò)為宿主的生化代謝途徑提供各種酶，腸道微生物群可以執(zhí)行多樣的代謝活動(dòng)，包括氨基酸、碳水化合物和膽汁酸的代謝，并與宿主形成共代謝關(guān)系2.腸道菌群功能包括消化食物成分、合成必需維生素、刺激和調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)、排除病原體、清除毒素和致癌物、支持腸道功能等intestinal microbiota2021/7/2643.腸道菌群是重要的代謝器官，在維持宿主生理穩(wěn)態(tài)中起著至關(guān)重“腸道菌群-宿主”對(duì)話宿主-腸道菌群代謝相互作用軸：特定宿主細(xì)胞途徑與一系列微生物種類、亞微生物和活性之間的多向互動(dòng)式化學(xué)通訊通道益生

3、菌益生元合生元寄生蟲治療糞便移植術(shù)腎臟排泄脂肪細(xì)胞花生四烯酸乙醇胺瘦素瘦素受體大麻素受體內(nèi)臟感覺飲食抗生素環(huán)境腸道菌群藥物研發(fā)免疫系統(tǒng)軸黃素單氧化酶系統(tǒng)粘膜血管生成短鏈脂肪酸軸胰島素抵抗生活方式膽固醇、類固醇調(diào)節(jié)微生物組用藥減肥手術(shù)膽汁酸核受體軸內(nèi)源性大麻素軸芳香酸酚醛軸合成生物學(xué)飲食調(diào)節(jié)生態(tài)工程炎癥代謝軸膽堿-三甲胺轉(zhuǎn)換軸神經(jīng)遞質(zhì)軸Holmes E , Kinross J , Gibson G R , et al. Therapeutic Modulation of Microbiota-Host Metabolic InteractionsJ. Science Translational

4、Medicine.2021/7/265“腸道菌群-宿主”對(duì)話宿主-腸道菌群代謝相互作用軸：特定宿主“腸道菌群-宿主”對(duì)話腸道微生物代謝產(chǎn)物的生理病理作用健康腸道菌群腸道菌群改變營(yíng)養(yǎng)效應(yīng)上皮屏障建立Treg 發(fā)育抗炎癥癌癥動(dòng)脈粥樣硬化脂肪形成自閉癥障礙膳食纖維抗性淀粉膽固醇膽堿左旋肉堿Lee W J , Hase K . Gut microbiotagenerated metabolites in animal health and diseaseJ. Nature Chemical Biology.2021/7/266“腸道菌群-宿主”對(duì)話腸道微生物代謝產(chǎn)物的生理病理作用健康腸“腸道菌群-宿主

5、”對(duì)話DOI: 10.1126/science.aau5812腸道菌群在膽汁酸轉(zhuǎn)化中起重要作用氨基酸與腸道菌群之間的相互作用色氨酸膽堿2021/7/267“腸道菌群-宿主”對(duì)話DOI: 10.1126/scienc“腸道菌群-宿主”代謝組學(xué)研究代謝組: 往往只看到，也只能看到冰山一角！10%90%mM(10-3）M(10-6）nM(10-9）pM(10-9）fM(10-12）NMRMS定制/專屬儀器代謝動(dòng)態(tài)平衡有機(jī)酸血脂氨基酸核苷酸類固醇花生酸類神經(jīng)遞質(zhì)多肽微量元素代謝組特點(diǎn)2021/7/268“腸道菌群-宿主”代謝組學(xué)研究代謝組: 往往只看到，也只能看“腸道菌群-宿主”代謝組學(xué)研究代謝組學(xué):

6、 幾個(gè)分析層次化合物定量準(zhǔn)確性、靈敏度化合物定性代謝物覆蓋率和數(shù)目SamplingMS/MSTICNMRQTOF靶向分析譜圖分析代謝指紋代謝通路分析代謝通路分析靶標(biāo)和非靶標(biāo)代謝組學(xué)靶向代謝組學(xué): 針對(duì)性地提取和定量分析已知的特定代謝物，研究其與生化反應(yīng)酶、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，以及生化通路信息間的復(fù)雜關(guān)系和作用機(jī)制機(jī)理。非靶向代謝組學(xué): 優(yōu)化樣本提取和分析檢測(cè)的流程和方法，以獲取盡可能多的代謝物，再尋找并定性鑒定差異代謝物，解釋代謝通路和生物過(guò)程。非靶向分析2021/7/269“腸道菌群-宿主”代謝組學(xué)研究代謝組學(xué): 幾個(gè)分析層次化合物“腸道菌群-宿主”代謝組學(xué)研究代謝組學(xué): 廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域多組學(xué)整合與

7、系統(tǒng)生物學(xué)、代謝物的作用機(jī)理與機(jī)制植物中間代謝功能性食品發(fā)酵過(guò)程的優(yōu)化與監(jiān)測(cè)中藥現(xiàn)代化研究、疾病病理生物化學(xué)、藥物安全、毒理學(xué)、藥效學(xué)早期診斷、分型、療效監(jiān)測(cè)、精準(zhǔn)醫(yī)療 基礎(chǔ)研究 農(nóng)業(yè)和營(yíng)養(yǎng)工業(yè) 生物技術(shù) 藥物研發(fā) 臨床應(yīng)用2021/7/2610“腸道菌群-宿主”代謝組學(xué)研究代謝組學(xué): 廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域多組“腸道菌群-宿主”代謝組學(xué)研究代謝組學(xué)研究: 不只是標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)生物標(biāo)志物: 疾病早期診斷、篩查與分期、治療效果的預(yù)測(cè)、監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)，以及精準(zhǔn)醫(yī)療等。機(jī)理與機(jī)制: 疾病、功能性障礙、紊亂或來(lái)自外來(lái)物質(zhì)的治療，或者不利因素影響所引起的相關(guān)代謝物變化模式、過(guò)程與機(jī)制機(jī)理。系統(tǒng)生物學(xué): 系統(tǒng)性連接代謝產(chǎn)物與基因(表達(dá))、蛋白(功能)、其他信號(hào)分子，以及生理病理和微環(huán)境等多方面的變化，以及生物網(wǎng)絡(luò)關(guān)系。2021/7/2611“腸道菌群-宿主”代謝組學(xué)研究代謝組學(xué)研究: 不只是標(biāo)志物的“腸道菌群-宿主”代謝組學(xué)研究代謝組學(xué): 未來(lái)的趨勢(shì)自動(dòng)化代謝組學(xué)便攜式代謝組學(xué)擴(kuò)大代謝組覆蓋度量化從實(shí)驗(yàn)室到臨床應(yīng)用90%的代謝組學(xué)研究，側(cè)重半定量分析(相對(duì)峰面積、峰強(qiáng)度等)10%的代謝組學(xué)研究，采用絕對(duì)定量的方法。代謝組學(xué)成果轉(zhuǎn)向?qū)嶋H應(yīng)用: 定量分析會(huì)愈發(fā)重要！Metabolomics2021/7/2612“腸道菌群-宿主”代