以点带面，深入探究 | 多组学破解代谢综合征研究

代谢组学-肠道菌群

2型糖尿病患者和非2型糖尿病患者的肠道微生物功能和组成存在差异

肥胖是2型糖尿病的一个高危因素，86%的2型糖尿病T2D患者超重或肥胖，但并不是所有的肥胖患者都会发展为T2D，肥胖和T2D都存在肠道菌群失调引发代谢紊乱的现象。德国基尔大学研究者对非糖尿病的瘦人、非糖尿病的肥胖者及二型糖尿病T2D的肥胖者共计1280例粪便样本进行进行16S rRNA扩增子测序，其中201例粪便样本进行宏基因组测序，400例血清样本进行代谢组检测，发现肥胖与微生物结构和功能的改变显著相关，菌群和T2D之间不具有显著相关性；肥胖和T2D均与血清代谢组分显著相关，药物、膳食补充剂均与肠道菌群结构和功能特征显著相关，并在小鼠模型中进行验证。

代谢组学+转录组学

限时进食可抑制生物钟缺陷小鼠的肥胖和代谢综合征

美国索尔克生物研究所研究者对野生型小鼠，3种生物钟缺陷型小鼠模型及限时进食（TRF，仅在活动期的10小时内进食）组小鼠不同时期肝脏样本进行转录组和代谢组测序，发现进食高脂饮食（HFD）使小鼠迅速变胖，并呈现基因型特异的代谢障碍，而限时进食（TRF，仅在活动期的10小时内进食）可保护小鼠抵抗饮食诱导的肥胖、胰岛素抵抗、高血糖、高血脂等代谢疾病；TRF恢复了小鼠的进食-禁食、代谢和营养感知通路的节律性，减少了肝脏脂质积累、增强了细胞抵抗代谢压力的能力；生物钟通过维持进食-禁食节律和平衡营养-细胞应激反应，来维持代谢稳态。

代谢组学+蛋白组学

案例1 哺乳动物脂代谢的综合系统遗传分析

脂质稳态的失调是导致肝硬化和代谢综合征的发生和发展的重要因素，由于环境因素与遗传因素的相互作用不明确，脂肪肝引起的肝硬化病理机制探究仍然是一大挑战。悉尼大学研究者采集小鼠肝脏与血浆样本分别做蛋白质组学和脂质组学联合分析，对107种不同的小鼠品系中的脂质调控网络进行了探究，以揭示哺乳动物脂质代谢的调控机制。然后，作者对血浆脂质特征标记物进行鉴定，建立机器学习panel用于预测小鼠和人类肝脏中的病理性脂质丰度，并在患有不同程度脂肪肝肥胖人群中进行验证。另外，作者借用QTL分析揭示了预计可调节脂质丰度的功能蛋白和遗传变异。基于这些数据集，应用跨组学分析鉴定和验证出脂质调节重要蛋白PSMD9。

案例2 人肺动脉高血压伴有一种脂质相关胰岛素抵抗

肺动脉高血压（PAH）通常伴有胰岛素抵抗（IR）的发生，范德比尔特大学医学中心的研究者试图量化PAH中糖脂代谢相关的IR，从而验证脂蛋白指标在PAH IR中更加敏感。研究者对PAH患者组，及TG-matched control组进行Oral glucose tolerance testing，然后收集两组的血浆样本做蛋白组学，代谢组学及脂蛋白定量分析，并在external cohort及inplanted PAH lungs中对结果进行验证。结果发现，PAH IR的特征是脂质和脂蛋白稳态轴的改变，表现为TG / HDL比升高，循环中链和长链酰基肉碱和脂蛋白升高。氧化的LDL及其受体OLR1可能在PAH的促炎表型中起作用。