专项报道 | 聚焦代谢组菌群研究，看4篇高分顶刊文章如何“革命”肠道菌群？

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

发表期刊：Nature Reviews Microbiology

影响因子：60.633

【推荐语】本文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。同时本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获得的数据类型及数据分析方法。

文章看点：

① 用于解释微生物组数据的代谢组分析流程包括数据采集、数据预处理、结构鉴定、建立数据联系和数据可视化；② 搜索质谱库是微生物代谢物注释的基本方法，计算机工具可改进代谢物注释、分析子结构；③ 通过多元分析发现数据的趋势，采用相关分析等方法将代谢物和微生物联系起来，随后进行基于代谢途径的分析，可以建立微生物组与代谢物的关系；④ 自身免疫病、癌症、代谢性疾病等与人体菌群失调有关，受到微生物代谢物调节。

Mass spectrometry-based metabolomics in microbiome investigations
09-22, doi: 10.1038/s41579-021-00621-9

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41579-021-00621-9

标题：粪便宏基因组和血清代谢组的整合分析揭示肠道微生物组相关代谢物在结直肠癌和腺瘤检测的作用

发表期刊：GUT

影响因子：23.059

【推荐语】本文通过非靶向代谢组、靶向代谢组以及AFADESI-MSI空间代谢组学研究方法，整合了宏基因组的数据，发现了可用于腺瘤及结直肠癌诊断的代谢标志物，建立的相关预测模型显示出较高诊断准确性，为结直肠癌早期诊断奠定坚实基础。

文章看点：

① 非靶代谢组分析揭示发现队列中结直肠癌和腺瘤患者的代谢物发生显著改变；② 结直肠异常患者血清样本中显著改变的肠道微生物组相关代谢物研究；③ 空间代谢组技术揭示活检组织中特征代谢物与CRC相关微生物有密切联系；④ 使用非靶向和靶向代谢组学分析预测发现队列中结直肠异常患者等；

Integrated analysis of the faecal metagenome and serum metabolome reveals the role of gut microbiome-associated metabolites in the detection of colorectal cancer and adenoma

Gut. 2021 Aug 30;gutjnl-2020-323476.doi: 10.1136/gutjnl-2020-323476.

原文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34462336/

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标题：移植喂食了褐藻寡糖的小鼠的粪菌便可改善精子质量和精子形成

发表期刊：Gut

影响因子：23.059

【推荐语】本篇文章运用LC-MS非靶向代谢组（由鹿明生物提供技术支持）、16s微生物多样性（由欧易生物提供技术支持）、转录组等多种检测手段发现了肠道微生物群与挽救精子形成和精子质量联系起来的机制。首次说明，肠道微生物群可以通过改善精子形成来治疗男性不育。

文章看点：

①白消安可降低小鼠精子活力及浓度，破坏精子形成和精子质量，扰乱肠道菌群；② 移植喂食了10mg/kg 褐藻寡糖的小鼠的粪菌给白消安处理后的小鼠（A10-FMT），可显著改善后者的精子质量；③ A10-FMT小鼠睾丸中的抗氧化酶GPX1水平增加，精子形成相关基因和关键蛋白表达升高；④ A10-FMT小鼠粪便中有益菌（如拟杆菌目和双歧杆菌目）丰度升高，血液和睾丸代谢组显著改善以恢复精子形成。⑤肠道菌群、血液代谢产物和睾丸代谢产物之间存在相关性

Improvement in sperm quality and spermatogenesis following faecal microbiota transplantation from alginate oligosaccharide dosed mice

Gut. 2021 Jan;70(1):222-225.doi: 10.1136/gutjnl-2020-320992. Epub 2020 Apr 17.

原文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32303608/

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标题：Nature子刊：挖掘菌群对肠-脑轴代谢组的影响

发表期刊：Nature Communications

影响因子：14.919

【推荐语】本篇为近期发表的一项研究，通过对无菌小鼠和SPF小鼠的粪便、血清和大脑皮层脑组织进行代谢组学分析和比较，揭示了菌群驱动的肠-脑轴相关代谢组状态的变化，对研究微生物对宿主代谢和肠脑交流的影响有参考价值。

文章看点：

①  使用高覆盖度代谢组学，对无菌小鼠和与之匹配的常规有菌小鼠的粪便、血清和大脑皮层脑组织进行了比较分析；② 挖掘出3类样本中受菌群影响的701个代谢物，包括粪便的533个、血清的231个和大脑的58个代谢物，涉及芳香族氨基酸和神经递质等代谢通路；③ 对3类样本进行整合分析，表明一些菌群产生的代谢物可能参与了器官间运输和肠脑轴（通过血脑屏障进入大脑），如硫酸吲哚酚和氧化三甲胺等；④ 菌群影响的代谢物存在性别差异。

High-coverage metabolomics uncovers microbiota-driven biochemical landscape of interorgan transport and gut-brain communication in mice
10-19, doi: 10.1038/s41467-021-26209-8

原文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34667167/