“粤味”专题 | 累计IF:50+多方向、多物种、多组学、更有Nature新子刊看点助力医学领域研究

那么广东的文献是否也有那“味”呢？本次给大家分享的是广东地区蛋白组学、代谢组学、微生物组，单细胞多组学等组学技术在精准医学研究的应用文献分享~

重要看点：

1.阿魏酸松柏酯抗抑郁作用机制研究

2.铅暴露对儿童肠道微生物菌群和代谢组学的影响

3.老年衰弱综合征相关的特异性免疫单核细胞研究

4.自闭症儿童的遗传异质性研究

5.结核病生物标志物发现中的现状与展望

研究方向：铅暴露对儿童肠道微生物菌群和代谢组学的影响

发表期刊：Journal of Hazardous Materials

发表时间：2022.7.15

影响因子：14.224

发文单位：暨南大学环境学院

运用技术：16s rRNA微生物多样性测序、非靶向代谢组学

DOI：10.1016/j.jhazmat.2022.128842

研究结论

电子垃圾拆解区暴露组儿童血铅和尿铅浓度显著高于参照组，两组之间儿童肠道菌群结构和代谢物水平存在诸多显著差异，铅暴露水平与两组肠道菌群及代谢物的差异性之间存在广泛关联。此外，两组儿童肠道菌群16s rRNA测序的KEGG和COG功能预测结果显示，这些差异代谢物具有矿物质吸收、离子通道、无机离子运输与代谢、生物膜结构、氨基酸和胆汁分泌等相同的KEGG与COG功能或途径。进一步研究结果表明，铅暴露导致了鞘脂代谢的改变，影响了儿童肠道菌群结构和代谢谱。

发现铅暴露不仅改变儿童群体肠道菌群的相对丰度及功能，还影响其代谢谱和代谢物水平。代谢组学研究结果提示，铅暴露导致的鞘脂代谢改变可能是肠道菌群失调的一个关键机制，鞘脂代谢改变可能在铅暴露的毒性机制中发挥重要的中介作用。该项研究工作拓宽和深化了人们对铅污染健康损害方面的认识。

研究方向：阿魏酸松柏酯抗抑郁作用机制研究

研究对象：小鼠

发表期刊：Food & Function

影响因子：6.317

发文单位：暨南大学中医学院

运用技术：16s rRNA微生物测序、非靶向代谢组学

研究方法

研究人员采用慢性不可预见性温和应激方法构建抑郁小鼠模型并口饲阿魏酸松柏酯；采用糖水偏好实验、旷场实验、强迫游泳实验、悬尾实验评价小鼠行为学差异；采用透射电镜观察小鼠结肠微形态；采用微生态技术检测（16s rRNA测序）肠道菌群变化；采用非靶向代谢组学技术检测肠道内容物代谢物差异；采用Elisa测定血清炎性因子变化，从而明确阿魏酸松柏酯对小鼠行为学，肠道菌群以及菌群代谢产物的影响。

研究结论

利用16s rRNA测序、非靶向代谢组学研究口饲阿魏酸松柏酯缓解了慢性温和不可预知刺激引起的小鼠的体重减轻、抑郁样行为和焦虑样行为。这种抗抑郁作用部分归因于阿魏酸松柏酯重组肠道微生物组和微生物代谢，包括提升Lactobacillus，Allobaculum spp和Unspecified_S24_7等益生菌的丰度以及改变菌群介导的酪氨酸代谢途径和硫胺素代谢途径，从而抑制了肠道与血清中炎性因子的产生，进一步丰富了结合态阿魏酸缓解抑郁的机制。

研究方向：自闭症儿童的遗传异质性研究

研究对象: 血浆

发表期刊：Molecular Neurobiology

发表时间：2022.04

影响因子：5.682

发文单位：深圳大学生命与海洋科学学院

运用技术：蛋白质组学、代谢组学

DOI: 10.1007/s12035-022-02801-x

研究流程

研究结果

在这项研究中结果表明，虽然ASD儿童在基因水平上存在异质性，但血浆和PBMCs的DEPs和血浆的差异代谢物仍然可以区分病例和对照组。蛋白质组学结果强调了补体、炎症和免疫、线粒体功能障碍、蛋白酶体、泛素介导的蛋白水解和内质网应激在ASD发病机制中的作用。代谢组学结果主要显示ASD儿童的氨基酸、维生素和脂质代谢紊乱。

这项研究提出了一个使用高通量组学研究血浆/PBMC组学谱的范例，以探索ASD遗传异质性。需要指出的是，组学研究中使用的携带风险基因的样本数量有限，因此作者需要大样本量进行下一步的研究。作者增加了一组被诊断为自闭症的儿童，但在进一步的研究中作者没有检测到风险基因。此外，对DEPs或差异代谢物的进一步验证也十分重要。

图 | 不同危险基因的儿童ASD可能存在共同的发病机制和潜在的生物标志物粗体字母表示这些途径与本研究中的DEPS和差异代谢物有关

研究方向：老年衰弱综合征相关的特异性免疫研究

研究对象: 新生儿

发表期刊：Nature Aging

发表时间：2022.4.18

发文单位：暨南大学

运用技术：单细胞多组学

https://www.nature.com/articles/s43587-022-00198-9

研究方法

研究人员对新生儿，30岁左右的成年人，86岁左右健康的老年人和88岁左右衰弱的老年人进行了单细胞多组学分析。最终基于衰弱指数评分来界定老年衰弱综合征。

针对114,467个单核细胞，研究人员分别进行了单细胞转录组测序工作并得到相应数据，并将它们分成了17组。基于标志基因，细胞表面蛋白的表达和TCR，可以发现这些细胞含有不同类型的T细胞，B细胞，自然杀伤细胞（NK细胞）和髓样树突状细胞。

研究结果

1.衰弱的老年人组含有较高比例的CD4+中枢记忆T细胞，而健康的老年人组则含有更高比例的CD8+中枢记忆T细胞和调节性T细胞。

2.衰弱老年人组的CD4+中枢记忆T细胞进一步上调了与MHC II复合体和T细胞抑制因子相关的基因，研究人员指出，这可能意味着衰老。

3.细胞中NEAT1、MALAT1，还有一些与炎症反应和衰老相关的基因表达都有所增加，但与胞外分泌、髓样细胞激活和细胞凋亡相关的基因表达则相对减少。

通过单细胞多组学研究结果表明，这些与老年衰弱综合征相关的特异性单核细胞，与衰弱患者的免疫能力减弱，和疾病恶化息息相关

研究方向：结核病生物标志物发现

发表期刊：Frontiers in Microbiology

发表时间：2022.04

影响因子：6.064

发文单位：深圳大学医学部

运用技术：蛋白质组学、单细胞蛋白质组学

DOI:10.3389/fmicb.2022.845229

研究方法

下图展示了促进蛋白质组学研究的蛋白质组学技术和蛋白质数据库的发展时间表。然而，特定细胞类型或组织的蛋白质组是所有表达蛋白质的混合，因此，蛋白质分离是单蛋白质分析的先决条件。

综述看点

结核分枝杆菌与宿主相互作用的深入研究加深了我们对结核分枝杆菌感染宿主的策略和宿主感染反应的认识。技术的发展，特别是MS技术的发展，促进了蛋白质组学生物标志物的鉴定，但仍有一些技术挑战阻碍了蛋白质组学在结核病诊断中的应用。

采样的复杂性(例如采样的时间、小分子干扰以及结核病与其他类型疾病共存)、蛋白质丰度的差异、亚型的存在，翻译后修饰是阻碍当前技术和策略识别准确和普遍的生物标志物的障碍。需要更强大的、灵敏度更高的技术，特别是对低丰度蛋白质和区分蛋白质异构体和修饰。此外，在使用单一蛋白质生物标记物时存在诊断偏差的风险，而使用现有技术可以同时检测到一个小组中的一组生物标记物，但是不同报告之间的差异正在增加，为最佳结核病诊断标记物提供了混淆甚至误导的证据。

所发现的生物标志物的重复性令人不满意的一个原因是，所研究的队列在基因组背景、免疫反应或其他因素方面存在差异。要克服这一问题，可能需要来自不同人群的大量样本，其中包括结核病患者状况的多样性。

此外，不同组学技术的组合可能有助于提高结核病诊断的准确性和一致性，而单细胞蛋白质组学在未来推进结核病诊断的方法中拥有巨大的潜力。

本篇从微生物研究到组学测序技术和质谱技术的应用实例文章，可以看出精准医学的研究将生物学的科学认知从宏观层面提升到“单细胞”维度~

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