上期帶來“夏日水果專題”，這次小鹿帶大家來廣東溜個彎，廣東是一個有特色的城市，通常大家對廣東的印象可能是喝涼茶~愛煲湯~喝早茶，當然廣東還有很多梗，先帶大家回顧一下子這些年廣東出來的梗：

那么廣東的文獻是否也有那“味”呢？本次給大家分享的是廣東地區(qū)蛋白組學(xué)、代謝組學(xué)、微生物組，單細胞多組學(xué)等組學(xué)技術(shù)在精準醫(yī)學(xué)研究的應(yīng)用文獻分享~

重要看點：

1.阿魏酸松柏酯抗抑郁作用機制研究

2.鉛暴露對兒童腸道微生物菌群和代謝組學(xué)的影響

3.老年衰弱綜合征相關(guān)的特異性免疫單核細胞研究

4.自閉癥兒童的遺傳異質(zhì)性研究

5.結(jié)核病生物標志物發(fā)現(xiàn)中的現(xiàn)狀與展望

研究方向：鉛暴露對兒童腸道微生物菌群和代謝組學(xué)的影響

發(fā)表期刊：Journal of Hazardous Materials

發(fā)表時間：2022.7.15

影響因子：14.224

發(fā)文單位：暨南大學(xué)環(huán)境學(xué)院

運用技術(shù)：16s rRNA微生物多樣性測序、非靶向代謝組學(xué)

研究結(jié)論

電子垃圾拆解區(qū)暴露組兒童血鉛和尿鉛濃度顯著高于參照組，兩組之間兒童腸道菌群結(jié)構(gòu)和代謝物水平存在諸多顯著差異，鉛暴露水平與兩組腸道菌群及代謝物的差異性之間存在廣泛關(guān)聯(lián)。此外，兩組兒童腸道菌群16s rRNA測序的KEGG和COG功能預(yù)測結(jié)果顯示，這些差異代謝物具有礦物質(zhì)吸收、離子通道、無機離子運輸與代謝、生物膜結(jié)構(gòu)、氨基酸和膽汁分泌等相同的KEGG與COG功能或途徑。進一步研究結(jié)果表明，鉛暴露導(dǎo)致了鞘脂代謝的改變，影響了兒童腸道菌群結(jié)構(gòu)和代謝譜。

發(fā)現(xiàn)鉛暴露不僅改變兒童群體腸道菌群的相對豐度及功能，還影響其代謝譜和代謝物水平。代謝組學(xué)研究結(jié)果提示，鉛暴露導(dǎo)致的鞘脂代謝改變可能是腸道菌群失調(diào)的一個關(guān)鍵機制，鞘脂代謝改變可能在鉛暴露的毒性機制中發(fā)揮重要的中介作用。該項研究工作拓寬和深化了人們對鉛污染健康損害方面的認識。

研究方向：阿魏酸松柏酯抗抑郁作用機制研究

研究對象：小鼠

發(fā)表期刊：Food & Function

影響因子：6.317

發(fā)文單位：暨南大學(xué)中醫(yī)學(xué)院

運用技術(shù)：16s rRNA微生物測序、非靶向代謝組學(xué)

研究方法

研究人員采用慢性不可預(yù)見性溫和應(yīng)激方法構(gòu)建抑郁小鼠模型并口飼阿魏酸松柏酯；采用糖水偏好實驗、曠場實驗、強迫游泳實驗、懸尾實驗評價小鼠行為學(xué)差異；采用透射電鏡觀察小鼠結(jié)腸微形態(tài)；采用微生態(tài)技術(shù)檢測（16s rRNA測序）腸道菌群變化；采用非靶向代謝組學(xué)技術(shù)檢測腸道內(nèi)容物代謝物差異；采用Elisa測定血清炎性因子變化，從而明確阿魏酸松柏酯對小鼠行為學(xué)，腸道菌群以及菌群代謝產(chǎn)物的影響。

研究結(jié)論

利用16s rRNA測序、非靶向代謝組學(xué)研究口飼阿魏酸松柏酯緩解了慢性溫和不可預(yù)知刺激引起的小鼠的體重減輕、抑郁樣行為和焦慮樣行為。這種抗抑郁作用部分歸因于阿魏酸松柏酯重組腸道微生物組和微生物代謝，包括提升Lactobacillus，Allobaculum spp和Unspecified_S24_7等益生菌的豐度以及改變菌群介導(dǎo)的酪氨酸代謝途徑和硫胺素代謝途徑，從而抑制了腸道與血清中炎性因子的產(chǎn)生，進一步豐富了結(jié)合態(tài)阿魏酸緩解抑郁的機制。

研究方向：自閉癥兒童的遺傳異質(zhì)性研究

研究對象: 血漿

發(fā)表期刊：Molecular Neurobiology

發(fā)表時間：2022.04

影響因子：5.682

發(fā)文單位：深圳大學(xué)生命與海洋科學(xué)學(xué)院

運用技術(shù)：蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)

研究流程

研究結(jié)果

在這項研究中結(jié)果表明，雖然ASD兒童在基因水平上存在異質(zhì)性，但血漿和PBMCs的DEPs和血漿的差異代謝物仍然可以區(qū)分病例和對照組。蛋白質(zhì)組學(xué)結(jié)果強調(diào)了補體、炎癥和免疫、線粒體功能障礙、蛋白酶體、泛素介導(dǎo)的蛋白水解和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在ASD發(fā)病機制中的作用。代謝組學(xué)結(jié)果主要顯示ASD兒童的氨基酸、維生素和脂質(zhì)代謝紊亂。

這項研究提出了一個使用高通量組學(xué)研究血漿/PBMC組學(xué)譜的范例，以探索ASD遺傳異質(zhì)性。需要指出的是，組學(xué)研究中使用的攜帶風險基因的樣本數(shù)量有限，因此作者需要大樣本量進行下一步的研究。作者增加了一組被診斷為自閉癥的兒童，但在進一步的研究中作者沒有檢測到風險基因。此外，對DEPs或差異代謝物的進一步驗證也十分重要。

圖 | 不同危險基因的兒童ASD可能存在共同的發(fā)病機制和潛在的生物標志物粗體字母表示這些途徑與本研究中的DEPS和差異代謝物有關(guān)

研究方向：老年衰弱綜合征相關(guān)的特異性免疫研究

研究對象: 新生兒

發(fā)表期刊：Nature Aging

發(fā)表時間：2022.4.18

發(fā)文單位：暨南大學(xué)

運用技術(shù)：單細胞多組學(xué)

研究方法

研究人員對新生兒，30歲左右的成年人，86歲左右健康的老年人和88歲左右衰弱的老年人進行了單細胞多組學(xué)分析。最終基于衰弱指數(shù)評分來界定老年衰弱綜合征。

針對114,467個單核細胞，研究人員分別進行了單細胞轉(zhuǎn)錄組測序工作并得到相應(yīng)數(shù)據(jù)，并將它們分成了17組?；跇酥净?，細胞表面蛋白的表達和TCR，可以發(fā)現(xiàn)這些細胞含有不同類型的T細胞，B細胞，自然殺傷細胞（NK細胞）和髓樣樹突狀細胞。

研究結(jié)果

1.衰弱的老年人組含有較高比例的CD4+中樞記憶T細胞，而健康的老年人組則含有更高比例的CD8+中樞記憶T細胞和調(diào)節(jié)性T細胞。

2.衰弱老年人組的CD4+中樞記憶T細胞進一步上調(diào)了與MHC II復(fù)合體和T細胞抑制因子相關(guān)的基因，研究人員指出，這可能意味著衰老。

3.細胞中NEAT1、MALAT1，還有一些與炎癥反應(yīng)和衰老相關(guān)的基因表達都有所增加，但與胞外分泌、髓樣細胞激活和細胞凋亡相關(guān)的基因表達則相對減少。

通過單細胞多組學(xué)研究結(jié)果表明，這些與老年衰弱綜合征相關(guān)的特異性單核細胞，與衰弱患者的免疫能力減弱，和疾病惡化息息相關(guān)

研究方向：結(jié)核病生物標志物發(fā)現(xiàn)

發(fā)表期刊：Frontiers in Microbiology

發(fā)表時間：2022.04

影響因子：6.064

發(fā)文單位：深圳大學(xué)醫(yī)學(xué)部

運用技術(shù)：蛋白質(zhì)組學(xué)、單細胞蛋白質(zhì)組學(xué)

研究方法

下圖展示了促進蛋白質(zhì)組學(xué)研究的蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)和蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫的發(fā)展時間表。然而，特定細胞類型或組織的蛋白質(zhì)組是所有表達蛋白質(zhì)的混合，因此，蛋白質(zhì)分離是單蛋白質(zhì)分析的先決條件。

綜述看點

結(jié)核分枝桿菌與宿主相互作用的深入研究加深了我們對結(jié)核分枝桿菌感染宿主的策略和宿主感染反應(yīng)的認識。技術(shù)的發(fā)展，特別是MS技術(shù)的發(fā)展，促進了蛋白質(zhì)組學(xué)生物標志物的鑒定，但仍有一些技術(shù)挑戰(zhàn)阻礙了蛋白質(zhì)組學(xué)在結(jié)核病診斷中的應(yīng)用。

采樣的復(fù)雜性(例如采樣的時間、小分子干擾以及結(jié)核病與其他類型疾病共存)、蛋白質(zhì)豐度的差異、亞型的存在，翻譯后修飾是阻礙當前技術(shù)和策略識別準確和普遍的生物標志物的障礙。需要更強大的、靈敏度更高的技術(shù)，特別是對低豐度蛋白質(zhì)和區(qū)分蛋白質(zhì)異構(gòu)體和修飾。此外，在使用單一蛋白質(zhì)生物標記物時存在診斷偏差的風險，而使用現(xiàn)有技術(shù)可以同時檢測到一個小組中的一組生物標記物，但是不同報告之間的差異正在增加，為最佳結(jié)核病診斷標記物提供了混淆甚至誤導(dǎo)的證據(jù)。

所發(fā)現(xiàn)的生物標志物的重復(fù)性令人不滿意的一個原因是，所研究的隊列在基因組背景、免疫反應(yīng)或其他因素方面存在差異。要克服這一問題，可能需要來自不同人群的大量樣本，其中包括結(jié)核病患者狀況的多樣性。

此外，不同組學(xué)技術(shù)的組合可能有助于提高結(jié)核病診斷的準確性和一致性，而單細胞蛋白質(zhì)組學(xué)在未來推進結(jié)核病診斷的方法中擁有巨大的潛力。

本篇從微生物研究到組學(xué)測序技術(shù)和質(zhì)譜技術(shù)的應(yīng)用實例文章，可以看出精準醫(yī)學(xué)的研究將生物學(xué)的科學(xué)認知從宏觀層面提升到“單細胞”維度~

歡迎百度搜索鹿明生物——訪問鹿明生物官網(wǎng)——了解多組學(xué)、單細胞蛋白質(zhì)組學(xué)、非靶向代謝組學(xué)、16s rRNA微生物測序技術(shù)

小鹿推薦

小鹿本期特地以廣東地域作為一個“視角”，看精準醫(yī)療與技術(shù)應(yīng)用的深度結(jié)合，以城市為基本單位，小鹿也更希望加強與各位科研學(xué)者的聯(lián)接?！涸捦庖簟粡V東是一個有“味”的城市，它有著自己的獨特人文氣息，有時間各位老師也可以放下正在做實驗的雙手，小鹿希望在廣東街口的早茶與您相遇，一起探討蛋白代謝，單細胞空間技術(shù)......

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