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讲座预告 | 从刷爆朋友圈的首个原创突破性药物上市，深度解析肠道微生物研究技术

2019-11-11

中科新生命

2493

近日，刷爆朋友圈的中国原创、国际首个靶向肠-脑轴的阿尔兹海默症（轻中度）治疗新药宣布正式获批上市。毫无疑问，这给广大肠道菌群的研究者打了一剂强心针，也让我们看到了菌群相关研究转化的可行性，距离下一代的微生物精准疗法也更进了一步。

《Science》

微生物会成为下一代精准疗法吗？

近年来，肠道菌群作为CNS期刊的封面常客，以及国自然资助的重点，是看得见的热点。大量的研究证据表明，肠道菌群对宿主具有重要的调节作用，与消化系统疾病、内分泌系统疾病、精神系统疾病、自身免疫性疾病等多种疾病的发生发展关系密切。因此，针对这些系统疾病，研究人员的目光已逐步转移到肠道微生物。

人类与微生物的互作研究持续了几十年，但最近几年才是最繁荣的时代：在各研究方向有了巨大的进步，得到了一些较为可靠的研究结论。这一切得益于基于测序和质谱技术的微生物组学（宏基因组/宏蛋白组/宏代谢组）的发展，使得科研工作者可以从各个维度对肠道菌群的组成和功能进行研究。

因此，肠道菌群也从以前对不同微生物组构成与人体症状之间的关系的研究，迅速扩展至不同微生物群体、其综合功能及其对宿主病理生理的作用机制。

Nature，2016相比基因水平的研究，蛋白和代谢水平能够直接揭示菌群的功能，更接近表型。但由于环境微生物样本的复杂性，宏基因、宏蛋白和宏代谢组学技术面临不同程度的挑战，其中宏蛋白质组学技术难度最高，从前期的样本制备、技术路线和搜库策略的选择，再到最后的数据挖掘都存在一定的技术难点和挑战。

现如今宏基因和宏代谢组已经被广泛结合，打通了菌群多样性和代谢物功能研究，应用于肠道菌群相关的研究中。已有研究表明（见下图），与16s、宏基因等研究结果相比，宏蛋白组在菌群构成、基因功能方面的结果均显示出明显不同。但是，肠道菌群的宏蛋白信息在功能解析时是十分重要的环节。因为，基因、转录水平≠actually expressed；菌种数量多≠active bacterial community。蛋白作为生命功能的执行者，往往能够帮助研究人员揭示菌群功能，离真相更近一步。

宏蛋白 VS 16s rRNA

宏蛋白 VS 宏基因

然而值得庆幸的是，近年来宏蛋白质组学技术在蛋白搜库、数据分析等方面有了较大的突破，不仅文章数量呈显著增长，而且在人类微生物组计划（Human Microbiota Project）等重大研究计划中，宏蛋白质组也是被作为重要的组成部分纳入其中。

Nature，2019

为了搭建宏蛋白质组学技术平台，呈现肠道微生物组研究的完整解决方案，中科新生命研发人员经不懈创新，解决了宏蛋白组技术上相关难点。在11月为我们带来了好消息：宏蛋白组已经完成研发和系统测试工作，在本月正式对外服务！针对样本制备、技术路线、搜库策略，数据分析等难点，中科新生命强势推出Meta4Pro策略，高效解决技术瓶颈问题，在保证实验稳定性良好，搜库时间成本降低的同时，大幅提高蛋白定性数量及准确性。