2型糖尿病已在全球范圍內(nèi)達到流行水平，幾項研究證實了糖尿病患者腸道微生物菌群失調(diào)與葡萄糖穩(wěn)態(tài)異常之間的聯(lián)系。雖然假設(shè)異常的代謝組學(xué)特征通常伴隨著微生物生態(tài)失調(diào)，但這種聯(lián)系在很大程度上仍然未知。在這項研究中，我們研究了飲食如何改變患有和非患有 2 型糖尿病的人的腸道細(xì)菌組、真菌組和代謝組.1 差異豐度測試確定，與健康對照組的低纖維飲食相比，高纖維飲食中的代謝物丙酸酯、U8 和 2-羥基丁酸酯顯著降低，3-羥基苯乙酸酯更高。接下來，使用多組學(xué)因子分析（MOFA2），我們試圖揭示驅(qū)動所有樣品（對照組和DM II）上每個不同組（細(xì)菌、真菌和代謝物）的變異來源。進行方差分解，確定10個潛在因素，然后檢驗每個潛在因素與年齡、BMI、飲食和性別的顯著相關(guān)性。潛在因子1的相關(guān)性最顯著。值得注意的是，該模型顯示，真菌組解釋了DM II組的大部分方差（12.5%），而細(xì)菌解釋了對照組的大部分方差（64.2%對DM II組的10.4%）。潛伏因子1與膳食攝入量顯著相關(guān)（q < 0.01）。對細(xì)菌和真菌屬對Factor1影響的進一步分析表明，9個細(xì)菌屬（Phocaeicola、Ligilactobacillus、Mesosutterella、Acidaminococcus、Dorea A、CAG-317、Caecibacter、Prevotella和Gemmiger）和一個真菌屬（糠馬拉色菌）具有較高的因子權(quán)重（絕對權(quán)重>0.6）?；蛘撸瑢γ總€屬的每個疾病組擬合線性回歸模型，以可視化因子值與特征豐度之間的關(guān)系，顯示木糖的權(quán)重為正，丙酸鹽、U8 和 2-羥基丁酸酯的權(quán)重為負(fù)。這些數(shù)據(jù)提供了關(guān)于微生物衍生的變化的新信息，這些變化會影響人類不同飲食和疾病狀況的代謝表型。
膳食纖維的攝入對于維持整體健康至關(guān)重要。一些研究小組將高纖維飲食與降低許多健康狀況的風(fēng)險聯(lián)系起來1,2.許多健康優(yōu)勢，如更好的血糖控制、心血管健康、體重管理和消化功能，都與食用高纖維飲食有關(guān)3.膳食纖維對健康結(jié)果的影響是由腸道微生物組以顯著的方式介導(dǎo)的，腸道微生物組含有普雷沃氏菌等細(xì)菌。普雷沃氏菌以其將膳食纖維轉(zhuǎn)化為有益的短鏈脂肪酸的能力而聞名，它產(chǎn)生的短鏈脂肪酸已被證明有利于維持腸道穩(wěn)態(tài)4,5.然而，需要更多的研究來正確理解纖維消耗、腸道微生物組和特定細(xì)菌分類群（如普雷沃氏菌）在健康和糖尿病治療方面的復(fù)雜聯(lián)系。2型糖尿?。―M II）是全球日益嚴(yán)重的健康問題，涉及世界近6.3%的人口，每年造成超過100萬人死亡6.中東和北非地區(qū)的糖尿病增長率位居全球第二，預(yù)計到2035年，糖尿病病例將增加96.2%7.此外，生活方式、肥胖、營養(yǎng)和環(huán)境等因素，腸道菌群失調(diào)已被公認(rèn)為與糖尿病相關(guān)的重要原因。然而，DM II與腸道微生物群組成之間的確切聯(lián)系尚不清楚。目前，大多數(shù)研究已經(jīng)收集了腸道細(xì)菌組在 DM II 的發(fā)病和進展中的作用的證據(jù)，盡管關(guān)于特定分類組與該疾病的關(guān)聯(lián)報告各不相同8.有趣的是，最近的一項研究報告稱，在其他地理區(qū)域，不同的微生物與相同的代謝結(jié)果有關(guān)9.雖然重點放在腸道細(xì)菌在 DM II 中的作用，但腸道真菌組（真菌種類）和代謝組在 DM II 中的作用卻很少被探索和理解。
在研究 2 型糖尿病 （DM II） 疾病過程中腸道微生物群變化的潛在分子機制時，研究表明，腸道炎癥、腸道通透性受損、葡萄糖和脂質(zhì)代謝受損、胰島素不敏感、脂肪酸氧化增加以及與膳食成分的相互作用是主要的潛在調(diào)節(jié)因素8、10、11.
我們對腸道微生物群和DM II之間復(fù)雜關(guān)系的理解主要是由于宏基因組學(xué)、代謝組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)等組學(xué)研究的技術(shù)進步。盡管細(xì)菌種類存在差異，但存在一種功能一致性，有助于在代謝組學(xué)分析的背景下剖析基因、蛋白質(zhì)和分子在細(xì)胞代謝中的作用和作用。代謝組學(xué)對于追蹤細(xì)菌響應(yīng)宿主而產(chǎn)生的化合物特別有價值，特別是真菌物種，因為它們與微生物組和整個宿主相互作用的證據(jù)越來越多?，F(xiàn)在，我們可以整合和應(yīng)用多組學(xué)方法，探索DM II中微生物群群失調(diào)與異常代謝特征之間的聯(lián)系，以提高我們對疾病過程的理解，識別生物標(biāo)志物和有效療法，以及精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的應(yīng)用12.本研究的具體目的是探索飲食對 2 型糖尿病患者和非 2 型糖尿病患者腸道細(xì)菌組、真菌組和代謝組組成的影響，特別關(guān)注了解微生物菌群失調(diào)與葡萄糖穩(wěn)態(tài)異常之間的聯(lián)系。我們使用糞便樣本和食物問卷評估了來自阿拉伯聯(lián)合酋長國（UAE）的個體的16S rRNA和ITS2序列數(shù)據(jù)以及代謝譜，無論是否患有DM II，以確定膳食纖維的攝入量。
自然微生物綜述( IF：31.851)于2018年在線發(fā)表了微生物組領(lǐng)域的研究方法綜述，不僅系統(tǒng)總結(jié)了過去，更為未來3-5年內(nèi)本領(lǐng)域研究方法的選擇，提供了清晰的技術(shù)路線，讓大家做出更好的研究，微生物組學(xué)研究主要涉及兩方面技術(shù)：測序技術(shù)和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，隨著基因測序技術(shù)的進步和測序成本不斷下降，大樣本量的微生物組學(xué)研究激增。傳統(tǒng)的統(tǒng)計方法已經(jīng)不再適用于極度高維、稀疏的微生物組數(shù)據(jù)分析，而適用于復(fù)雜數(shù)據(jù)分析的機器學(xué)習(xí)逐漸成為微生物組學(xué)數(shù)據(jù)分析的首選方法。機器學(xué)習(xí)已被證明是分析微生物群落數(shù)據(jù)并對特定結(jié)果進行預(yù)測（包括人類和環(huán)境健康）的有效方法，基于微生物群落數(shù)據(jù)的機器學(xué)習(xí)已被成功用于預(yù)測人類健康中的疾病狀態(tài)、環(huán)境質(zhì)量和環(huán)境中污染的存在，并可以作為法醫(yī)學(xué)中的微量證據(jù)。機器學(xué)習(xí)算法已經(jīng)在腸道微生物、微生物組數(shù)組表型、環(huán)境微生物、微生物生態(tài)學(xué)、皮膚微生物、土壤微生物、植物微生物、人體微生物等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，通過查閱文獻發(fā)現(xiàn)近幾年機器學(xué)習(xí)在微生物組研究發(fā)刊分值都很高，特別是在Nature Communications、Advanced Materials（IF=30.849）、Water Research Nature Microbiology、Environment International 、Nature Methods、Cell Regeneration、JAIMS等期刊多次發(fā)表！
代謝組學(xué)是對某一生物或細(xì)胞在一特定生理時期內(nèi)所有代謝產(chǎn)物同時進行定性定量分析的學(xué)科，被廣泛用于揭示小分子與生理病理效應(yīng)間的關(guān)系。目前，代謝組學(xué)已經(jīng)被應(yīng)用于藥物開發(fā)的各個階段（如藥物靶標(biāo)識別、先導(dǎo)化合物發(fā)現(xiàn)、藥物代謝分析、藥物響應(yīng)和耐藥研究等）。基于代謝組學(xué)的高性價比特性，它被藥學(xué)領(lǐng)域的研究者給予了厚望，有望加速新藥開發(fā)的進程。然而，代謝組領(lǐng)域還面臨著嚴(yán)重的信號處理與數(shù)據(jù)分析問題，對其在新藥研發(fā)中的應(yīng)用構(gòu)成了巨大挑戰(zhàn)。為了有效消除由環(huán)境、儀器和生物因素所引入的不良信號波動，就需要開發(fā)針對代謝組信號系統(tǒng)優(yōu)化的新方法，為不同組學(xué)研究量身定制最優(yōu)的數(shù)據(jù)分析策略。
由于該項研究資料和學(xué)習(xí)平臺較少，信息技術(shù)不公開，培訓(xùn)學(xué)習(xí)迫在眉睫，特此誠摯邀請您參加“機器學(xué)習(xí)微生物組學(xué)+機器學(xué)習(xí)代謝組學(xué)+機器學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)錄組學(xué)與表觀組學(xué)+深度學(xué)習(xí)基因組學(xué)”專題線上培訓(xùn)班，參會學(xué)員已達3000余名，學(xué)懂學(xué)會學(xué)透徹學(xué)以致用，做出有價值的科學(xué)研究， 能夠快速運用到自己的科研項目和課題上，助力學(xué)員發(fā)表Nature、Science、Cell等正刊及子刊?。ㄔ谏欧治龅男录夹g(shù)加持下，用更少的經(jīng)費，發(fā)更高質(zhì)量的文章）
文章來源于：人體微生物組與健康
