微生物组 + 蛋白质组 / 代谢组
利用 16s、宏基因组技术，分析菌群组成和丰度情况，并采用代谢组技术分析菌群产生的代谢物变化，其次通过蛋白质组和代谢组技术对血液样本进行检测，研究肠道菌群与蛋白质和代谢分析的调控机制关系。
多组学取样建议
| 样本类型 | 建议送样量 | 建议每组重复样本数 | |
|---|---|---|---|
| 扩增子（二代 / 三代） | 土壤 / 污泥 / 沉积物 / 腐殖质 | 3-5g | ≥ 8 |
| 拭子 | 3-5 个 | ≥ 8 | |
| 瘤胃液 / 发酵液 / 组织液（离心有明显沉淀） | 3-5mL | ≥ 30 | |
| 粪便 / 肠道内容物 | 2-5g | ≥ 30 | |
| 动物 / 人组织 | 1-3g | ≥ 30 | |
| 血浆 | 3-5mL | ≥ 30 | |
| 鲜奶 | 20mL | ≥ 30 | |
| 二代宏基因组 | |||
| 土壤 / 污泥 / 沉积物 / 腐殖质 | 3g | ≥ 8 | |
| 拭子 | 5-10 个 | ≥ 30 | |
| 瘤胃液 / 发酵液 / 组织液 / 冲洗液（离心有明显沉淀） | 3-5mL，沉淀 1g | ≥ 30 | |
| 粪便 / 肠道内容物 | 2g（小鼠 6-10 粒） | ≥ 30 | |
| 动物 / 人组织 | 1g | ≥ 30 | |
| 牛奶 / 酸奶 | 30mL/50g | ≥ 30 | |
| 食糜 | 2g | ≥ 30 | |
| 食品表面拭子 | 10 个 | ≥ 30 | |
| 三代宏基因组 | |||
| 土壤 / 污泥 / 沉积物 / 腐殖质 | 6g | ≥ 8 | |
| 瘤胃液 / 发酵液 / 组织液 / 冲洗液 ( 离心有明显沉淀 ) 2g | 6-10mL，沉淀 | ≥ 30 | |
| 粪便 / 肠道内容物 | 5g | ≥ 30 | |
| 动物 / 人组织 | 2g | ≥ 30 | |
| 牛奶 / 酸奶 | 100mL/100g | ≥ 30 | |
| 食糜 | 4g | ≥ 30 | |
| 食品表面拭子 | 20 个 | ≥ 30 |
信息分析内容
| 扩增子 | 宏基因组 | 三代宏基因组 | 蛋白质组 | 代谢组 |
|---|---|---|---|---|
| OTU聚类或ASV聚类 α多样性 β多样性 组间物种差异分析 组间群落结构差异分析 环境因子关联分析 Network 分析 高级分析 |
宏基因组组装 宏基因组基因预测 宏基因组物种注释和功能 注释 基于物种和功能注释结果 多样本标准分析 |
二代数据对三代组装结果 矫正 抗性基 单菌基因组分析 因 & 转移元件 病毒基因组 |
差异表达分析 功能富集分析 蛋白互作分析 |
定量分析 差异分析 通路富集分析 |
扩增子、宏基因组、三代宏基因组 + 代谢组 / 蛋白质组
| 分析点 | 解决问题 |
|---|---|
| kegg 数据库关联分析 | 结合代谢通路差异分析结果以及代谢组结果，与差异菌群进行关联分析，找出与核心微生物相关的代谢物 以及代谢通路 |
| 差异分析 | 通过血液蛋白质组或代谢组的差异分析 ( 非肠道疾病一般会用血液的蛋白质组，免疫因子或代谢组等 )，确 定调控疾病的可能功能分子 |
| 核心菌群的基因组与功能挖掘 | 结合三代 Meta 数据中组装出单菌，并对其进行基因功能注释和挖掘，探究该菌在基因组层面上存在哪些 基因或者基因簇，会影响疾病的发展 |
| 比较基因组分析 | 对关键基因簇进行比较基因组分析，探究健康组、患病组的核心微生物基因组的该基因簇在结构上是否有 差异，进一步从机制上探究了健康组、患病组代谢物差异的原因 |
| 诊断治疗模型建立与预测 | 从代谢物维度与微生物组成维度对样品进行无监督聚类，将患病人群进行分类，构建训练集，创建更加科 学的判定方式 |
| 随机森林 | 运用随机森林分类器，将健康组与患病组的微生物菌群组成构建成模型，找出 Biomarker，运用差异微生 物物种或代谢物构建出可判别患病与治愈后的模型 |
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