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宏基因組測序
背景介紹
微生物組是指存在于特定環境中所有微生物種類及其遺傳信息和功能的集合，微生物組被稱為“人體第二基因組”。特別是腸道菌群對宿主很多重要生理功能的維護和發揮起著非常重要的作用，這些菌群微生物與人體健康息息相關，對人體營養物質代謝、人體自身發育、免疫及疾病的產生等方面都起到極其重要的作用。現有的研究表明，健康人的腸道細菌與某些疾病患者顯著不同，腸道微生物與多種疾病發病直接相關，比如癌癥、心血管疾病、神經性疾病等。
微生物與人體健康息息相關
產品簡介
以高通量測序為基本手段的宏基因組技術，為微生物組學研究的快速發展起到了極大的推動作用，為與微生物相關的疾病研究提供了有效的解決方案。利用此技術可以一次性完成多個樣本的平行測序，對微生物的物種組成、種群結構、進化關系、功能基因組、差異基因等進行分析。
技術流程
宏基因組是指某一特定環境中全部微生物的遺傳物質總和。宏基因組測序可以測定特定環境中所有的微生物尤其是難于培養微生物的基因組，進行序列測定和功能基因挖掘，研究新的具有特定功能的基因。目前宏基因組數據的分析主要包括質量控制、基因組拼接組裝、功能基因預測、基因功能注釋和微生物群落組成等分析。
宏基因組測序分析流程
結果展示
OTU花瓣圖（左1）； GraPhlAn進化樹（左2）； 物種組成分析柱狀圖（右1）； 物種/功能聚類熱圖（右2）
Krona物種組成展示（左1）； 基于物種的樣品聚類樹（左2）； LEfSe分析進化分枝圖（右1）； PCA/PCoA聚類圖（右2）
屬水平RDA分析（左1）； 功能基因數目統計示意圖（左2）； 代謝通路示意圖（右1）； 網絡互作圖（右2）
送樣要求
應用方向
應用案例
宏基因組測序揭示結直腸癌相關腸道菌群的階段特異性
Metagenomic and metabolomic analyses reveal distinct stage-specific phenotypes of the gut microbiota in colorectal cancer
發表雜志：Nature Medicine（IF： 36.13） ； 發表時間： 2019年 6月； 應用技術： 宏基因組測序
本文對616名接受結腸鏡檢查的人進行了糞便宏基因組和代謝組學研究，發現在多發性息肉樣腺瘤、粘膜內癌和更嚴重的病變中，糞便微生物組和代謝組的變化顯著。從粘膜內瘤到更晚期階段，具核梭桿菌顯著增加。 Atopobium parvulum和Actinomyces odontolyticus在粘膜內瘤中同時出現，在多發性息肉腺瘤和/或粘膜內癌病理下顯著增加。粘膜內癌患者糞便中，代謝物支鏈氨基酸和苯丙氨酸增加，膽汁酸如脫氧膽酸在多發性息肉腺瘤和/或粘膜內癌患者中顯著增加。該研究揭示結腸直腸癌中腸道菌群的階段特異性表型，為CRC（結腸直腸癌）發展階段的診斷提供方法。
糞便樣本中宏基因組特征
CRC 不同階段特異性分類和代謝組學特征（左）； 結直腸癌進展中主要微生物和代謝組學改變示意圖（右）
