先前的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，代謝組學(xué)可用于監(jiān)測(cè)宿主飲食對(duì)腸道微生物群功能的影響。這些數(shù)據(jù)表明，關(guān)注腸道微生物群的功能相較單純研究腸道微生物的組成可能更好地表征腸道微生物群及其與宿主的相互作用。
研究人員分析了786名個(gè)體，主要是女性（93.4％），平均年齡為65.2歲，平均體重指數(shù)（BMI）為26.1，來(lái)自基于雙胞胎研究TwinsUK的人群。基因組結(jié)果也在來(lái)自TwinsUK研究的230名個(gè)體（98.3％為女性）的獨(dú)立組中復(fù)制，年齡為66.9歲，平均BMI為27.2。
受試者糞便樣本的代謝分析總共測(cè)量了總共1116種代謝物。在所有樣本中至少有80％檢測(cè)到570種代謝物，有20%-80％的樣本檢測(cè)到345種代謝物。值得一提的是，在整個(gè)測(cè)量的糞便代謝物庫(kù)中，647種是糞便樣本所特有的，這突出了糞便代謝組可以提供與血液代謝組學(xué)相輔相成的信息。
研究人員發(fā)現(xiàn)內(nèi)臟脂肪量（一種測(cè)量腹型肥胖的方法）和糞便代謝物之間存在102種統(tǒng)計(jì)學(xué)上顯著的相關(guān)性，這解釋了觀察到的28.4％的內(nèi)臟脂肪總變異。內(nèi)臟脂肪相關(guān)代謝物包括氨基酸、脂肪酸、核苷酸、糖和維生素。先前發(fā)現(xiàn)的與較低內(nèi)臟脂肪量相關(guān)的一些細(xì)菌家族的豐度與較低的氨基酸豐度密切相關(guān)。這些研究結(jié)果表明，氨基酸的可用性可能與微生物代謝物在介導(dǎo)糞便微生物組與肥胖之間關(guān)系中的作用有關(guān)，宿主- 微生物間復(fù)雜的相互作用值得深入研究。另一方面，只有8種代謝物與BMI相關(guān)。這些結(jié)果表明腸道微生物群代謝物對(duì)腹型肥胖的影響，這與先前來(lái)自同一研究組的結(jié)果相一致。在探索糞便代謝組與年齡之間的相關(guān)性時(shí)，研究人員發(fā)現(xiàn)一些代謝物區(qū)分了參與者中最老的（> 75歲，n = 79）和最年輕（<56歲，n>
宿主遺傳學(xué)對(duì)糞便代謝組的影響不大（遺傳率為17.9％）。 NAT2基因的一個(gè)復(fù)制位點(diǎn)涉及咖啡因和異生物代謝的幾種要素，與糞便代謝特征有關(guān)，表明糞便代謝物可能介導(dǎo)宿主遺傳和異生物質(zhì)代謝之間的串?dāng)_。
關(guān)于糞便代謝組反映腸道微生物群代謝功能的程度，腸道微生物的組成解釋了67.7％在710種代謝物中觀察到的差異。具體而言，代謝異生物質(zhì)顯示出與微生物組成最強(qiáng)的聯(lián)系。至于糞便代謝組對(duì)腸道微生物類群的影響，264種代謝物在操作分類學(xué)水平上與微生物相關(guān)，其余代謝物也與更廣泛的分類群組相關(guān)。通過(guò)使用復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)模型，研究人員還發(fā)現(xiàn)代謝物和微生物之間有多達(dá)2,553種獨(dú)立的關(guān)聯(lián)。
總之，糞便代謝組可以部分地反映腸道微生物群的組成。這些結(jié)果揭示了糞便代謝組學(xué)在探索腸道微生物群落的代謝及其與宿主遺傳和飲食的相互作用中作為新興生物標(biāo)志物的作用。
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