簡單四步,啟動你的腸道微生物研究

人體腸道內的微生物中,超過99%都是細菌,存活著數量大約有100兆個,有500~1000個不同的種類。這些數目龐大的細菌大致可以分為三個大類。

 

1.共生菌群,占腸道菌群的大多數,是人體健康不可缺少的要素。其參與食物的消化,有助于保護我們的腸道。如雙歧桿菌、乳酸桿菌等,許多益生菌產品即是用于補充或者刺激雙歧桿菌的生長。

 

2.致病菌群,數量一旦失控大量生長,就會引發多種疾病。其本身不屬于腸道,誤食后會導致食物中毒等,如常見的沙門氏菌。

 

3.條件致病菌群(腸球菌、腸桿菌等),是腸道中的不穩定因素,正常情況下,共生菌群占優勢,當共生菌群遭到破壞,這些條件致病菌群就會引發許多腸道疾病。

 

腸道,條件致病菌群

 

如今,腸道菌群因其在人類健康和疾病中的作用而受到媒體的廣泛關注。從影響免疫反應到影響我們的大腦,腸道微生物群是我們生活中一個重要而必要的方面。因此,目前對腸道微生物組的研究正集中于開發用于疾病檢測和治療應用的生物標志物。對此研究領域感興趣,如下4個簡單的步驟讓你快速開始你的研究。

 

  1. ?確定研究類型

 

根據你的具體目標,研究類型可以分為三組:縱向研究,橫向研究或隊列研究,以及干預研究。如果你想研究同一個人體內的微生物組成隨時間的變化,縱向研究是最好的選擇。然而,如果你想比較兩個不同個體之間的微生物組組成,那么橫向研究或隊列研究是正確的方法。如果你想觀察接受治療的人(如藥物、飲食等)和沒有接受治療的人的微生物群落的差異,那么干預研究是最好的。

 

2.確定樣品類型和收集方法

 

正如我們所知,每一種樣品都有不同的優點和缺點。經典的糞便樣本可能是最方便的,如果計劃經常監測微生物組的變化或進行大規模的研究,它也是最通用的。這種取樣方法,具有非侵入性,不會直接導致出血和腸道不適,因此,這種方法有助于降低受試者的流失率。

 

然而,樣本中可能含有死細菌。而且,無法控制如何收集樣本,可能導致更多的取樣變量。

 

樣本,微生物組,取樣

 

與糞便樣本相比,直腸拭子更容易取樣,但如果操作不當,有可能導致皮膚細菌污染和生物量不足。當需要評估宿主和微生物的相互作用時,腔刷是一種更好的方法,這是因為更多的細菌進入宿主DNA,特別是與活檢相比,同時,它也會導致更大的粘膜覆蓋范圍。盡管如此,與其他方法相比,仍有機會獲得較低的生物量?;顧z的優點在于它能準確定位感興趣的部位,但活檢對受試者來說可能是最痛苦的,在大型研究中并不理想。

 

近年來,一種新的激光捕獲顯微切割法提供了一種直接分離復雜組織特定切片的方法,它通過激光波束將目標細胞固定在特定的平臺上,可以獲得更高的精度。

 

  1. 確定合適的DNA和RNA提取方法

 

一般來說,排便后樣本存儲在-20°C 15分鐘內是可以的。但是,如果正在進行一項大型研究,并且有成百上千的樣本,那么這種存儲方法是不適用的??梢钥紤]將它們儲存在較低的溫度下,以防止由于長時間的等待而對DNA和RNA造成進一步的損害。大量不需要的宿主DNA和RNA使細菌核酸的提取成為一項復雜的任務,缺乏適用于所有樣本的金標方法只會使情況更糟。因此,始終使用一個合適的提取協議是很重要的,將有助于在整個研究過程中最小化標準偏差。如果不確定使用哪種方法,可以訪問國際人體微生物標準網站(http://www.microbiome-standards.org/?)。

 

  1. 選擇測序平臺和生物信息管道

 

當測序一個大約300 bp的擴增子時,大多數人使用Illumina MiSeq和Ion PGM等測序系統。舉例來說,如果您想要覆蓋可變的16S rRNA序列來創建一個系統進化樹,這個平臺將有助于提高分析的準確性。至于鳥槍法測序,可能需要更多的測序讀取來覆蓋整個基因組。你從測序儀器中得到的各種分析管道,它們能做的是極其有限的。因此,在處理16S rRNA擴增子,可以使用Mothur和QIIME首先生成基本分析。對于來自鳥槍測序的復雜數據的高級分析,可與能夠執行多元分析的團隊合作。

 

 

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