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类靶/靶向代谢系列解决方案二 | 从菌群到代谢物,类靶与靶向代谢组揭开宿主表型的"幕后黑手"

肠菌代谢物:人体健康的隐形操控者

肠道里住着约100万亿个微生物,它们不仅是"食客",更是你健康的"操盘手"。从情绪到免疫,从尿酸到抗病毒,肠道菌群的代谢产物正在成为解码人类健康的新钥匙。

人类微生物群失调是多种疾病的诱因之一[1]

为什么"肠道菌群+靶向代谢组学"是当下最火的研究组合?

肠道菌群被称为人体的"第二基因组",但菌群本身并不能直接发挥作用——真正起作用的是它们产生的成千上万种代谢物。这些代谢物像信使一样,通过肠-脑轴、肠-肝轴、肠-肺轴等通路,远程调控宿主的免疫、代谢、神经甚至行为。而要捕捉这些"信使分子",就离不开代谢组学的精准测量。类靶向和靶向代谢组技术能够进行"精准打击"——对肠道菌群研究中最关键的几类代谢物(胆汁酸、短链脂肪酸、色氨酸代谢物等)进行绝对定量,让机制研究更扎实、更有说服力。

类靶与靶向代谢组:肠道菌群研究的"精准武器库"

类靶向代谢组—广度与深度的平衡

类靶向代谢组结合了非靶向的广度和靶向的定量准确性,一次可检测上千种内源性代谢物,覆盖氨基酸、有机酸、脂质、核酸等多个大类。快速锁定菌群相关代谢通路,定位色氨酸代谢、胆汁酸代谢、短链脂肪酸代谢等经典肠-轴通路,与宏基因组、转录组数据联合分析,能让研究结果更可信。

靶向代谢组—关键通路的"金标准"

靶向代谢组针对特定类别代谢物进行高灵敏度定量,是肠道菌群机制研究的"定海神针"。很多菌群代谢物(如次级胆汁酸、短链脂肪酸、吲哚衍生物)在宿主血液中浓度极低,靶向方法学验证完整,定量结果可直接支撑高分文章的机制结论。

项目经验

文章一

Gut microbial metabolism via hippocampal indole-AhR signaling regulates emotional symptoms

肠道微生物代谢通过海马吲哚-AhR信号通路调控情绪症状[2]

发表年份:2026年                

发表期刊:Cell Metabolism (IF=30.9)

诺禾致源服务:16S扩增子测序、宏基因组、色氨酸靶向代谢组、转录组及多组学联合分析一站式服务。

研究路线:

16S rRNA扩增子测序 → 锁定关键差异菌 Alistipes shahii;

宏基因组测序 → 解析菌群功能潜力;

色氨酸靶向代谢组→ 精准定量吲哚类代谢物;

转录组 + 条件性基因敲除 + 行为学实验 → 验证肠-脑轴因果关系。

核心发现:

本研究系统解析了一条精确的肠-脑轴代谢信号通路——A. shahii-TnAse-吲哚-AhR-vDG,将肠道菌群的代谢变化与大脑情感调控机制直接联系起来。

文章二

Akkermansia muciniphila protects mice against an emerging tick-borne viral pathogen

嗜黏蛋白阿克曼菌保护小鼠抵御一种新发蜱传病毒病原体[3]

发表年份:2023年       

发表期刊:Nature Microbiology (IF=28.3)

诺禾致源服务:非靶向代谢组、胆汁酸靶向代谢组、16S rRNA测序。

研究路线:

临床队列:SFTS患者 vs 健康人粪便和血清样本;

16S rRNA测序 → 发现存活患者肠道中AKK菌丰度显著更高;

非靶向代谢组→ 筛选差异代谢物;

胆汁酸靶向代谢组 → 精准定量33种胆汁酸;

体外病毒感染实验 + 小鼠模型 → 验证保护机制。

核心发现:

本研究证明阿克曼菌(Akkermansia muciniphila)通过调控宿主胆汁酸代谢,下调CCDC41相关的胆汁酸(如TDCA)丰度,从而抑制SFTSV病毒感染引发的全身性炎症反应,提升小鼠存活率。

文章三

Gut symbiont-derived anandamide promotes reward learning in honeybees by activating the endocannabinoid pathway

肠道共生菌衍生的花生四烯酸乙醇胺通过激活内源性大麻素通路促进蜜蜂的奖赏学习[4]

发表年份:2024年       

发表期刊:Cell Host & Microbe (IF=20.6)

诺禾致源服务:非靶向代谢组、靶向代谢组。

研究路线:

蜜蜂行为学实验 → 发现肠道菌群缺失影响蜜蜂学习记忆能力;

靶向代谢组 → 定量检测蜜蜂大脑和肠道中的内源性大麻素类物质;

单菌定植实验 → 锁定关键共生菌;

药理学干预 + 分子生物学验证 → 解析通路机制。

核心发现:

本研究发现蜜蜂肠道中的共生菌能够代谢产生anandamide(花生四烯乙醇胺),该物质穿过肠屏障进入大脑,激活内源性大麻素CB1受体,从而增强蜜蜂的奖赏学习能力。

三篇文章的共同启示

一句话总结:类靶/靶向代谢组学能让研究"站稳脚跟"。在肠道菌群研究中,缺少了靶向代谢组的精准定量,机制故事就少了一块最硬的基石。

诺禾致源类靶&靶向代谢组产品矩阵

参考文献:

[1] Kaijian Hou, Zhuo-Xun Wu, Xuan-Yu Chen, et al. Microbiota in health and diseases. Nature. 2022, 7:135. https://doi.org/10.1038/s41392-022-00974-4.

[2] Wang TT, Luo YJ, Feng W, et al. Gut microbial metabolism via hippocampal indole-AhR signaling regulates emotional symptoms. Cell Metabolism. 2026;38:1-17. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2026.03.003.

[3] Jinyan Xie, Hao Li, Xiaoai Zhang et al. Akkermansia muciniphila protects mice against an emerging tick-borne viral pathogen. Nature microbiology. 2023 Jan;8(1):91-106. https://doi.org/10.1038/s41564-022-01279-6.

[4] Zhaopeng Zhong, Xiaohuan Mu, Haoyu Lang. Gut symbiont-derived anandamide promotes reward learning in honeybees by activating the endocannabinoid pathway. Cell Host & Microbe. 2024 Nov 13;32(11):1944-1958. https://doi.org/10.1016/j.chom.2024.09.013.

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往期回顾

类靶/靶向代谢系列解决方案1:一味中药,五道关卡——诺禾致源用类靶向/靶向代谢组学逐一破解中药研究难题

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