文章简介
微生物组的热度已经持续几年了，目前热度依旧不减，感觉肠道微生物是一个可以影响机体任何表型的东西。相关研究者称，动物具有两套基因组，一套是父母遗传的，一套是出生后微生物带来的；中医学认为，体质是由先天遗传和后天禀赋共同影响的，先天遗传也就是第一套基因组决定的，后天禀赋就和机体与微生物的互作有关。本次小编介绍的文章是不同品种猪的结肠微生物和细菌代谢物的差异分析，中文题名为“长白猪和梅花猪结肠内微生物及微生物代谢差异研究”。
背景
长白猪是引进的外国猪种，是瘦肉型猪种，梅花猪是中国本地猪，具有脂肪沉积多等特点，作者估计也就想利用微生物组学和代谢组学探究不同品种肠道微生物以及微生物代谢物的差异。
试验动物
以7头长白断奶猪和7头梅花断奶猪为试验对象，均在30日龄断奶，断奶后，在相同的情况下饲喂30天，然后屠宰，收集结肠内容物进行16S测序和代谢物的广筛和进一步靶向筛选，同时收集结肠粘膜进行PCR定量分析，分析一些和代谢物相关的宿主基因表达情况。
试验设计
结果
一、代谢组学分析以及基因定量分析
通过代谢组数据的PCA和OPLS-DA分析；发现相同品种的代谢物数据聚到一起，说明不同品种的样本重复性较好；同时，基于OPLS-DA分析，非靶向代谢物筛选鉴定了401种差异代谢物，在MS/MS 数据库注释到71种具体的差异代谢物。
-
样品聚类及差异代谢物筛选
在数据库对代谢物功能注释；注释到了7个生物学途径，其主要有氨基酸、脂肪酸代谢等途径，部分注释结果解释：
作者发现短链脂肪酸、胆汁酸在两个品种中差异较大，对丰度差异较大代谢物靶向代谢分析，发现长白猪结肠中短链脂肪酸和次级胆汁酸含量显著高于梅花猪，而梅花猪种初级胆汁酸含量高于长白猪。且如预期一样，长白猪平均日增重高于梅花猪。
作者并对肠道粘膜中的短链脂肪酸以及胆汁酸转运蛋白基因以及受体基因就行差异分析，检测宿主基因与代谢物之间的联系。作者发现长白猪中短链脂肪酸转运相关的宿主基因表达量较高，而梅花猪中胆汁酸酶相关的宿主基因显著高于长白猪，这与梅花猪种初级胆汁酸含量高于长白猪的结果相符合。
二、微生物组学分析
作者分别在三个水平上进行了微生物差异分析，其中，门水平：两个品种在门水平上无显著差异，两个品种中丰度最大的属依次是普雷沃氏菌属、乳酸菌属、拟杆菌属、链球菌属。属水平：长白猪结肠中链球菌属、CF231、严格厌氧菌、衣原体菌分别是梅花猪的2.6、1.8、9.2和6.6倍 (P<0.05)，而梅花猪结肠中拟杆菌属, YRC22,和霍尔德曼氏菌属是长白猪中的 0.8, 0.9, and 0.7倍。种水平：在两品种中，共鉴定217种细菌。牙普雷沃菌和产黑普氏菌 是最常见的菌种（10%），四种梭菌在两个品种中存在显著差异，长白猪的蔗糖梭菌、梭状芽孢杆菌、永大利梭菌和粘梭菌的相对丰度均高于梅花仔猪。长白仔猪中巴氏链球菌、黄体链球菌、猪链球菌、乳酸菌、沙眼衣原体的相对比例也高于梅花猪。而长白仔猪中的杆菌体、脆性杆菌、三叉乳杆菌、粪便肠球菌和皂葡萄球菌比梅花仔猪低。
三、差异代谢物与差异微生物关联分析
最后对微生物进行差异分析以及代谢组和微生物组的关联分析，结果发现：链球菌、CF231、布氏菌、衣原体和奈瑟菌与胆汁酸、短链脂肪酸和脂类代谢物为正相关关系，类杆菌、霍尔德曼氏菌属和YRC22与胆汁酸、短链脂肪酸和脂类代谢物为正相关为负相关关系。
小结
本文主要是比较了两个品种猪的结肠微生物以及代谢物差异，以及关键代谢物与宿主基因的表达的关系，最后发现，肠道微生物差异可能与两个猪的脂肪沉积有关。这是一篇偏向于数据分析的文章， 后期并没有差异微生物或者代谢物进行影响机制研究，目前，微生物功能常用的验证就是模式动物试验，这也是用来探索机制的方式；分析结果的可靠性验证也可以基于机器学习的分类预测。