在肠道微生物研究领域，微生物多样性、宏基因组是基础研究手段，它可以清楚地展现微生物的组成、丰度及相关功能信息。然而，单一的组学往往无法全面的解决生物学问题，多组学联合分析就显得尤为重要。近年来，随着微生物组学研究的不断发展和持续火热，越来越多的研究者开始将微生物组学和代谢组学联合起来，从物种、基因以及代谢产物等水平共同解释科学问题，不仅可以得到微生物群落结构差异、微生物代谢变化、宿主代谢变化的相关信息，还可以对微生物群落结构差异和代谢变化对宿主代谢活动的影响等多个维度进行研究，全面解析微生物-代谢物-宿主之间的相互作机制，探寻肠道菌群对宿主健康和疾病的作用。

利用微生物组学及代谢组学的联合分析，可以对肠道菌群研究的多个方向进行深层次研究，比如病理机制研究、生物标志物研究、药理药效研究、营养、运动与健康等。

微生物组及代谢组的联合应用可采用以下研究思路：

• 数据库包含KEGG、BIOML、CGR 、HBC 、GMrepo等，覆盖2800+菌株，1200+个肠道菌群相关代谢物，代谢物数量、菌株数量庞大；

• 16S测序采用多套引物同时扩增V3和V4可变区，大幅度提供灵敏度和特异性。

• 可对物种的代谢物进行溯源分类，确定代谢物上下游关系。

• 样本采集是否符合要求，直接影响检测质量。因此要做到及时性、合理性、有效性、代表性。

• 样本量要足够，否则会影响代谢物的检出和测序质量。

• 基因组和代谢组关联分析，相同类型的样本分别用作微生物测序和代谢组学检测，需要同一份样本冻存前提前分装，不同种类样本需要同一时段取样，否则无法关联。

• 做微生物测序与代谢组检测的样本禁止反复冻融，因为反复冻融会造成粪便菌群和代谢产物的变化，从而导致较大的实验误差，影响后续的分析。

• 需要检测短链脂肪酸的样本不可冻干，因为其属于易挥发代谢产物。

下面我们就通过一篇文献来看一看多组学如何更好的研究肠道微生物对人体的影响。

肥胖通过肠道微生物代谢芳香族氨基酸损害短期记忆和工作记忆

期刊：Cell Metabolism

发表时间：2020.10

IF：21.567

肥胖是多种疾病的开端，随着世界范围内肥胖症和相关代谢紊乱患病比例的增加，认知功能下降也逐渐严重起来。有研究发现，肥胖会导致记忆力减退，并且体重指数（BMI）与成人记忆力特征呈负相关性。肥胖会导致肠道菌群发生改变，而学习和记忆功能与特定的微生物和代谢物有关。然而，肥胖是如何通过肠道菌群损害记忆力尚不清楚。