中科白癜风医院爱心公益 https://4001582233.114.qq.com/ndetail_3913.html越来越多的证据表明，肠道菌群失调及其宿主代谢表型的改变是人类疾病发展的重要因素。一种传统的中草药配方，柴胡疏肝散（CSGS），已被有效地用于治疗各种胃肠道（GI）疾病。本研究旨在研究CSGS是否在肠道菌群失调情况下调节宿主代谢表型。使用UPLC-Q-TOF/MS进行了CSGS治疗后，抗生素诱导的肠道菌群失调症大鼠尿液和粪便中生化变化的代谢组学研究。偏最小二乘偏析（PLS-DA）表明，CSGS处理减少了抗生素引起的代谢表型扰动。此外，肠道菌群属与尿和粪便代谢产物之间存在很强的相关性。此外，相关性分析和代谢途径分析（MetPA）确定了三个关键的代谢途径，包括甘氨酸，丝氨酸和苏氨酸代谢，烟酸和烟酰胺代谢以及胆汁酸代谢，是与抗生素诱导的肠道菌群失调有关的最相关途径。这些发现提供了对CSGS对肠道菌群失调大鼠宿主代谢表型的保护作用的全面理解，并进一步作为针对肠道菌群的疾病管理药物线索的新来源。相关性分析和代谢途径分析（MetPA）确定了三个关键的代谢途径，包括甘氨酸，丝氨酸和苏氨酸代谢，烟酸和烟酰胺代谢以及胆汁酸代谢，是与抗生素诱导的肠道菌群失调有关的最相关途径。这些发现提供了对CSGS对肠道菌群失调大鼠宿主代谢表型的保护作用的全面理解，并进一步作为针对肠道菌群的疾病管理药物线索的新来源。相关性分析和代谢途径分析（MetPA）确定了三个关键的代谢途径，包括甘氨酸，丝氨酸和苏氨酸代谢，烟酸和烟酰胺代谢以及胆汁酸代谢，是与抗生素诱导的肠道菌群失调有关的最相关途径。这些发现提供了对CSGS对肠道菌群失调大鼠宿主代谢表型的保护作用的全面理解，并进一步作为针对肠道菌群的疾病管理药物线索的新来源。
肠道菌群失调的抗生素治疗
通过基于16SrRNA基因测序的方法分析粪便菌群组成。基于PCoA得分的散点图，在OUT水平具有97％的相似性，表明抗生素组和对照组之间的群落组成明确分离（图1A）。优势菌群（包括硬毛菌和拟杆菌）以及抗生素的处理导致纤毛菌的水平显着降低和拟杆菌的升高，而这两个紊乱的肠道微生物菌群可以在CSGS处理后进行调节（图1B）。此外，我们还发现了模型和对照组在属水平上有16个统计学上的显着差异（图1C）。
图1用PCoA（A）区分对照组（C），抗生素组（A）和CSGS+抗生素组（AC）的肠道菌群模式。通过16SrRNA基因测序显示对照组和模型组肠道（B）和属（C）水平的肠道菌群组成概况（每种颜色代表一种细菌属或属）。
CSGS治疗对抗生素治疗大鼠体重的影响
与对照组相比，在治疗后1至3周，抗生素组的体重显着降低。与抗生素组相比，CSGS的体重显着增加（图2）。
CSGS治疗对肠道菌群失调尿代谢谱的影响
通过UPLC-Q-TOF/MS在正离子模式下分析每组尿液样品的代谢谱。
图3以（A，R2X=0.，Q2（cum）=0.）正离子模式从大鼠不同治疗组收集的尿液样本的PCA评分图;在（B，R2X=0.，R2Y=0.，Q2（cum）=0.）正离子模式下，从大鼠不同治疗组收集的尿液样品的PLS-DA得分图；对照组和抗生素组在（C，D）正离子模式下的OPLS-DA得分图和S-图。（C）对照组，（A）抗生素组（AC）CSGS+抗生素组（QC）质量控制样品。
鉴定与肠道菌群失调相关的潜在尿液生物标志物
采用正交偏最小二乘-偏析分析（OPLS-DA）方法来加强PLS-DA中抗生素组与对照组之间已经建立的分离（图3C）。在小号-plot和VIP分别用于选择潜在生物标志物（图3D）。每个治疗组的热图中均显示了已鉴定的与肠道菌群失调相关的泌尿生物标志物的变化趋势（图4）。
图4尿中代谢物的显着变化以热图表示，显示通过UPLC-Q-TOF/MS检测到的所有治疗组中代谢物的变化。
（C）对照组，（A）抗生素组，（AC）CSGS+抗生素组。
CSGS治疗肠道微生物菌群失调的粪便代谢特征
使用UPLC-Q-TOF/MS在正离子扫描模式下表征了抗生素诱导的肠道微生物群失调症大鼠（经CSGS处理和未经CSGS处理）的粪便样品的代谢谱。所有实验组的典型BPI色谱图如图S2所示。进行PCA和PLS-DA模型以评估CSGS治疗后抗生素诱导的肠道菌群失调大鼠的代谢模式（图5A和B）。如图所示图5C和D根据对照组和抗生素组之间的粪便代谢曲线进行的OPLS-DA和S-图显示，有21个离子以正离子模式参与了聚集。
图5从大鼠不同处理组收集的粪便样品的PCA评分图为（A，R2X=0.，Q2（cum）=0.）阳离子模式；在（B，R2X=0.，R2Y=0.，Q2（cum）=0.）正离子模式下从大鼠的不同处理组收集的粪便样品的PLS-DA得分图；对照组和抗生素组在（C，D）正离子模式下的OPLS-DA得分图和S-图。（C）对照组，（A）抗生素组（AC）CSGS+抗生素组（QC）质量控制样品。
鉴定与肠道菌群失调相关的潜在粪便生物标志物
每个治疗组的热图中均显示了与肠道菌群失调相关的已鉴定粪便生物标志物的变化趋势（图6）。
图6粪便代谢物的显着变化以热图表示，显示通过UPLC-Q-TOF/MS检测到的所有治疗组的代谢物变化。
肠道菌群改变与尿，粪便代谢产物与肠道菌群失调之间的统计相关性
皮尔逊相关分析用于确定肠道菌群属改变与尿液和粪便代谢产物之间的潜在联系（r0.5或r-0.5，p0.05）。我们的相关分析确定了肠道菌群与尿和粪便代谢物改变之间的多个重要关联。总之，抗生素治疗在肠道菌群中引起了显着的影响，进而显着改变了肠道菌群的代谢表型，这是由与肠道菌群相关的各种代谢物和代谢途径的变化所证明的。
图7相关热图用于代表抗生素组和对照组的肠道菌群属变化和尿液代谢物改变之间的显着统计相关值（r）。
蓝色方块表示显着正相关（r0.5，p0.05），白色方块表示无显着相关（p0.05），红色方块表示显着负相关（r-0.5，p0.05）。
图8相关热图用于表示抗生素组和对照组肠道微生物群属与粪便代谢产物改变之间的显着统计相关值（r）。
蓝色方块表示显着正相关（r0.5，p0.05），白色方块表示无显着相关（p0.05），红色方块表示显着负相关（r-0.5，p0.05）。
为了进一步验证通过统计相关性确定的这些关键代谢途径，它们是肠道微生物群失调最相关的途径，通过MetaboAnalyst3.0（
