2024-03-12
前言：
2024年国自然申请逐渐落下帷幕，您是否已将研究成果与思路付诸于文字，怀揣着对未知领域的无限向往，期望获得国自然的的鼎力支持？如果还需完善拓展或增加创新性，那多组学作为一种整合性的研究方法定能祝您如虎添翼！！
接下来小派将以微生物-皮肤器官轴多组学为例，带您走进这一充满魅力的研究领域。以多组学为钥匙，打开微生物-器官轴的神秘之门，共同探寻这一领域的无尽奥秘！！
一、多疾病队列+多小鼠模型+3组学+2样本类型+实验验证
题目：Gut microbiota facilitate chronicspontaneous urticaria
肠道微生物群促进慢性自发性荨麻疹
期刊：Nature Communications
影响因子：16.6
发表时间：2023
研究背景
慢性荨麻疹是一种常见的、使人衰弱的炎症性皮肤病，其中慢性自发性荨麻疹(CSU)是最常见的一种。大多数CSU患者的生活质量明显受损，因此更好地了解CSU的发病机制至关重要。但CSU的发病机制尚未完全阐明。有研究表明肠道微生物群可能参与CSU的发病机制，然而肠道微生物组在CSU中的确切作用和相关性以及所涉及的机制仍未被描述和解释。
多组学技术
16s + 宏基因组（粪便）、短链脂肪酸靶向代谢组（粪便 + 血浆）
其他技术
脂多糖(LPS)检测、粪便微生物群移植(FMT)、皮肤过敏反应、qPCR、组织学、免疫组化、流式细胞术。
技术路线
结果展示
研究结论
1、CSU患者肠道菌群多样性低，短链脂肪酸含量低，但肠道肺炎克雷伯菌含量高，与血液短链脂肪酸水平呈负相关。
2、CSU患者血脂多糖水平升高，与疾病快速复发和肠道条件致病菌水平升高相关。
3、CSU微生物群移植和肺炎克雷伯菌移植会促进IgE介导的肥大细胞驱动的皮肤炎症反应，并增加受体小鼠的肠道通透性和血液中脂多糖的积累。
4、霍氏真杆菌的移植和己酸盐的给予能够保护受体小鼠免受肥大细胞驱动的皮肤炎症的影响。
二、疾病队列+多时间点+4组学+单样本类型+疾病诊断
题目：A compromised developmental trajectory of the infant gut microbiome and metabolome in atopic eczema
特应性湿疹婴儿肠道微生物组和代谢组的发育轨迹受损
期刊：GUT MICROBES
影响因子：12.2
发表时间：2020
研究背景
特应性湿疹(AE)是一种慢性炎症性皮肤病，是最常见的儿童非传染性疾病之一，是特应性病程的最早表现之一。湿疹的发病机制被认为与皮肤屏障功能障碍、免疫失调以及环境-宿主-微生物相互作用有关。环境因素和现代生活方式通过调节肠道微生物群间接促进了过敏风险。
多组学技术
粪便短链脂肪酸靶向代谢组、非靶向代谢组、宏基因组、宏转录组
其他技术
皮肤点刺试验
技术路线
结果展示
研究结论
1、3周时，过敏原致敏的特应性湿疹婴儿的肠道微生物群和代谢物特征是大肠杆菌和肺炎克雷伯菌的富集，这与粪便中D-葡萄糖浓度的增加和相关毒力因子基因表达的增加有关。
2、观察到有益菌脆弱拟杆菌的定植延迟，以及三个月后丁酸盐和丙酸盐产生菌的积累也延迟。
3、AE的关键微生物特征：大肠杆菌和肺炎克雷伯菌的富集；脆弱拟杆菌的耗竭导致免疫刺激性细菌细胞包膜结构和叶酸生物合成途径的表达降低；丁酸盐和丙酸盐的细菌群的耗竭，共同导致糖酵解、丁酸盐和丙酸盐生物合成的减少。
三、疾病队列+细胞实验+小鼠模型+4组学+单样本类型+湿实验
题目：Multi-omics analyses reveal bacteria and catalase associated with keloid disease
多组学分析揭示细菌和过氧化氢酶与瘢痕疙瘩相关
期刊：Lancet eBioMedicine
影响因子：11.1
发表时间：2023
研究背景
瘢痕疙瘩是一种良性皮肤肿瘤，其特征是真皮中胶原纤维大量沉积，通常由损伤或感染后的炎症引起，并伴有疼痛和瘙痒等症状，严重影响患者的身心健康和生活质量。由于缺乏有效药物，手术切除或注射皮质类固醇后复发率高，其治疗仍然是皮肤科医生和整形外科医生面临的主要挑战，瘢痕疙瘩的病理学，尤其是细菌在瘢痕疙瘩中的作用尚不清楚。
多组学技术
皮肤16s、宏蛋白组、代谢组、单细胞转录组
其他技术
基因敲除、酶活检测、免疫细胞化学、异种移植、WB、HE、FISH、qRT–PCR、免疫荧光、流式细胞术、
技术路线
结果展示
研究结论
1、16S rRNA测序和宏蛋白组学显示，瘢痕疙瘩相对于邻近的健康皮肤存在更多过氧化氢酶（CAT）阴性细菌，CAT是差异表达蛋白之一。
2、CAT的过表达抑制了瘢痕疙瘩成纤维细胞的增殖、迁移和侵袭，而CAT的敲低则表现出相反的特性。
3、CDX模型显示，丁酸梭菌促进瘢痕疙瘩成纤维细胞的生长，而CAT阳性细菌枯草芽孢杆菌则抑制其生长。
4、单细胞转录组测序证实瘢痕疙瘩间充质样成纤维细胞氧化应激上调，CAT下调。
四、多小鼠模型+4组学+3样本类型+湿实验
题目：Group IIA secreted phospholipase A2 controls skin carcinogenesis and psoriasis by shaping the gut microbiota
IIA族分泌的磷脂酶A2通过塑造肠道微生物群控制皮肤癌变和银屑病
期刊：JCI Insight
影响因子：8
发表时间：2022
研究背景
微生物群影响宿主的生理功能，从维持局部肠道稳态到代谢、免疫、造血和神经功能的全身调节。微生物群还参与了上皮屏障和无菌组织中癌症的发生、进展和传播。sPLA2-IIA是一种炎症性sPLA2，在炎症刺激后在各种人体组织中被诱导，通过作用于细胞外囊泡中的磷脂产生脂质介质，与无菌炎症的加剧有关。研究发现该酶可能对肠道中的共生微生物群有一些影响。然而，由于缺乏合适的缺陷小鼠模型，这一假设尚未得到坚定的证实。
多组学技术
粪便16S、非靶向脂质组；小肠转录组芯片；血液非靶向代谢组。
其他技术
组织化学、qPCR、组织学分析、流式细胞术、微生物群转移
技术路线
结果展示
研究结论
1、sPLA2-IIA除了通过动员脂质介质促进炎症外，还可以通过降解细菌膜来预防细菌感染。
2、在BALB/c小鼠中，尽管sPLA2-IIA在肠道的表达受到限制，但其基因缺失会导致癌症的改善和远端皮肤牛皮癣的恶化。
3、使用抗生素治疗或在无菌条件下，sPLA2-IIA在肠道的表达降低，这表明肠道微生物群会上调其表达。
4、16S、转录组和代谢组分析表明，sPLA2-IIA的缺失会改变肠道微生物群，并伴有与免疫和代谢相关基因在肠道表达的显著变化，提示sPLA2-IIA在塑造肠道微生物群方面发挥了作用。
5、sPLA2-IIA作为肠道微生物群调节剂的新潜在作用，其扰动会影响远端皮肤的反应。
五、细胞实验+小鼠模型+2组学+2样本类型+湿实验
题目：Revitalizing Photoaging Skin through Eugenol in UVB-Exposed Hairless Mice: Mechanistic Insights from Integrated Multi-Omics
通过尤加利醇在UVB暴露的无毛小鼠中恢复光老化皮肤：来自综合多组学的机制见解
期刊：Antioxidants
影响因子：7
发表时间：2024
研究背景
紫外线诱导的皮肤光老化被认为是造成皮肤损伤、加速皮肤老化的主要因素。皮肤光老化的特征是宏观症状，如干燥、粗糙、下垂、深皱纹、色素沉着过多和血管舒张。在严重的情况下，它可以导致良性或恶性肿瘤的发展。由于健康意识的增强和生活质量的提高，使用饮食干预来改善光老化皮肤最近越来越受欢迎。
多组学技术
皮肤转录组；粪便16s
其他技术
细胞活力测定、酶活测定、HE、免疫组织化学染色、皮肤RT-qPCR、ELISA
技术路线
结果展示
研究结论
1、尤加利醇（EU）在体内和体外均能有效缓解UVB诱导的皮肤光老化作用。
2、在光老化小鼠中，通过饮食补充EU可以恢复皮肤屏障，促进组织再生，并调节皮肤微环境。
3、皮肤转录组测序分析确定了EU干预可逆转的细胞因子-细胞因子受体相互作用和细胞外基质-受体相互作用作为关键通路。16S rRNA测序分析表明，饮食补充EU能有效缓解慢性UVB暴露引起的肠道微生物失调。
4、相关性分析表明，肠道微生物群与皮肤光老化相关参数以及关键信号通路中的核心基因之间存在密切联系。
六、疾病队列+2组学+2样本类型
题目：Microbiome and Metabolome Analyses Reveal Novel Interplay Between the Skin Microbiota and Plasma Metabolites in Psoriasis
微生物组和代谢组分析揭示银屑病患者皮肤微生物组和血浆代谢产物之间的新相互作用
期刊：Frontiers in Microbiology
影响因子：5.2
发表时间：2021
研究背景
银屑病是全球最常见的皮肤病之一，它不仅影响皮肤，还影响其他器官。银屑病的分子机制尚不清楚，这给新的治疗药物的发现带来了困难。大多数患者不得不终生忍受这种疾病。对于银屑病，肠道微生物组在疾病发病机制和进展中的作用已有报道。然而，皮肤微生物组在调节银屑病患者全身代谢中的潜在功能仍不清楚。
多组学技术
粪便16s；血浆非靶向GC-MS代谢组学、血浆非靶向LC-MS代谢组。
其他技术
无
技术路线
结果展示
研究结论
1、观察到一些致病菌，包括弧菌，在银屑病患者中显著增加。
2、代谢组学显示某些代谢途径发生了改变，尤其是脂质代谢途径。此外，微生物组特异性代谢产物，包括胆汁酸和犬尿氨酸，也发生了显著变化。
3、相关性分析揭示了皮肤微生物群和血浆代谢物之间的相互作用，特别是弧菌和几种脂质之间的相互影响。
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派森诺生物作为国内早期涉足微生物多样性测序的高通量测序公司，在微生物-器官轴领域积累了丰富的项目经验。通过整合宏基因组学、微生物多样性组成谱测序、代谢组学、转录组学等多组学方法，我们建立了全面的实验平台和数据分析体系，提供从样本准备到文章发表的全方位服务。我们的多组学联合分析手段，如关联热图、网络图分析、Mantel检验和Procrustes分析等，能够深入挖掘微生物与器官轴之间的功能机制，为研究微生物-器官轴研究提供坚实的支持。
