项目文章 | 代谢组结果怎么看？文章怎么写？看这篇范例文章就够了
龋齿是一种多因素介导的慢性疾病，混合牙期儿童口腔具有特殊的局部环境，这决定了其不同的微生物特征。外部刺激和唾液腺功能丧失都会引起口腔菌群的改变，从而改变龋齿过程。唾液含有很多口腔菌群产生的代谢物，唾液代谢组可以反映整个龋齿和病原微生物的各种生物学信息和口腔健康的分子表型。
2023年4月13日，重庆医科大学附属口腔医院周智教授团队于Frontiers in Cellular and Infection Microbiology（IF=6.073）发表了题为“Untargeted metabolomics of saliva in caries-active and caries-free children in the mixed dentition”的文章（点击文末“阅读原文”查看文献）。
该研究对混合牙期有龋齿和无龋齿儿童的唾液样本进行了非靶向代谢组学分析，探讨了有无龋齿儿童唾液代谢物的差异，以鉴定可能的关键代谢物和相关通路，并为龋齿的预防和治疗提供新思路。
实验设计
龋齿儿童10例，无龋齿儿童10例，收集其唾液样本进行非靶向代谢组学检测。
主要研究成果
1. 样品的质量控制
所有质控样品的基峰离子色谱图在正、负离子模式下均很好地重叠，保留时间和峰响应强度波动很小，表明仪器在整个样品检测过程中处于良好状态、信号稳定。通过对QC样品和所有样品进行PCA分析，可以观察每组样品的总体分布情况和整个分析过程的稳定性（如图1C、D所示）。QC样品聚合得越好，代表仪器越稳定，数据重复性越好。
图1 基峰离子色谱图和所有样本得PCA图
A、C：正离子模式；B、D：负离子模式
2. 代谢物检测结果和分类
在正离子模式下，两组唾液样品共检测到1,606个分子特征，其中543个被鉴定。在负离子模式下，共检测到532个分子特征，其中204个被鉴定。
为了了解代谢物的分类，使用了KEGG和HMDB数据库对鉴定出的代谢物进行了分类。每类代谢物的数量如图2中A和B所示。同时，使用KEGG数据库对已鉴定代谢物进行功能注释，以确定代谢物所涉及的主要生化代谢途径和信号转导途径。每类代谢途径中鉴定出的代谢物数量如图2中C和D所示。
图2 分类和KEGG功能注释条形图
A、C：正离子模式；B、D：负离子模式
在正离子模式下鉴定出的543个代谢物中，315个代谢物被归类为四类：具有生物学作用的化合物（n=184）、脂类（n=18）、植物化学物质（n=53）和其他（n=60）。在负离子模式下鉴定出的204个代谢物中，126个代谢物被归类为四类：具有生物学作用的化合物（n=93）、脂类（n=6）、植物化学物质（n=13）和其他（n=14）。
在正离子模式下，298个代谢物被注释到38条KEGG通路上，按代谢物数量排序的前4个通路分别为全局和概览图（75个代谢物）、氨基酸代谢（34个代谢物）、消化系统（22个代谢物）、辅酶和维生素代谢（17个代谢物）。这4个通路中包含的代谢物数量占注释通路中所有代谢物的49.67%。在负离子模式下，211个代谢物被注释到30条KEGG通路上，按代谢物数量排序的前4个通路分别为全局和概览图（49个代谢物）、氨基酸代谢（26个代谢物）、消化系统（13个代谢物）和碳水化合物代谢（13种代谢物）。这4种途径中所含的代谢物数量占所有注释到途径的代谢物的47.87%。这些结果表明在正或负离子模式下检测和鉴定的具有识别信息的代谢物主要通过两种途径（代谢和生物系统）起作用。
3. 统计分析结果
根据以下条件：①PLS-DA模型的前两个主成分的VIP≥1；②fold-change≥1.2或≤0.83；③P值<0.05，确定了有龋齿和无龋齿组之间的差异代谢物（图3）。
图3 PCA、PLS-DA、PLS-DA模型的实际R2Y和Q2值
A–C：正离子模式；D–F：负离子模式
通过比较有龋齿组和无龋齿组，正离子模式下共鉴定出189个差异代谢物，其中104个代谢物上调，85个代谢物下调。负离子模式下共鉴定出70个差异代谢物，其中37个代谢物上调，33个代谢物下调。
4. 差异代谢物代谢途径富集分析结果
代谢物差异富集通路分析结果显示，在正离子模式下，两组样本之间显著改变的前三个富集代谢通路分别是哮喘、Fc epsilon RI信号通路和GnRH信号通路。在负离子模式下，前三个显著改变的富集代谢通路分别为GABA能突触、氧化磷酸化和中心碳代谢。相比之下，最高排名的上调差异代谢物富集的代谢通路中代谢作用的改变最小（图4）。
图4 火山图分析和差异代谢物代谢途径富集分析结果
A、C：正离子模式；B、D：负离子模式
科技君点睛
该研究对混合牙列期无龋齿儿童和有龋齿患儿的唾液进行了非靶向代谢组学分析，研究结果证实富集差异代谢物组胺、L-组氨酸、琥珀酸盐与龋齿的存在有关，在龋齿过程中的作用仍有待进一步研究。
非靶向代谢组学适用于研究代谢物的全局变化，可以无需事先了解代谢物的信息，系统地检查代谢物的整体水平。这种方法通常用于生物标志物的发现、代谢途径的探索、环境暴露评估等研究。
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原文链接（点击文末“阅读原文”即可查看）：
https://doi.org/10.3389/fcimb.2023.1104295
供稿：翎儿
编辑：市场部
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