（文章篇）S5E02：从一篇Cell看肠道菌群研究模式
在上篇文章中，我们从基金和CNS的文章角度说明了以肠道微生物为主题的研究热度，今天我们首先简要分享一篇Cell，然后总结下肠道微生物研究的模式。
文章题目是：Gut Microbial Metabolite TMAO Enhances Platelet Hyperreactivity and Thrombosis Risk.Cell. 2016 Mar 24;165(1):111-24.
肠道微生物代谢物TMAO（氧化三甲胺）增加血小板活性和血栓风险。
链接: http://pan.baidu.com/s/1c80MWA 密码: 3xxx
根据内容我们把文章分为5个主题：
1. 表型：发现TMAO增加血小板活性和血栓风险相关性；
2. 机制：TMAO通过增加细胞内Ca2+库中Ca2+释放，增加血小板活性；
3. 饮食：通过肠道微生物产生TMAO，增加血小板活性和血栓表型；
4. 肠道菌群：鉴定主要菌群变化、功能分析及对TMAO、血栓影响；
5. 干预：菌群移植干预血栓风险；
文章中效应分子的逻辑关系是这样的：
饮食中的胆碱（Choline）等成分被肠道微生物代谢成TMA（trimethylamine，三甲胺），经肝肠循环进入肝脏被FMO酶（flavin monooxygenases）催化为TMAO；然后TMAO以血小板激活剂（ADP、Thrombin和Collagen）依赖的方式促进胞内钙库释放Ca2+, 从而介导血小板的高反应性，进而增加血栓风险。
一、从临床结果出发，结合体内动物和体外实验，建立了TMAO与血栓事件的关系。文章从4007例受试者着手，前瞻性的对其进行为期3年的血栓事件（MI、中风）随访，并统计血液中TMAO含量与事件风险的相关性，结果发现TMAO以浓度依赖方式与血栓事件风险显著正相关，并增加血小板对ADP、Thrombin和Collagen的反应性，进一步的通过体内动物实验发现，TMAO缩短血栓形成时间。
二、探索Ca2+释放及相关通路在TMAO增加血小板反应性和血栓形成事件相关的分子机制：首先作者通过Ca2+染料确定了TMAO以浓度依赖的方式通过ADP等介导Ca2+释放，又进一步确定Ca2+的释放方式是从胞外进入还是内质网外排如胞浆；然后进一步的，明确TMAO对IP3通路的激活调控作用。
Ca2+在细胞内外分布
三、研究饮食对TMAO、血小板反应和血栓风险的影响，这部分主要通过胆碱饮食饲喂小鼠，并通过体外血小板凝集、颈动脉FeCl3损伤模型实验证明胆碱——TMAO—血小板—血栓风险的关系。
四、明确肠道微生物在胆碱——TMAO——血小板凝集——血栓中的角色
同样在小鼠水平上进行，既然肠道菌群促进了胆碱——TMAO的转化，那么喂食无菌小鼠胆碱就不能产生TMAO和血栓表型，反之直接用TMAO干预就降低了血停时间（time to cessation of blood flow），说明了肠道菌群在胆碱——TMAO的转化中的作用。那么，哪些肠道菌群在该过程中起主要作用呢？作者首先通过16S rRNA基因测序对菌群微生物多样性进行分析，并比较与对照组之间的差异，以明确特定种群在其中的作用，然后进一步的通过宏基因组对菌群、蛋白和功能进行分析。
五、小鼠盲肠菌群移植实验干预。
在明确了肠道微生物在胆碱——TMAO——血小板凝集——血栓中的作用后，作者通过盲肠菌群移植实验评价实验组肠道微生物影响对照组TMAO、血栓形成等结果。
好了，这篇文章就到这里了，这篇文章从代谢物出发，涉及到了肠道微生物、疾病的风险和干预等因素。
最后我们总结一下以肠道微生物为主题的研究套路：一般来说研究的主要关注点是肠道菌群和宿主之间的作用，两者都有不同的层次，比如宿主通过饮食、药物（比如中药）、免疫系统来应对肠道微生物，反之，肠道微生物则从菌群、物种、核酸、蛋白、代谢物等水平与宿主作用，以维持宿主健康或者导致疾病，除此之外，菌群之间也会相互作用。
因此，以肠道菌群为主题的研究基本包括以下几部分：
1. What类型：即是什么，比如在疾病发生过程中肠道微生物种类、蛋白种类、代谢物种类是什么？含量有什么变化？
2. Why类型：即为什么，即揭示第一种类型中的因素为什么与疾病发生相关？是原因还是结果？
3. How类型：即怎么用，如果是原因，那么如何据此干预疾病？如果是结果，如何用于诊断疾病？比如是否可以根据这些因素对疾病进行分型？等等。
如果扩展来看，转化医学的思路基本都是这样的，比如新英格兰杂志就报导了对lncRNA MALAT-1进行干预治疗乳腺癌的动物实验结果（Targeting a Long Noncoding RNA in Breast Cancer.N Engl J Med. 2016 Jun 9;374(23):2287-2289. 下载链接：链接: http://pan.baidu.com/s/1kVtpxrx 密码: hmhy。），而现在对肠道微生物来说，可能就有点重口味了：
吞翔救命，你能接受吗？
That’s all. Thank you!
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