結直腸癌（CRC）是常見的惡性腫瘤之一，在我國的發病率位于惡性腫瘤第 3 位、死亡率排第 5 位，其發生被遺傳和環境因素共同驅動。目前，結直腸癌的主要治療方法為外科手術治療、輔助放化療，但晚期 CRC 患者的總體生存率仍然很低。因此，尋找經濟有效的診斷及預后評估指標，為 CRC 患者提供有效的術后監測以及提高治愈率尤其關鍵。

結直腸癌（CRC）是一種惡性腫瘤，在所有癌癥中發病率排名第三。在宿主的遺傳組成和環境暴露的驅動下，腸道微生物組及其代謝產物被認為是 CRC 發病機理的原因和調節因子。作者將人類糞便樣品評估為無創且無偏見的替代品，以對 CRC 患者的腸道菌群和代謝組進行分類。對 CRC 患者（CRC 組，n = 50）和健康志愿者（H 組，n = 50）收集的糞便樣本進行 16S rRNA 測序和 GC-MS 分析。隨后對數據集進行了單獨分析以及聯合分析。糞便代謝組學分析確定了分布在兩組中 40 條代謝途徑中的 164 種代謝物。此外，H 組和 CRC 組的分別有 42 和 17 種特異性代謝物。微生物多樣性的排序揭示了兩組之間的 1084 個操作生物分類單位（OTU），并且 CRC 組的物種多樣性少于 H 組。H 志愿者和 CRC 患者的菌群鑒定了 76 個區分性 OTU。聯合分析發現 CRC 相關微生物與尸胺和腐胺等多胺類代謝產物相關聯。這篇文章提供了腸道微生物組和代謝組（即多胺）之間新型相互作用的實質性證據，而這種相互作用在 CRC 中會受到嚴重干擾。其中，微生物相關代謝物可以用作治療性探索中的診斷生物標志物。

技術路線：

實驗樣本：50 例 CRC 患者 VS 50 例健康志愿者

實驗平臺：16S rRNA 測序、GC-MS 非靶向代謝組

結果展示：

1. 16S rRNA 測序結果展示糞便菌群組成的變化

作者通過柱形圖和熱圖展示 CRC 中糞便菌群組成的變化。

2. 糞便代謝組結果展示

作者首先將糞便代謝組的差異代謝物進行火山圖展示，以及 KEGG 富集分析，關注差異代謝物顯著富集到的生物學途徑，并進一步對 H 和 CRC 組中的代謝物豐度進行了 HCA 分析，接著通過 OPLS-DA 尋找顯著差異代謝物質。

3. CRC 患者代謝標志物的確定

作者將 16S rRNA 測序結果與代謝組結果通過 Pearson 相關性聚類分析展示兩組學結果存在相互關聯，并發現 CRC 組中微生物 - 代謝物之間存在正相關。接著，作者計算了糞便代謝產物豐度的變異系數（CV），發現多胺可能為潛在的標志物，并繪制 ROC 曲線確定與 CRC 顯著相關兩種代謝物為尸胺和腐胺。

（參考文獻：doi: 10.7150/thno.35186）

外泌體是自然分泌的納米囊泡，由生化分子組成，包括 RNA，代謝產物，脂質和蛋白質，它們可以作為診斷工具和疾病特異性報告基因出現。為了研究 CRC 衍生的外泌體，作者選擇了 mi-R19a，miR-21，miR-92a 和 miR-1246 陽性外泌體進行下游實驗。在細胞培養和血清樣品中比較了代謝組、脂質組和蛋白組的多組學變化。經過系統的多組學聯合分析，共有 37 種（細胞培養物）和 31 種（血清）代謝物，130（細胞培養）和 56（血清）脂質，9 種（細胞培養物）和 13 種（血清）蛋白差異表達（p <0.05），可以區分 CRC 和對照。分析這些差異成分發現，主要涉及脂肪酸和氨基酸代謝相關途徑的聯合途徑在 CRC 中發生了顯著變化。這項研究增加了我們對 CRC 分子基礎的了解，并為 CRC 的非侵入性檢測和診斷提供了潛在的外泌體生物標志物。

技術路線：

作者通過提取出的外泌體，分別進行代謝組、脂質組和蛋白組檢測。作者首先對三組組學數據分別進行展示，尋找差異物并對差異物質進行富集分析，聚焦他們所參與的生物學途徑。接著，作者利用 MetaboAnalyst 軟件對三組組學數據進行聯合分析，聚焦顯著發生改變的幾種生物學途徑，為 CRC 的診斷提供了潛在的外泌體生物標志物。

（參考文獻：doi: 10.1016/j.canlet.2019.10.038）

伯豪蛋白 / 代謝檢測平臺：