“肠道菌群”相关主题已成为国自然项目炙手可热的研究领域，当肠道菌群紊乱后会影响宿主的代谢和免疫，对多种疾病的发生发展产生作用，越来越多的研究证实肠道菌群在疾病的诊断、治疗等方面发挥重要作用！
今天，老方分享的一篇与“肠道菌群”相关的中医药单体研究，该研究首次探索了口腔溃疡（OU）与肠道菌群之间的相关性，通过建立动物模型和药物干预、结合代谢组学和微生物组学技术，探索了白头翁皂苷B4对OU的治疗效果及其作用机制，成功鉴定了OU疾病中关键代谢物-肠道微生物群对，为OU治疗及药物开发提供新视角！
PS：该研究通过建立动物模型和药物干预进行中药单体研究，对于资源和经费有限的朋友不太友好，如果是“生信分析+简单实验“那就完美了！这样的思路能否达到5分+SCI标准呢？对此感兴趣的朋友，快来联系小云设计思路、定制分析~
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题目：白头翁皂苷B4通过调节肠道菌群和代谢产物改善大鼠口腔溃疡
杂志：Applied Microbiology and Biotechnology
白头翁皂苷B4是白头翁属植物中的一种天然皂苷单体，作为免疫调节剂在治疗急性炎症中发挥重要作用，口腔溃疡（OU）是一种常见的口腔粘膜溃疡性损伤性疾病，OU患者中肠道菌群和循环代谢物之间存在密切的相关性，而肠道微生物群与血清代谢组学之间的相关性尚不清楚。
首先，通过动物模型探索B4栓剂对OU和炎症的影响。其次，鉴定了OU相关潜在生物标志物，并分析了白头翁皂苷B4对其的调节作用。接着，分析并比较了各组肠道微生物群的多样性、丰度及功能差异。最后，分析了代谢产物与肠道菌群的相关性。
通过构建OU模型大鼠、发现模型组的OU面积较对照组显著增加；通过B4栓剂处理、HE染色、免疫组织化学染色，发现治疗组大鼠口腔黏膜炎性细胞浸润较模型组明显减轻；模型组口腔粘膜组织、粘膜层中CD68的表达较对照组显著增加，各给药组口腔粘膜组织、粘膜层中CD68的表达显著降低（图1）。
通过多变量统计方法和PCA图分析，发现对照组和模型组间内源性代谢产物存在显著差异；B4给药诱导模型组的总体代谢特征趋向于对照组。通过OPLS-DA模型分析鉴定了34种与OU相关的内源性代谢物，通过富集拓扑分析发现以上潜在生物标志物主要与甘油磷脂、亚油酸等生物合成代谢有关（图2）。通过多变量统计模型分析发现B4治疗降低了OU模型大鼠血清中生物标志物的水平，B4低剂量组的结果介于模型组和对照组之间，表明B4低剂量对模型组有治疗作用，药效实验证实了以上结果。
通过绘制等级-丰度曲线分析肠道微生物群多样性，发现低剂量组的肠道菌群组成更接近对照组，B4组肠道菌群丰度接近对照组，低剂量和高剂量B4组的物种丰度更接近对照组（图3）。
通过OUT分析表明各组间肠道微生物群的功能差异显著；通过分析每个样品中肠道微生物群的组成和物种丰度，发现对照组和模型组间肠道菌群组成的显著差异，B4治疗后的模型大鼠肠道菌群组成与对照组相似（图4），表明B4在一定程度上逆转了肠道菌群组成。
图4从门、属水平分析对照组和模型组粪便微生物组的差异
通过单样本多样性（α多样性）分析，发现模型组肠道菌群多样性高于对照组，给药组的肠道菌群多样性与对照组相似，而高剂量B4处理的大鼠模型的肠道菌群多样性与模型组相比有显著差异。通过β多样性分析，对照组、给药组和腹泻模型组中的肠道微生物群的结构差异显著，B4治疗改变了大鼠模型的肠道微生物群。以上结果表明，B4治疗对大鼠肠道微生物群的组成具有治疗作用。
通过Spearman相关性分析，发现了关键代谢物和肠道微生物群对，其与炎症、免疫机制和伤口愈合相关；乳酸菌、Romboutsia与脂质、脂肪酸代谢产生呈正相关，而肠球菌、Escherichia-Shigella与这些化合物呈负相关。
该研究首次探讨了OU与肠道菌群的相关性，并从内源性代谢物的角度引入了代谢组学，鉴定出OU疾病中代谢物与肠道菌群之间的密切关系，以及B4对代谢物和肠道菌群的影响。该研究结果表明白头翁皂苷B4是一种优秀的抗炎单体，通过微生物血液免疫系统发挥治疗作用，为进一步研究白头翁皂苷B4药物开发奠定了基础。PS：思路设计、文章复现、定制分析，来找小云！
原文始发于微信公众号（云生信学生物信息学）：中医药单体研究，新颖构思让人如何不爱！？江西中医药大学冯育林团队等：微生物组学+代谢组学，为疾病治疗提供新视角！
