7. Функция микробиома с позиций метаболомики

Поставить закладку

Актуальная область исследований из группы омикс-технологий, называемая метаболомикой, направлена на всестороннюю характеристику низкомолекулярных метаболитов в биологических системах. Метаболическая активность микроорганизмов до сих пор не полностью изучена (табл. 4). Мы нуждаемся в более ясном понимании биологических свойств микробных метаболитов и того, какие микробные ферменты и биохимические пути используются, а также как микробные метаболиты влияют на хозяина [128].

Таблица 4. Физиологические и метаболические процессы под влиянием микробиома человека

Процессы	Ссылки на источники
Ферментные пути, деградация гликоза-миногликанов	Abubucker и соавт., 2012; Koppel и соавт., 2017 [129, 130]
Энергетический метаболизм (КЦЖК, глюкоза)	den Besten и соавт., 2013; Hartstra и соавт., 2015; Sonnenburg и Bäckhed, 2016, [131-133]
Продукция нейротрансмиттеров	O?Mahony и соавт., 2015; Yano и соавт., 2015; Savidge, 2016 [134-136]
Усвоение витаминов	Magnúsdóttir и соавт., 2015 [137]
Метаболизм желчных кислот (дезокси-холевой и литохолевой, солей желчных кислот)	Fiorucci и Distrutti, 2015; Weiss и Hennet, 2017 [138, 139]
Регуляция эндокринной системы и гормонов кишечника	Neuman и соавт., 2015; Fukui и соавт., 2018 [140, 141]
Приобретенный иммунитет, локальный и системный иммунитет	Thaiss и соавт., 2016; Desselberger, 2018, [143,144]
Пролиферация клеток, поддержание барьера слизистых оболочек, воспалительные реакции	Morgan и соавт., 2012; Blander и соавт., 2017; Schirmer и соавт., 2018 [144-146]
Колонизационная устойчивость против патогенов	Zeng и соавт., 2016; Zhang и соавт., 2018, [147, 148]
Васкуляризация, триэтиламин-ассо-цированный атеросклероз, продукция триэтиламин-N-оксида	Karlsson и соавт., 2012; Tang и соавт., 2013; Tang и Hazen, 2014 [149-151]
Масса и плотность костной ткани	McCabe и соавт., 2015; Yan и соавт., 2016 [152, 153]
Сигнальные пути чувства голода и аппетита, метаболические пути ожирения	Hentzer и Givskov, 2003; Ley и соавт., 2006 [65, 154]
Метаболическая трансформация ксенобиотиков (чужеродных молекул)	Koppel и соавт., 2017 [130]

В то время как метагеномика и транскриптомика предоставляют ценную информацию о фенотипах и молекулярных механизмах, метаболомика обеспечивает представление в реальном времени динамических изменений с помощью количественного определения малых молекул. Малые молекулы играют значимую роль в клетке, обеспечивая функции мембранных структур (липиды), передачу сигналов (липидные медиаторы, нейротрансмиттеры) и структурную основу (аминокислоты). В метаболомике применяются платформы на основе методов масс-спектрометрии или ядерного магнитного резонанса. Было показано, что ядерный магнитный резонанс предлагает воспроизводимое количественное измерение приблизительно 125 малых молекул, включая углеводы, нуклеиновые кислоты, жирные кислоты [155]. Однако из-за относительно более низкой чувствительности ядерного магнитного резонанса платформы, основанные на масс-спектрометрии, стали более популярными в клинических и исследовательских лабораториях. Матрично-активированная лазерная десорбция/ионизация, МАЛДИ (англ. MALDI - Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization) получила признание в современных лабораториях клинической микробиологии. Этот метод был разработан для идентификации бактерий, однако та же технология может быть использована для оценки протеомики и метаболомики бактерий в образцах микробиоты. Варианты метаболомики включают как целевой анализ известных метаболитов, так и метаболическое профилирование всего определяемого объема метаболитов.

Для продолжения работы требуется Registration