肠道菌群研究方案设计汇总
肠道实验报告
实验名称：肠道菌群多样性分析实验目的：通过分析肠道菌群多样性，了解肠道微生物组成，为肠道健康研究提供数据支持。
实验时间：2023年X月X日实验地点：XX大学微生物实验室实验人员：XXX、XXX、XXX一、实验材料1. 样本：健康志愿者肠道粪便样本10份2. 试剂：DNA提取试剂盒、PCR扩增试剂盒、琼脂糖、DNA marker、凝胶成像系统等3. 仪器：高速离心机、PCR仪、电泳仪、凝胶成像系统等二、实验方法1. 样本处理将粪便样本置于无菌EP管中，加入适量无菌生理盐水，涡旋混匀后，在室温下放置15分钟，使粪便中的微生物释放出来。
随后，将混合液以3000 r/min离心10分钟，取上清液作为DNA提取的模板。
2. DNA提取按照DNA提取试剂盒说明书，提取粪便样本中的DNA。
3. PCR扩增根据肠道微生物16S rRNA基因的保守序列，设计特异性引物，进行PCR扩增。
PCR 反应体系如下：- DNA模板：1 μL- 10×PCR Buffer：2.5 μL- dNTPs（10 mmol/L）：2 μL- 引物F：1 μL- 引物R：1 μL- Taq DNA聚合酶：0.5 μL- 双蒸水：补充至25 μLPCR反应条件：95℃预变性5分钟，95℃变性30秒，55℃退火30秒，72℃延伸1分钟，共35个循环。
4. 琼脂糖凝胶电泳将PCR产物进行1.5%琼脂糖凝胶电泳，检测扩增效果。
5. DNA测序将PCR产物送至测序公司进行测序。
6. 数据分析将测序得到的序列进行质量控制、拼接、聚类等分析，利用QIIME软件对肠道微生物多样性进行分析。
三、实验结果1. DNA提取成功提取粪便样本中的DNA，A260/A280比值在1.8-2.0之间，符合DNA提取要求。
2. PCR扩增PCR扩增产物在琼脂糖凝胶电泳上可见清晰的条带，表明PCR扩增成功。
3. DNA测序测序结果符合预期，共获得有效序列X条。
导师制实验报告-肠道菌群检测-模板
三级学科微生物学及检验项目编号码_______________ 项目——导师制实验报告实验名称: 肠道菌群分离培养、鉴定及药敏分析学生姓名: 曾正勇年级: 2013医检1班专业: 医学检验学指导教师: 王健教授实验日期: 2015年11月4日安徽理工大学医学院二O一五年十一月一、实验概述细菌:广义的细菌即为原核生物。
是指一大类细胞核无核膜包裹，只存在称作拟核区（nuclear region)（或拟核）的裸露DNA的原始单细胞生物，包括真细菌（eubacteria）和古生菌（archaea）两大类群。
人们通常所说的即为狭义的细菌，狭义的细菌为原核微生物的一类，是一类形状细短，结构简单，多以二分裂方式进行繁殖的原核生物，是在自然界分布最广、个体数量最多的有机体，是大自然物质循环的主要参与者。
肠道菌群是肠道菌群，人体肠道的正常微生物，如双歧杆菌，乳酸杆菌等能合成多种人体生长发育必须的维生素，如B族维生素（维生素B1、B2、B6、B12），维生素K，烟酸、泛酸等，还能利用蛋白质残渣合成必需氨基酸，如天冬门氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸和苏氨酸等，并参与糖类和蛋白质的代谢，同时还能促进铁、镁、锌等矿物元素的吸收。
这些营养物质对人类的健康有着重要作用，一旦缺少会引起多种疾病。
人体肠道内寄生着10万亿个细菌，它们能影响体重和消化能力、抵御感染和自体免疫疾病的患病风险，还能控制人体对癌症治疗药物的反应.根据可培养细菌的数量分类在肠道菌群中，可以培养到的细菌有400余种，依据其数量多少可以分为主要(优势)菌群(predominant mieroflora)和次要菌群(sub—dominant microflora)。
①主要(优势)菌群：指肠道菌群中数量大或种群密集度大的细菌，一般在10～10cfu/g以上，包括类杆菌属、优杆菌属、双歧杆菌属、瘤胃球菌属和梭菌属等专性厌氧菌，通常属于原籍菌群。
优势菌群是对宿主发挥生理功能的菌群，在很大程度上影响着整个菌群的功能，决定着菌群对宿主的生理病理意义。
菌群移植课程设计方案模板
课程目标：1. 理解肠道菌群在人体健康中的重要作用。
2. 掌握肠道菌群移植（FMT）的基本原理、操作流程和临床应用。
3. 培养学生分析和解决肠道菌群相关疾病的能力。
4. 提高学生对现代生物技术在医学领域应用的认识。
课程内容：一、课程概述1. 肠道菌群的定义、组成及分类2. 肠道菌群与人体健康的关系3. 肠道菌群移植（FMT）的定义、历史与发展二、肠道菌群的基础知识1. 肠道菌群的生态学特点2. 肠道菌群的生理功能3. 肠道菌群的平衡与失调三、肠道菌群移植技术1. FMT的原理与机制2. FMT的操作流程3. FMT的适应症与禁忌症4. FMT的安全性评估与风险控制5. FMT的临床应用案例四、肠道菌群移植的实验室操作1. 粪便样本的采集、处理与保存2. 肠道菌群分离、鉴定与培养3. 肠道菌群移植的给药途径与方法4. 肠道菌群移植的疗效评估与监测五、肠道菌群移植的伦理与法规1. FMT的伦理问题2. FMT的法规与政策3. 肠道菌群移植的伦理审查与知情同意六、肠道菌群移植的展望与挑战1. 肠道菌群移植的未来发展趋势2. 肠道菌群移植面临的挑战与机遇3. 肠道菌群移植在精准医疗中的应用前景教学安排：一、理论教学（2周）1. 每周2次课，每次2学时2. 采用多媒体教学，结合案例分析、讨论等方式二、实践教学（1周）1. 实验室参观与操作2. FMT操作技能培训3. 案例分析与讨论三、课程考核（1周）1. 期末考试：笔试（60%）2. 实验室操作考核：现场操作（30%）3. 课堂表现与讨论：10%课程资源：1. 教材：《肠道菌群移植理论与实践》2. 教学课件3. 实验室操作手册4. 相关文献与案例备注：1. 本课程注重理论与实践相结合，鼓励学生积极参与课堂讨论和实验操作。
2. 课程结束后，学生应具备肠道菌群移植的基本理论知识和实践操作能力。
3. 鼓励学生关注肠道菌群移植领域的最新研究进展，为我国肠道菌群移植事业的发展贡献力量。
中药肠道菌群新的研究思路_解释说明以及概述
中药肠道菌群新的研究思路解释说明以及概述1. 引言1.1 概述肠道菌群是指人体肠道内的微生物群落，包括细菌、真菌和病毒等多种微生物。
近年来，肠道菌群的研究备受关注，因为它与人体健康密切相关。
中药作为我国传统药物的重要组成部分，在调节肠道菌群平衡方面具有显著的潜力。
本文将从中药的角度探讨新的研究思路，并解释说明其对肠道菌群调节作用的机制。
1.2 文章结构本文分为五个部分进行讨论。
首先，在引言部分将提供整篇文章的概述，并介绍文章各个部分的内容。
接下来，第二部分将介绍目前肠道菌群研究的现状，包括定义、重要性以及传统研究方法和技术的限制。
第三部分探讨中药对肠道菌群的影响，包括中草药中具有调节作用的物质以及与肠道微生物相互作用的机制研究进展。
第四部分根据现有研究基础，探索新的思路和方法，包括宏基因组学、高通量技术以及基于人工智能算法的研究。
最后，第五部分给出了本文的结论，并讨论中药与肠道菌群研究对临床应用的影响。
1.3 目的本文旨在介绍中药在调节肠道菌群平衡方面的新研究思路，并解释其背后的机制。
通过系统概述肠道菌群研究现状、中药对肠道菌群的影响以及现有研究基础上的新思路和方法探索，期望能够为进一步揭示中药与肠道菌群之间相互作用关系提供新思路，并展望中药在调节肠道菌群平衡方面的应用前景。
2. 肠道菌群研究现状2.1 肠道菌群的定义和重要性肠道菌群指的是人体消化道中存在的各类微生物的集合体，包括细菌、真菌、病毒等。
肠道菌群在人体中起到非常重要的作用，对人体健康具有广泛的影响。
它参与营养消化吸收，产生维生素和多种有益代谢产物，调节免疫系统功能，并保持肠道内环境平衡等。
2.2 传统肠道菌群研究方法及限制过去长期以来，科学家主要通过培养肠道样本中的微生物来研究肠道菌群，这被称为传统培养法。
然而，这种方法只能培养出一小部分微生物，并且无法获得所有微生物的全面信息。
此外，许多细菌在实验室条件下很难培养或无法培养成功。
因此，传统方法限制了对肠道菌群多样性和数量变化的准确了解，并使得我们对其中许多微生物种类和功能了解不足。
肠道菌群研究方案设计汇总
肠道菌群研究方案设计汇总肠道菌群研究方案设计汇总研究菌群与疾病，从整体上看，无外乎三种模式：关联关系探究、因果关系探究和应用菌群干预疾病的研究。
这三个方面相互关联且独立。
关联一、疾病与菌群关联关系类研究①特征菌群类研究此类研究的主要目的是客观地描述人体菌群组成的特征，解释某种疾病或现象与其共生菌群的关系。
研究思路包括确定研究目的，如研究长寿人群家族肠道菌群特征，收集严格明确的研究对象范围，并使用16S rRNA或宏基因组测序等方法进行研究。
此类研究方法相对简单，通过设立疾病组和健康组，对大样本量进行比较研究，确定特定人群的特征微生物组成。
目前，此类文章已经发表了很多，几乎各种疾病与肠道菌群的关系都有涉及。
想要发表高质量的文章，选题角度一定要新颖，需要的样本量较大，最好结合代谢组学等其他组学做多组学关联分析。
在找到差异菌群的同时，对差异的代谢通路进行关联分析，这样文章相对容易上档次。
②菌群影响因素类研究影响肠道菌群的因素有很多，如遗传、生活方式、饮食惯、运动、生活环境等。
例如，对新生婴儿菌群组成影响因素的研究，比如分娩方式、孕期饮食、喂养方式（母乳、提前添加辅食、配方奶粉）、早产儿等，研究对婴儿肠道菌群影响的因素，对后续指导和维护婴儿健康有重要的作用。
因果干预二、疾病与菌群因果关系类研究①细菌功能验证及疾病机理研究此类研究的思路包括确定一种或几种目标菌，利用动物实验对该菌进行验证，通过分析临床理化指标，探讨该菌与疾病的关系。
接着，收集处理后动物模型粪便样本，测序，探讨该菌如何影响肠道菌群致病或改善疾病。
最后，结合临床指标、理化结果、微生物结果，综合分析作用机制。
②疾病的发生发展与菌群相关性研究此类研究的思路包括研究疾病是否与微生物有关联，设计健康组和疾病组，通过比较健康组和疾病组的微生物组成，找出疾病与健康状态下差异的微生物，结合临床指标，确定与疾病显著相关的微生物。
接着，研究疾病与微生物之间的因果关系，通过比较不同疾病进程目标样本中微生物的组成，研究随着疾病的发展，微生物的变化趋势，找出随疾病进程变化一致的驱动菌，继而确定微生物对疾病是否有促进作用。
总大肠菌群检验的实验设计
总大肠菌群检验的实验设计一、实验目的1、了解总大肠菌群的数量指标在环境领域的重要性，学会总大肠菌群的检验方法。
2、通过检验过程，了解大肠菌群的生化特性。
3、掌握根据国标设计实验的方法。
二、实验原理人的肠道中主要存在3大类细菌：大肠菌群；肠球菌；产气夹馍杆菌。
由于大肠菌群的数量大，在体外存活时间与肠道致病菌相近，且检验方法比较简便，故被定为检验肠道致病菌的指示菌。
我国《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）中微生物指标由2项增至6项，增加了大肠埃希氏菌和耐热大肠菌群等指标。
修订了总大肠菌群的指标：饮用水中总大肠菌群【MPN/(100mL)或CFU/（100mL）】不得检出；大肠埃希氏菌【MPN/(100mL)或CFU/（100mL）】不得检出；耐热大肠菌群【MPN/(100mL)或CFU/（100mL）】不得检出，菌落总数(CFU/mL)的限值为100（见附表）。
总大肠菌群的检测方法主要有多管发酵和滤膜法。
前者被称为水的标准分析法，即将一定量的样品接种到乳糖发酵管，根据发酵反应的结果，确证大肠菌群的阳性管数后，在检索表中查出大肠菌群的近似值。
后者是一种快速的替代方法，能测定大体积的水样，但只局限于饮用水或较洁净的水。
本实验采取多管发酵法。
三、实验器材1、器皿：显微镜、锥形瓶（500ml）、发酵试管(18×180mm)10支、发酵锥形瓶（100ml）2只、移液管10ml一支、量筒（100ml）一支、培养皿（Φ90mm）10套、接种环、试管架。
2、试剂、材料：革兰氏染色液、3倍浓缩乳糖蛋白胨培养基、伊红美蓝培养基、乳糖蛋白胨培养基。
四、实验步骤1、采样：用事先灭好菌的500mL锥形瓶取宿舍饮用水400mL，先让出水口流一杯水，再在出水口抹涂一些酒精，避免空气中的杂菌感染，取好后用双层牛皮纸封口。
2、初发酵实验：3倍浓缩乳糖蛋白胨培养液，接种水样总量为300ml(100ml2份，10ml10份，12支发酵管)水样与培养基比例均为2：1，37℃培养24h~48h 。
肠道微生物分析方案_高通量_微基生物
6.7 相关性分析......................................................................................................................25 七、 肠道微生物研究案例：.................................................................................................26
基 的微生物群落组成，从而达到预防疾病的发生的目的。
二、 分析流程：
微2.1 技术路线：
样品采集及 DNA 提取
设计方案 选定引物
PCR 扩增 16S/18S/ITS
纯化析
2.2 生物信息学分析流程
物 生 三、 微生物多样性分析服务标准： 基 检测类型为： 16S rRNA 基因高可变区 V3-V4
18SrRNA 基因高可变区特异性扩增及高通量测序分析 检测平台：illumina MiSeq 2×300 bp 高通量测序平台 测序数目：平均每样本≥30,000 条（Illumina MiSeq 2×300 bp 测序平台，双
微向测序拼接后的结果计为 1 条）。 *单个样本最少测序条数≥18,000 条/样本
四、 粪菌样本采集、存储及运输
4.1 粪便采集：
（1）采集方法：
粪便样本需新鲜采集，采集时应避免厕所污水及马桶上微生物的污染，可先 收集于无菌的医用粪便收集器皿中，再转移到专用的无菌粪便采集管中。
肠道微生物的全面研究方案
发表时间
Metagenomic reconstructions of gut microbial metabolism in weanling pigs.
Taxonomic profiling and populational patterns of bacterial bile salt hydrolase (BSH) genes based on worldwide human gut microbiome.
代谢产物
肠道菌群研 究
菌群结构
胆汁酸 短链脂肪酸 氧化三甲胺 共代谢物质
16S 宏基因组
包括两类物质： 1）人体和肠道菌群共同代谢的物质； 2）人体在肠道菌群作用下代谢的物质。
20
代谢物
相关菌群
潜在的生物学功能
短链脂肪酸：乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、2-甲基丙酸、 戊酸、异戊酸、己酸
厚壁菌的梭状芽孢杆菌
210
人；组织
106
人；粪便
102
人；粘膜
102
人；粪便
145
人；粪便
133
人；粪便、唾液 106
16s
16s、18s 16s 16s 16s
宏基因组
宏基因1组4 14
03
肠道菌群研究思路
16
肠道菌群研究内容
胆汁酸
代谢产物
短链脂肪酸 氧化三甲胺
肠道菌群研 究
共代谢物质
16S
菌群结构
宏基因组
16
肠道菌群与胆汁酸
系统疾病。 提供补充内源性维生素来源，增强免疫功能，发挥表观遗传效应，调节细
胞增殖。
多胺：腐胺，尸胺，亚精胺，精胺
空肠弯曲杆菌，糖解梭菌
对宿主产生遗传毒性作用，抗炎和抗肿瘤作用。潜在的肿瘤标志物。
肠道菌群研究思路和案例解析
肠道菌群研究思路和案解析1肠道菌群介绍目录216S测序技术介绍3肠道菌群的研究方向和案例分析PART1肠道菌群介绍肠道菌群介绍肠道菌群，顾名思义——生存在人的肠道里的大量细菌构成的集体。
其中包括：有益菌，也称之为益生菌，主要是各种双歧杆菌、乳酸杆菌等，是人体健康不可缺少的要素，可以合成各种维生素，参与食物的消化，促进肠道蠕动，抑制致病菌群的生长，分解有害、有毒物质等。
有害菌，数量一旦失控大量生长，就会引发多种疾病，产生致癌物等有害物质，或者影响免疫系统的功能（如：肺炎克雷伯氏菌等）。
中性菌，即具有双重作用的细菌，如大肠杆菌、肠球菌等，在正常情况下对健康有益，一旦增殖失控，或从肠道转移到身体其他部位，就可能引发许多问题。
常见的肠道菌群：（左上）双歧杆菌，（右上）乳酸杆菌，（左下）肠球菌，（右下）大肠杆菌肠道菌群与疾病肠道微生物参与宿主新陈代谢和免疫系统的调节，并与环境因子相互作用决定机体的健康和疾病状态。
已有大量研究表明，多种疾病与肠道菌群失衡有关。
1：肠道菌群与脑部相关疾病（肠脑轴，如：抑郁症、脑卒中、AD、PD等）2：肠道菌群与代谢性疾病（如：肥胖、糖尿病等）3：肠道菌群与肝脏相关疾病（肠-肝-免疫轴，如：肝硬化、非酒精性脂肪肝等）4：肠道菌群与胃肠道相关疾病（炎症性肠病、肠易激综合症等）5：肠道菌群与肾相关疾病（慢性肾病等）6：肠道菌群与肿瘤…肠道菌群与心血管疾病1：疾病人群和健康人群进行流行病学和队列分析。
2：临床水平疾病菌群和动物模型疾病菌群的表型比较。
3：临床疾病人群粪便进行粪菌移植（FMT ），模拟动物模型。
4：健康人群的粪便进行粪菌移植（FMT ），不会改善人群疾病的行为。
5：临床疾病人群进行干预治疗，可以改善疾病的行为。
肠道菌群常用研究方法短链脂肪酸是肠道菌群代谢产物中最主要的标志物之一。
短链脂肪酸是指碳链中碳原子小于 6 个的有机脂肪酸 ，主要包括 乙酸 、丙酸 、丁酸等 。
作为肠道菌群发酵的主要产物，对人体多个器官和代谢有较大的影响。
肠道菌群结构多样性分析及其意义
肠道菌群结构多样性分析及其意义一、肠道菌群概述肠道菌群是指生活在人体肠道内的微生物群落，包括细菌、真菌、病毒等。
这些微生物与人体相互依存，形成了一个复杂的生态系统，对人体健康有着重要的影响。
肠道菌群的数量极其庞大，约有100万亿个微生物，其基因数量也远远超过人体自身基因数量，被称为人体的“第二基因组”。
肠道菌群的组成和功能受到多种因素的影响，如饮食、生活方式、药物使用、年龄、遗传等。
二、肠道菌群结构多样性分析1. 分析方法- 传统培养法：传统培养法是最早用于研究肠道菌群的方法之一。
该方法通过将肠道菌群样本在特定的培养基上进行培养，然后对培养出的微生物进行鉴定和计数，从而了解肠道菌群的组成和数量。
然而，传统培养法存在一定的局限性，由于肠道菌群中的许多微生物难以在实验室条件下培养，因此该方法只能检测到肠道菌群中的一小部分微生物，无法全面反映肠道菌群的结构多样性。
- 分子生物学方法：随着分子生物学技术的发展，越来越多的分子生物学方法被应用于肠道菌群结构多样性分析。
其中，16S rRNA基因测序技术是目前应用最为广泛的方法之一。
该技术通过对肠道菌群样本中16S rRNA基因的扩增和测序，然后将测序结果与已知的微生物序列数据库进行比对，从而确定肠道菌群中微生物的种类和相对丰度。
除了16S rRNA基因测序技术外，宏基因组测序技术、转录组测序技术等也被广泛应用于肠道菌群结构多样性分析。
这些技术能够提供更全面、更深入的肠道菌群信息，有助于深入了解肠道菌群的功能和与人体健康的关系。
2. 影响因素- 饮食因素：饮食是影响肠道菌群结构多样性的重要因素之一。
不同的饮食结构会导致肠道菌群的组成和功能发生变化。
例如，高纤维饮食能够促进有益菌的生长，增加肠道菌群的多样性；而高脂肪、高糖饮食则会导致有害菌的增加，减少肠道菌群的多样性。
此外，饮食中的某些成分，如益生菌、益生元等，也能够调节肠道菌群的结构和功能，对人体健康产生有益影响。
微生物多样性之肠道微生态整体研究方案
肠道微生态整体研究方案
案例：不同个体肠道微生物群落结构
人体肠道微生物群落结构在婴幼儿、成年人和老年人这三类人群中具有显著的差异，这 表明随着年龄的增长，肠道菌群也历经了巨大的变化。Claesson MJ等人收集了161位65 岁以上老人及9位成年人肠道菌群的样品，进行焦磷酸测序。研究发现68%的个体肠道中 最优势菌群为拟杆菌门（Bacteroidetes），平均比例约为57%，壁厚菌门（Firmicutes） 所占比例约为40%。但是和一些疾病或健康相关的菌群在不同个体中所占比例差别极大， 包括变形杆菌门（Proteobacteria）,放线菌门（Actinobacteria）和Faecalibacteria。 老年人的核心微生物组与年青人也有鲜明差异，前者拟杆菌属所占比例更大，梭菌属在 两者之间具有不同的丰度模式。分析26组time-0和time-3 month粪便样品，发现85%的个 体在这两个时间的微生物组成极其相近，这表明老年人的肠道菌群呈现出时间稳定性。 Composition, variability, and temporal stability of the intestinal microbiota of the elderly. 2011. PNAS. 研究区域：V4区 测序平台：Roche 454 GS FLX
案例：二型糖尿病与肠道微生物
Larsen等研究二型糖尿病患者肠道微生物与非糖尿病人群的差异，采用454测序技术结合 qPCR技术对36个样本肠道微生物进行分析，结果表明二型糖尿病患者厚壁菌门和唆菌纲 微生物比例较对照组显著降低，但是变形菌纲微生物丰富。Bacteroidetes与Firmicutes的 比例、Bacteroides-Prevotella group 与 C. coccoides-E. rectale group的比例与血糖浓度呈正 相关，而与BMI（体重系数）无关。变形菌纲微生物同样与血糖浓度呈正相关。 Gut Microbiota in Human Adults with Type 2 Diabetes Differs from Non-Diabetic Adults. 2010. PLoS One. 研究对象： 二型糖尿病患者18人，正常人18人 研究区域：V4-V6区 测序平台：Roche 454 GS FLX
肠道菌群研究存在的问题及解决方案
【摘要】本文对肠道菌群研究中的实验设计、样本采集和处理、信息分析方法的基本原理与面临的问题及解决方案进行总结和探讨；强调标准化的实验流程、信息分析及质控方法，构建参考基因组及基线数据库的重要性；并展望了绝对定量、无菌动物、体外模拟等关键技术的应用前景，这些技术将为肠道菌群基础研究在精准医学、精准营养、精准干预中的应用打下坚实的基础。
【关键词】肠道菌群；参考基因组；绝对定量；无菌动物；体外发酵DOI：10.3760/cma.j.issn.2096⁃367X.2019.03.002 Existing problems and solutions of gut microbiome research Chen Yang1，Qiu Qinwei1，Shang Xiaoxiao1，Fang Xiaodong21Guangdong Province Traditional Chinese Medical Hospital Bioinformation Group，Guangzhou510120，China；2Shenzhen BGI Gene Technology Service Co.，Ltd，Shenzhen518083，China Corresponding author：Fang Xiaodong，Email：fangxd@，Tel：0086⁃755⁃36307071【Abstract】We summerize and discuss the experimental design，sample collection and operation，the basic principle of data analysis as well as its problems and solutions in the study about gut microbione research.We emphasize the importance of standardized experimental procedures，data analysis and qualitative methods and the construction of reference genome or baseline databases.Meanwhile the prospective application of absolute quantitative，germ⁃free animals，in vitro simulation is also discussed.These will lay a solid foundation for the fundamental research of intestinal flora in precise medicine，precise nutrition and precise intervention.【Key words】Gut microbiome；Reference genome；Absolute quantitation；Germ⁃free animal；In vitro fermentation DOI：10.3760/cma.j.issn.2096⁃367X.2019.03.002肠道菌群与宿主的共生关系是我们生命的基本组织形式。
肠道菌群研究思路与设计方法_概述及解释说明
肠道菌群研究思路与设计方法概述及解释说明1. 引言1.1 概述肠道菌群研究是近年来生物医学领域中备受关注的热点研究方向。
肠道菌群是指人体消化道内共生的微生物群落，包括细菌、真菌和病毒等多种微生物。
这些微生物在人体健康和疾病发展中起着重要作用。
肠道菌群的平衡与人体的代谢、免疫系统、神经系统等多方面密切相关，对于维持身体健康至关重要。
随着高通量测序技术的发展和生物信息学分析方法的改进，我们能够全面了解肠道菌群的组成、结构和功能，并探索其与宿主之间的相互作用。
因此，深入了解肠道菌群的研究思路和设计方法对于揭示其在健康和疾病过程中的作用具有重要意义。
1.2 文章结构本文将以以下结构展开对肠道菌群研究思路与设计方法的概述和解释说明。
首先，在第二部分，我们将介绍肠道菌群的概念和其在人体中的重要性。
接下来，我们将详细阐述肠道菌群研究的思路，并介绍设计方法以实现对其进行深入研究。
第三部分将着重介绍肠道菌群概况调查方法，包括样本收集与处理方法、DNA 提取与测序方法以及生物信息学分析流程。
第四部分将讨论肠道菌群多样性及功能评估方法，如多样性指数计算、功能预测与代谢通路分析等；并给出相关统计学分析方法的应用举例。
最后，在第五部分中，我们将总结已有研究进展和成果，并展望未来肠道菌群研究面临的挑战和发展方向。
1.3 目的本文旨在全面了解肠道菌群研究思路与设计方法，并通过对各种调查和评估方法的介绍使读者能够系统掌握这一领域的基本知识。
同时，本文还将回顾已有研究进展和成果，为未来的研究提供参考和启示。
相信通过阅读本文，读者能够更好地理解肠道菌群的重要性和其与人体健康的关联，并具备开展相关研究的基础知识和方法。
2. 肠道菌群研究思路与设计方法概述2.1 肠道菌群概念及重要性介绍肠道菌群是指生活在人体肠道内的各种微生物的集合，包括细菌、真菌、病毒等。
它们与人体的生理功能、代谢、免疫等密切相关，对人体健康起着重要作用。
肠道菌群可以帮助消化食物、合成维生素和其他重要的生物活性物质，同时参与调节免疫系统、影响心血管健康和情绪等方面。
养殖鱼肠道菌群分子生态的研究的开题报告
养殖鱼肠道菌群分子生态的研究的开题报告一、课题背景&目的随着现代养殖业的快速发展，水产养殖成为了本地区经济发展重要的支柱产业。
而饲料在现代水产养殖的生产链中，是居于起到极为关键作用的一环。
其中，鱼在接受饲料过程中，其肠道菌群的作用不可忽略。
自然环境中，鱼肠道中的细菌种类繁多，但在养殖环境中却被食品安全等因素的影响而受到了很大的限制。
因此，本研究旨在探究在养殖环境中，通过人工添加饲料剂的方式改善肠道菌群，以提高鱼的免疫力和生长速度，从而为现代水产养殖提供相应的科研支持和指导。
二、研究内容&方案1. 研究内容（1）采用高通量测序技术，对该养殖场采集的肠道菌群进行分子生态学研究，了解鱼肠道内主要的菌群类型和比例；（2）针对研究对象的特点，选择促进生长、增强免疫力的饲料剂，进行添加实验；（3）通过测量添加前后鱼的平均体重，计算其生长速度提升情况；（4）经过固定期，取样肠道菌落并进行高通量测序，比较添加前后鱼肠道菌群类型和比例的变化情况；（5）对添加和未添加饲料剂鱼的肝、脾等器官进行病理学检测，定量比较其免疫力状况。
2. 研究方案（1）实验动物选取：以某养殖场中的黄鲤为研究对象，选择平均体重在100g左右的鱼类均匀分布进行实验；（2）添加饲料剂：选取5种不同类型的饲料剂与普通饲料进行添加实验，并进行空白对照组；（3）实验流程：实验持续3个月，每个月进行一次观察和取样；（4）肠道取样：取样时，先将鱼肠道部位进行清洗和对数处理，再对其进行取样；（5）实验数据处理：利用计算机对高通量测序数据进行比对、聚类等分析方法，得到实验结果。
三、意义和预期成果本次研究可以探究不同饲料剂对鱼肠道菌群的影响，进而为水产养殖在改善饲料质量上提供科学的参考依据，从而缩短水产养殖业与现代科技之间的鸿沟。
同时，研究成果还可以作为现代水产养殖的应用实践，为提高水产养殖业产量效益、达到“可持续发展”的目标提供具体的科技支撑。
肠道菌群领域研究进展(完整版)
肠道菌群领域研究进展（完整版）已有大量研究证实，肠道菌群与肥胖、糖尿病、高脂血症、高血压、心脑血管疾病、慢性肾病、神经系统疾病等相关，肠道菌群科学家们2019年在肠道微生物组研究领域取得了研究成果；【1】Nat Biotechnol：突破！科学家在人类肠道微生物组中鉴别出100多种新型肠道菌群！近日，一项刊登在国际杂志Nature Biotechnology上的研究报告中，来自英国桑格研究院等机构的科学家们通过对肠道微生物组研究，从健康人群的肠道中分离出了100多个全新的细菌类型，这是迄今为止研究人员对人类肠道菌群进行的最全面的收集研究，相关研究结果获奖帮助研究人员调查肠道微生物组在人类机体健康及疾病发生过程中所扮演的关键角色。
本文研究结果能帮助研究人员快速准确地检测人类肠道中存在的细菌类型，同时还能帮助开发出治疗多种人类疾病的新型疗法，比如胃肠道疾病、感染和免疫疾病等。
人类机体中细菌大约占到了2%的体重，肠道微生物组就是一个主要的细菌聚集位点，同时其对人类健康非常重要。
肠道微生物组的失衡会诱发诸如炎性肠病等多种疾病的发生，然而由于很多肠道菌群难以在实验室环境下生存，因此研究人员就无法对其进行更加直观地研究。
【2】Science：肠道微生物组可能是药物出现毒副作用的罪魁祸首药物本是用于治疗很多患者，但是一些患者遭受这些药物的毒副作用。
在一项新的研究中，来自美国耶鲁大学的研究人员给出了一种令人吃惊的解释---肠道微生物组（gut microbiome）。
他们描述了肠道中的细菌如何能够将三种药物转化为有害的化合物，相关研究结果发表在Science期刊上。
研究者表示，如果我们能够了解肠道微生物组对药物代谢的贡献，那么我们能够决定给患者提供哪些药物，或者甚至改变肠道微生物组，这样患者具有更好的反应。
在这项新的研究中，研究人员研究了一种抗病毒药物，它的分解产物可引起严重的毒副反应，并确定了肠道细菌如何将这种药物转化为有害的化合物。
肠道微生物群落的研究进展及其应用
肠道微生物群落的研究进展及其应用肠道微生物群落是指人类肠道内的微生物生态系统，包括细菌、真菌、病毒等多种微生物。
近年来，随着对肠道微生物群落的研究不断深入，人们对其在人体健康中的重要作用越来越重视。
本文将对肠道微生物群落的研究进展及其应用进行介绍。
肠道微生物群落的研究进展越来越多的研究表明，肠道微生物群落是与人体健康密切相关的。
肠道微生物群落可以参与人体多种生理过程，包括营养代谢、免疫系统调节、神经系统调节等。
目前，研究者们主要通过以下三种方法对肠道微生物群落进行研究。
1. 16S rRNA测序16S rRNA测序是目前最常用的鉴定细菌物种的方法之一。
该方法通过对细菌特定基因的测序，可以快速鉴定样本中细菌的种类和数量，并进一步分析它们在微生物群落中的相对比例和作用。
通过16S rRNA测序的研究，已经发现了很多与人体健康相关的肠道微生物群落的特征，对人体健康的保护和治疗都有重要意义。
2. 宏基因组测序宏基因组测序是将样本中所有微生物的基因组DNA同时测序的方法。
它可以获得更全面、更详细的微生物群落信息，包括某些难以被16S rRNA测序鉴定的微生物。
通过宏基因组测序，研究者发现某些微生物的代谢功能对人体健康至关重要，例如，部分微生物可以利用人体无法消化的食物物质，而且这些代谢产物对人体的健康有积极的影响。
3. 基于代谢物组学的研究代谢物组学研究是一种系统地研究生物体内代谢产物变化的方法。
通过研究肠道微生物群落代谢产物的类型、数量和变化规律，可以更全面地了解微生物群落的代谢功能及其对人体健康的影响。
研究表明，某些代谢物可以参与到人体维持健康的过程中，例如，具有抗氧化、抗炎和免疫调节作用的代谢物，可以通过对肠道微生物群落的调节而获得。
肠道微生物群落的应用肠道微生物群落的研究已经有了一定的应用前景。
以下是一些被广泛关注的应用领域。
1. 诊断疾病肠道微生物群落与不少疾病存在重要的关联。
例如，肠道微生物群落的异常可以导致炎症性肠病、自身免疫疾病、代谢性疾病等。
肠道菌群全面研究方案
肠道菌群是寄居在人体肠道内的微生物群，人体肠道内寄生的细菌数目40万亿个，基因总数约为人自身基因数目的150倍。
从数据可以看出肠道菌群是一个非常庞大的群体，因此肠道菌群也被称作人体的“第二基因组”，“第二大脑”，“肠脑”。
肠道菌群可以消化食物成分、合成必需维生素、刺激和调节免疫系统、排除病原体、清除毒素和致癌物、支持肠道功能等。
肠道菌群在正常情况下可以和宿主及外部环境建立起动态的生态平衡，一旦肠道菌群紊乱平衡失衡，会引发宿主多种功能丧失，如屏障功能丧失，炎症和免疫功能丧失等，从而诱发疾病。
据报道95%的疾病都和肠道菌群有关系，除了胃肠道疾病，代谢性疾病，肠道菌群还和多种系统疾病相关，如神经系统，呼吸系统，心血管系统，肿瘤等疾病相关。
肠道菌群主要通过小分子的代谢物（如短链脂肪酸、胆汁酸、色氨酸、氨基酸等）与宿主进行密切的相互作用，影响疾病的发生发展。
肠道菌群已成为近几年研究热点，但随着研究的深入，对肠道菌群的研究也要求越来越高，单一组学很难对复杂的生物学过程和生物网络调控机制进行完整的阐释，也很难满足高分文章的需求，多组学数据可以相互验证，减少单一组学分析带来的假阳性，实现从原因和结果多个层面探究生物学问题，使我们的研究更全面、更可靠。
目前针对肠道菌群的研究可以分成两部分，一部分是对肠道菌群的组成及功能进行研究，即微生物组测序，一部分是对肠道菌群的代谢产物进行研究，即代谢组检测，而肠道菌群全面的研究策略是结合微生物组和代谢组的研究结果，通过物种与代谢产物的关联分析及代谢通路或基因功能与代谢产物的关联分析，综合研究肠道菌群结构和功能的改变对代谢表型以及功能性代谢小分子的影响，从物种、基因、代谢通路以及代谢物等层面综合阐述疾病发生发展机制以及药物靶点等。
1.肠道菌群结构和功能由于99%微生物无法分离培养，大大限制了对微生物组成和功能的研究。
微生物组高通量测序技术的出现，使得无需分离培养单个微生物，即可对样本中的微生物展开全面研究，代表性技术为16S/ITS扩增子测序及宏基因组测序技术。
菌群临床试验设计
菌群临床试验设计下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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食品微生物学中腐乳大肠菌群检测方案设计
目录一、设计背景 (1)二、设计思路 (1)1.设计的思路 (1)2.采取的手段 (2)3.技术路线 (2)三、设计过程与说明 (2)1.设计任务 (2)2.设计过程 (3)3.设计过程中碰到的问题与解决措施 (4)四、设计成果 (5)1.设计的方案 (5)2.预期取得的效果 (5)六、参考文献 (6)一、设计背景大肠菌群[1]是卫生细菌领域的用语，是指具有某些特性的一组与粪便污染有关的细菌，这些细菌在生化及血清学方面并非完全一致。
一般认为该菌群细菌可包括大肠埃希氏菌、柠檬酸杆菌、产气克雷伯氏菌和阴沟肠杆菌等。
大肠菌群是评价食品卫生质量的重要指标之一，被广泛应用于食品卫生工作中[2]。
大肠菌群分布较广，在温血动物粪便和自然界广泛存在。
调查研究表明，大肠菌群细菌多存在于温血动物粪便、人类经常活动的场所以及有粪便污染的地方，人、畜粪便对外界环境的污染是大肠菌群在自然界存在的主要原因。
粪便中多以典型大肠杆菌为主，而外界环境中则以大肠菌群其他型别较多。
大肠菌群是评价食品卫生质量的重要指标之一，目前已被国内外广泛应用于食品卫生工作中。
由于大肠菌群指的是具有某些特性的一组与粪便污染有关的细菌，即：需氧及兼性厌氧、在37℃能分解乳糖产酸产气的革兰氏阴性无芽胞杆菌。
因此大肠菌群的检测一般都是按照它的定义进行。
腐乳又因地而异称为豆腐乳、南乳、霉豆腐、酱豆腐、糟豆腐（若以糟腌渍）、猫乳、豆乳，是一种将豆腐利用霉菌发酵﹑腌制，二次加工的豆制食品，为东亚人的常见佐菜，或用于烹调。
苏州的豆腐乳呈黄白色，口味细腻；北京的腐乳，呈红色，偏甜；四川有些种类的腐乳，比较辣。
臭豆腐也属于豆腐乳的一种。
腐乳和豆豉以及其他豆制品一样，都是营养学家所大力推崇的健康食品。
但由于生产工艺和运输的原因，腐乳中的大肠菌群常常超出了上限。
因此对腐乳中的大肠菌群需要进行必要的检测。
二、设计思路1、设计思路随着生活水平的提高，食品安全问题受到越来越多的重视，从食品安全的角度来看，建立一种快速、可靠、简便的方法来准确测定腐乳中大肠菌群的数量至关重要。
实验一 肠道内菌群数量变化(1)
实验一肠道内菌群数量变化表1 试验设计组别处理空白对照组基础日粮试验1组抗生素组试验2组J-4菌剂组试验3组白头翁散组试验4组J-4菌剂+白头翁散组一、实验材料的准备（各培养基的制备）NA培养基：蛋白胨10g、牛肉膏3g、NaCl 5g、琼脂15g、蒸馏水1000mL，pH 7.2-7.4。
121 ℃，15 min高压蒸汽灭菌。
用于培养细菌。
MRS培养基：蛋白胨10g、牛肉膏10g、酵母粉5g、K2HPO42g、柠檬酸二胺2g、乙酸钠5g、葡萄糖20g、吐温80 1mL、MgSO4·7H2O 0.58g、MnSO4·4H2O 0.25g、琼脂15-20g、蒸馏水1000mL，pH6.2-6.4，121 ℃，15min高压蒸汽灭菌。
用于鉴别并培养乳酸杆菌。
BBL培养基：蛋白胨15.0g，酵母粉 2.0g，葡萄糖20.0g，可溶性淀粉0.5g，氯化钠 5.0g，5%半胱氨酸10.0mL，西红柿浸出液400.0mL，吐温80 1.0mL，肝提取液80.0mL，琼脂20.0g，蒸馏水520.0mL，pH7.0，121 ℃，15min高压蒸汽灭菌。
用于培养双歧杆菌。
EMB（伊红美兰）培养基：蛋白胨10g，乳糖10g，磷酸氢二钾2g，琼脂20~30g，蒸馏水1000ml，2%伊红水溶液20ml，0.5 %美蓝水溶液13ml，PH为7.2-7.4 121 ℃，15min高压蒸汽灭菌。
用于鉴别并培养大肠杆菌。
二、实验仪器MLS-3020高压灭菌锅，微波炉，电热鼓风干燥箱，SK1200H 型超声波震荡仪，DPH-2000型电热恒温培养箱，211型pH计，HH-4型恒温水浴锅，6450UV/Vis型紫外分光光度计，万能电炉，AR1140型电子分析天平。
三、实验步骤1、饲喂雏鸡的次日起为第一天，以此类推。
于第1、3、7、14、21天，分别取五组粪便样品，同时空腹从每个重复随机选取3只鸡扑杀屠宰，取出肠道，在相应的肠段（十二指肠、空场、回肠、盲肠、粪便）部位结扎，取出带有食糜的肠段用硫酸纸包被后送实验室分析。
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肠道菌群研究方案设计汇总
研究菌群与疾病，从整体上看，无外乎三种模式：关联关系探究、因果关系探究和应用菌群干预疾病的研究。
其实这三点即独立也相互关联。
一、疾病与菌群关联关系类研究
①特征菌群类研究
此类研究目的主要是客观地描述人体菌群组成的特征，解释某种疾病或现象与其共生菌群的关系。
研究思路：
此类研究方法相对比较简单，设立疾病组和健康组，通过大样本量对比研究，确定特定人群的特征微生物组成。
目前此类文章已经发表了很多很多，几乎各种疾病与肠道菌群的关系都有涉及，如今想发高分文章，选题角度一定要新颖，而且一般需要的样本量较大，最好能再结合代谢组学等其他组学做多组学关联分析，在找到差异菌群的同时，对差异的代谢通路进行关联分析，这样文章相对比较容易上档次。
②菌群影响因素类研究
影响肠道菌群的因素有很多：遗传、生活方式、饮食习惯、运动、生活环境等都是影响肠道菌群平衡的重要原因。
例如：对新生婴儿菌群组成影响因素的研究，比如分娩方式、孕期饮食、喂养方式（母乳、提前添加辅食、配方奶粉）、早产儿等，研究对婴儿肠道菌群影响的因素，对后续指导和维护婴儿健康有重要的作用。
二、疾病与菌群因果关系类研究
①细菌功能验证及疾病机理研究
潜在致病菌或有益菌的功能验证及疾病机理研究思路：
1.确定一种或几种目标菌，利用动物实验对该菌进行验证，通过分析临床理化指标，探讨该菌与疾病的关系。
2.收集处理后动物模型粪便样本，测序，探讨该菌如何影响肠道菌群致病或改善疾病；
3.结合临床指标、理化结果、微生物结果，综合分析作用机制。
②疾病的发生发展与菌群相关性研究
研究思路：
三、菌群干预类研究
肠道菌群研究常用的干预手段：
研究思路：
1.研究治疗手段（不同药物干预、同药物不同剂量干预、干预不同天数、益生菌、粪菌移植等）对疾病的治疗效果（临床指标、理化指标等）。
基于临床指标判断治疗效果。
2.比较疾病组、疾病干预组、及健康对照组微生物组成的差异
3.验证治疗手段是否是通过改变菌群后治疗效果
至于具体的研究方法，其实现在研究肠道菌群的方法无外乎16S rRNA 测序/宏基因组学测序+代谢组学，可以说这是目前最流行的做法了。
代谢组学相对更接近表型，基因测序与代谢组学的结合，能够更全面的阐述深层次的机制问题。