绝对定量宏基因组分析揭示小檗碱与二甲双胍抗代谢紊乱作用的独特肠道菌群机制

本研究通过绝对定量与相对定量宏基因组学方法，系统比较了小檗碱（BBR）和二甲双胍（MET）对代谢紊乱模型小鼠肠道菌群的调控差异。研究发现绝对定量测序能更精准反映药物对微生物绝对丰度的调节，尤其揭示Akkermansia等关键菌属的上调规律，为代谢性疾病（如T2D）的菌群靶向治疗提供新见解。

　　

动物研究

采用ICR小鼠构建高脂饮食诱导的代谢紊乱模型，分组为对照组、模型组、BBR（0.1 g/kg）和MET（0.3 g/kg）干预组。通过7周给药观察体重、血糖（FBG）、血脂（TG/TC/LDL-C/HDL-C）及肝脏病理变化，证实BBR和MET显著改善糖脂代谢异常，减少肝脏脂肪沉积。

生化与组织学分析

血清检测显示BBR和MET降低空腹血糖（7.1→5.3 mmol/L）和甘油三酯（TG↓30%），提升高密度脂蛋白（HDL-C↑15%）。肝组织H&E染色证实药物减轻脂肪变性，肝糖原含量增加1.8倍，但胰岛素水平无显著变化。

微生物组测序方法对比

研究采用PacBio Sequel II平台进行全长16S rRNA（V1-V9区）相对定量测序，以及Illumina NovaSeq 6000结合spike-in内标的绝对定量测序（Accu16S^TM）。两种方法均显示高脂饮食降低菌群α多样性（Chao1指数↓20%，Shannon↓15%），但绝对定量揭示模型组总菌量减少50%，而相对定量无法反映此差异。

药物调控菌群特征

• BBR作用：绝对定量显示其显著增加Verrucomicrobiota（含Akkermansia）绝对丰度（3.5倍），但抑制Alistipes等条件致病菌；相对定量则误判Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia为下调。

• MET作用：两种方法均检测到Akkermansia和Bifidobacterium上调，但绝对定量额外发现Dubosiella等SCFA产生菌增殖（2.1倍），且Peptococcus减少60%。

方法论争议与突破

相对定量因归一化处理易产生假阳性（如模型组菌量实际减半但比例不变），而绝对定量通过内标校准揭示真实菌群负荷变化。研究强调Akkermansia在两种分析中均被上调，提示其作为BBR/MET共同作用靶点，可能通过GPCR-GLP-1通路改善代谢。

讨论与展望

高脂饮食导致的菌群绝对数量下降（非仅比例变化）是既往研究盲区。绝对定量技术为解析药物-菌群-宿主互作提供新维度，尤其在评估抗菌药物（如BBR）与促菌药物（如MET）时差异显著。未来需结合代谢组学（如胆汁酸谱）深化机制研究。

技术细节

• 绝对定量采用40% GC含量的spike-in序列校正扩增偏差

• DADA2算法处理ASV时保留低丰度菌（灵敏度提升10³ copies/μL）

• 差异菌鉴定标准：P<0.05（ANOVA-Tukey检验），效应量R²>0.3