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연구 논문

파킨슨병 환자의 장내 미생물 특성 및 임상적 표현형에 미치는 분변 미생물 이식의 효과

129 조회수

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DOI:

10.3791/72702

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2026년 8월 14일

 ,  , 
1Department of Neurology, The Second Affiliated Hospital of Nanjing Medical University, 2Department of Geriatrics, The Second Affiliated Hospital of Nanjing Medical University

이 논문에서

요약

분변 미생물 이식술을 받은 파킨슨병 환자 6명을 대상으로 한 이 탐색적 연구에서는 운동 및 비운동 증상의 개선과 더불어 장내 미생물 다양성, 분류학적 구성 및 예측된 기능적 프로파일의 시간적 변화를 관찰하였습니다. 이러한 결과는 미생물 기반 중재법에 대한 추가 연구를 뒷받침하는 예비 증거를 제공합니다.

초록

장내 미생물 군집의 변화는 파킨슨병(PD)과 연관이 있는 것으로 알려져 있으나, 분변 미생물 이식(FMT) 후의 종단적 미생물 변화와 그 임상적 연관성에 대해서는 여전히 이해가 부족한 실정입니다. 이번 단일 센터 소급 관찰 연구에는 질환 기간에 따라 고중증도 및 저중증도 하위 그룹(>6년 대 ≤6년)으로 층화된 6명의 PD 환자가 포함되었습니다. FMT 전과 FMT 후 5개월 동안 매달 총 36개의 분변 샘플을 수집하였습니다. 16S 리보솜 RNA 유전자 시퀀싱을 이용하여 미생물 다양성, 군집 구조, 분류학적 구성 및 예측 기능 프로파일을 평가하였습니다. 분석 항목에는 알파 및 베타 다양성, 분류학적 풍부도, 선형 판별 분석 효과 크기(LEDA), Tax4Fun2 기반 기능 예측, 그리고 미생물 특성과 임상 지표 간의 Spearman 순위 상관 분석이 포함되었습니다. 기술 분석 결과, 중증도 하위 그룹 간 및 FMT 후 시점별로 미생물 풍부도, 다양성, 군집 구조 및 예측 기능에서 차이가 나타났습니다. 기저 상태에서 저중증도 하위 그룹은 고중증도 하위 그룹보다 미생물 풍부도와 다양성이 더 높았으며, Bifidobacterium 및 Lactobacillus를 포함한 분류군의 풍부도가 상대적으로 더 높았습니다. FMT 한 달 후, 고중증도 하위 그룹에서는 기저 상태보다 풍부도와 다양성이 증가하였으며, 분류학적 구성의 변화가 동반되었습니다. 두 하위 그룹 모두 FMT 이후 미생물 다양성과 예측된 Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes 경로 풍부도에서 시간 경과에 따른 변동을 보였습니다. 예측된 기능으로는 탄수화물 및 아미노산 대사, 2차 대사산물 생합성, 막 수송 및 신호 전달이 포함되었습니다. 여러 운영 분류 단위(OTU)가 운동 장애, 변비, 수면 질, 기능적 상태 및 신경정신과적 증상 지표와 상관관계를 보였습니다. 결과적으로 FMT는 장내 미생물 다양성, 구성 및 예측 기능의 종단적 변화와 연관이 있었으며, 특정 미생물 특성은 운동 및 비운동 지표와 연관되었습니다. 소규모 소급 코호트 연구라는 점에서 이러한 결과는 예비적인 것이며, 더 큰 규모의 대조 연구를 통한 확인이 필요합니다. 향후 연구에서는 이러한 미생물 변화가 재현 가능한지, 5개월 이후에도 지속되는지, 공여자 정착을 반영하는지, 그리고 PD 환자의 이식 후 측정 가능한 임상적 개선과 일치하는지 확인해야 합니다.

서론

파킨슨병(PD)은 서동증, 강직, 안정 시 떨림 및 자세 불안정성을 특징으로 하는 흔한 진행성 신경퇴행성 질환입니다1. 발병 기전은 아직 완전히 밝혀지지 않았으나, 신경염증, 환경적 노출, 유전적 감수성을 포함한 여러 요인이 질환의 발생 및 진행에 관여하는 것으로 알려져 있습니다2. 역학적 근거에 따르면 PD는 노인에게서 가장 흔하게 나타나는 신경계 질환 중 하나이며, 연령이 증가함에 따라 유병률이 높아지며 상당한 장애 부담을 수반합니다3. 현재의 치료법, 특히 도파민 대체 요법은 운동 증상을 어느 정도 완화할 수 있으나, 질환의 진행 및 여러 비운동 증상에 미치는 효과는 제한적이며 치료 반응은 개인마다 다릅니다4. 따라서 PD와 관련된 생물학적 변화와 잠재적 치료 표적에 대한 추가 연구는 임상적으로 매우 중요합니다.

장내 미생물 군집은 장벽의 무결성을 유지하고, 면역 반응을 조절하며, 대사 항상성을 지원하는 데 중요한 역할을 합니다5. 대변 미생물 이식(FMT)은 장내 미생물 균형을 회복하기 위해 건강한 공여자로부터 수혜자에게 대변 미생물 군집을 옮기는 과정을 포함합니다6,7. 여러 동물 연구에 따르면 장내 미생물 이식이 신경행동 표현형에 영향을 미칠 수 있음이 시사되었습니다8,9. 우울증이나 불안 장애 환자의 미생물 군집이 생쥐에서 상응하는 행동 변화를 유도할 수 있다는 점을 고려할 때, 건강한 공여자의 미생물 군집은 행동 결과를 개선할 수 있을 것입니다10. 또한, 일부 PD 및 자폐증 환자에서 FMT 후 증상이 개선되었다는 예비 임상 관찰 보고가 있으며, 이는 미생물 기반 중재법이 신경계 및 신경정신과적 질환과 잠재적 관련성이 있음을 시사합니다11,12. 그럼에도 불구하고 이러한 효과의 기저 기전은 여전히 불분명하며, PD에서 FMT의 안전성과 유효성을 확립하기 위한 임상 연구가 필요합니다.

이전 연구들은 장내 미생물군과 파킨슨병(PD) 사이의 연관성을 시사해 왔으나, 분변 미생물 이식(FMT) 이후 장내 미생물 조성의 종단적 변화와 이러한 변화와 임상적 특성 간의 연관성에 대해서는 여전히 알려진 바가 적습니다. 임상적 중증도가 서로 다른 환자들이 FMT 이후 서로 다른 미생물 반응을 보이는지 여부는 아직 불분명합니다.

본 단일 센터 회고적 관찰 연구에서는 통상적인 임상 진료 과정에서 FMT를 받은 PD 환자들을 검토하였습니다. FMT 전후의 임상 점수를 분석하였으며, 확보된 분변 샘플을 대상으로 16S rRNA 유전자 서열 분석을 수행하여 장내 미생물 다양성, 분류학적 구성, 예측된 기능적 프로파일 및 임상 지표와의 상관관계를 탐색하였습니다. 본 연구의 목적은 PD 환자의 FMT 이후 임상 결과와 장내 미생물 프로파일의 특성을 규명하고, 향후 전향적 대조 연구를 위한 예비 근거를 제공하는 것입니다.

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프로토콜

본 연구는 헬싱키 선언을 준수하여 수행되었으며, 연구 프로토콜은 난징 의과대학교 제2부속병원 윤리위원회(승인 번호: 2021-KY-100-01)의 승인을 받았습니다. 모든 참여자로부터 서면 동의서를 작성하여 수집하였습니다.

이 단일 센터 회고적 관찰 연구는 난징 의과대학교 제2부속병원 신경과에서 수행되었습니다. 2022년 1월부터 2023년 12월까지 파킨슨병 진단 기준(2020년판)을 충족하는 원발성 PD 환자 총 32명이 포함되었습니다. 최종적으로 엄격한 선정 기준을 충족하고 모든 연구 절차를 완료한 6명의 환자가 후속 분석에 포함되었습니다. 스크리닝, 제외 및 추적 관찰에 관한 세부 사항은 보충 그림 1에 제시되어 있습니다.

분변 시료 수집 및 미생물 군집 분석

분변 미생물군은 건강한 지원자로부터 수집되었습니다. 기증자 선별 과정은 분변 미생물 이식의 임상 적용에 관한 중국 전문가 합의(Chinese Expert Consensus on the Clinical Application of Fecal Microbiota Transplantation)에 따라 엄격히 수행되었습니다. 기증자 선정 기준은 다음과 같습니다: 18~40세의 연령으로 만성 질환 병력이 없을 것; 위장관 질환, 대사 장애, 자가면역 질환 또는 정신 질환 병력이 없을 것; 최근 3개월 이내에 항생제, 프로바이오틱스, 면역억제제 또는 양성자 펌프 억제제를 사용하지 않았을 것; 최근 6개월 이내에 전염병 지역 여행, 수혈 또는 수술 이력이 없을 것. 감염성 질환 및 병원균을 배제하기 위한 혈액 및 분변 선별 항목에는 Human immunodeficiency virus (HIV), Hepatitis B virus (HBV), Hepatitis C virus (HCV), Treponema pallidum, Clostridium difficile, Salmonella, Shigella, Campylobacter, 병원성 Escherichia coli, 장내 바이러스 및 기생충이 포함됩니다. 유효한 단일 대변 샘플의 양은 최소 50 g이어야 합니다. 자동 분변 미생물 정제 시스템(재료 표 참조)을 사용하여 신선한 대변 100 g마다 500 mL의 멸균 식염수를 첨가하고, 표준화된 원심분리 및 세척(700 × g, 3 min)을 3회 반복한 후, 멸균 식염수와 1:2 부피 비율로 현탁액을 준비하여 즉시 접종하였습니다. 피험자에게는 약 5 × 10^13의 생존 박테리아가 포함된 현탁액 150 mL를 1회 주입하였습니다13.

모든 수혜자는 대장내시경을 통해 FMT를 받았으며, 내시경을 맹장과 상행결장까지 진입시켰습니다. 우측 결장의 우선적 정착을 촉진하기 위해 현탁액을 생검 채널을 통해 천천히 그리고 균일하게 주입하였습니다. 주입 후 환자들은 최소 2 h 동안 우측 측와위 자세를 유지하였습니다. 시술 전 3일 동안 저잔사식을 섭취하였고, 시술 전 24 h 동안은 전유동식을 섭취하였으며, 주입 전 6 h 동안은 고형물을, 2 h 동안은 액체를 금식하였습니다. 이식 전날 저녁에는 폴리에틸렌 글리콜 전해질 용액을 사용하여 맑고 대변이 섞이지 않은 배출물이 나올 때까지 표준 전장 세척을 수행하였습니다. 약물 제한 사항으로는 FMT 전 최소 72 h 동안 전신 항생제 사용을 중단하고, 이식 후 1주일 동안 사용을 피하는 것이 포함되었습니다. 양성자 펌프 억제제(PPI)는 시술 전 24–48 h 전에 중단하였으며, 완하제와 프로바이오틱스는 이식 당일에 중단하였습니다.

시술 중 심박수, 혈압 및 산소 포화도를 지속적으로 모니터링하였으며, 복부 팽만감, 통증 또는 메스꺼움과 같은 증상을 관찰하였다. 심한 복통이나 저혈압이 발생할 경우 주입을 즉시 중단하였다. 이식 후 첫 7일 동안은 배변 횟수, 대변의 점도 및 복통, 설사, 발열, 혈변을 포함한 모든 이상 반응을 기록하기 위해 매일 추적 관찰을 실시하였다. 장기 추적 관찰은 5개월까지 진행되었으며, 장내 미생물군집 분석을 위한 정기적인 대변 샘플링과 함께 Unified Parkinson’s Disease Rating Scale (UPDRS) 및 Wexner Constipation Score를 이용한 임상 평가를 수행하였다. 또한 효능과 안전성을 종합적으로 평가하기 위해 증상의 변화와 병용 약물 사용 여부를 기록하였다.

분변 샘플은 FMT 전과 FMT 후 1, 2, 3, 4, 5개월 차의 총 6개 시점에서 수집되었습니다. 모든 참여자는 대변 샘플 수집을 위한 표준화된 지침을 제공받았습니다. 멸균 핀셋을 사용하여 대변의 중간 부분 약 10–20 g을 수집하여 멸균 수집 용기에 담았습니다. 샘플은 수집 후 2–3 h 이내에 실험실로 운송되었으며, 숙련된 연구원이 무균 조건 하에서 멸균 1.5 mL 마이크로원심분리 튜브(재료 표 참조)에 소분하였습니다. 모든 소분된 샘플은 추가 분석 전까지 즉시 −80 °C에서 보관되었습니다.

분변 샘플 수집 후, 모든 검체는 16S rRNA 유전자 시퀀싱을 위해 상용 시퀀싱 서비스 제공업체(재료 표 참조)로 드라이아이스에 담겨 운송되었습니다. 라이브러리 제작, 시퀀싱 및 초기 품질 관리는 해당 업체의 표준 프로토콜에 따라 수행되었습니다. 각 분변 샘플에서 게놈 DNA를 추출하였으며, 341F 및 805R 프라이머를 이용한 중합효소 연쇄 반응(PCR)을 통해 박테리아 16S rRNA 유전자의 V3–V4 가변 영역을 증폭했습니다. FMT 전 및 FMT 후 서로 다른 추적 관찰 시점에서의 환자 장내 미생물 프로파일을 분석하기 위해, 2 × 300 bp 페어드 엔드(paired-end) 화학법을 사용하는 벤치탑 숏리드 시퀀싱 플랫폼(재료 표 참조)에서 시퀀싱을 수행했습니다. 시퀀싱 후, 후속 미생물 분석을 위해 로우 리드(raw reads)를 처리하여 고품질 서열을 확보했습니다. 분류학적 분류는 상용 16S 분류 지정 패키지와 관련 미생물 식별 데이터베이스(재료 표 참조)를 사용하여 수행되었습니다. 결과로 얻은 분류학적 프로파일은 미생물 다양성, 군집 조성, 상대적 풍부도 차이 및 예측된 미생물 기능의 후속 분석에 사용되었습니다.

임상 평가 및 분석 레이블

PD 환자들은 질환 기간에 따라 두 가지 중증도 그룹으로 층화되었다: 고중증도 그룹(>6년, “_H”로 지정)과 저중증도 그룹(≤6년, “_L”로 지정). FMT 전 수집된 분변 샘플은 기저치 샘플로 정의되었으며, 해당 중증도 그룹에 따라 FB_H 또는 FB_L로 표시하였다. FMT 후 1, 2, 3, 4, 5개월에 수집된 샘플은 고중증도 그룹의 경우 FP1M_H, FP2M_H, FP3M_H, FP4M_H, FP5M_H로, 저중증도 그룹의 경우 FP1M_L, FP2M_L, FP3M_L, FP4M_L, FP5M_L로 표시하였다. 평가된 임상 파라미터에는 Wexner 변비 점수, 비운동성 증상 척도(NMSS), 비운동성 증상 설문지(NMSQ), 신경정신과적 검사(NPI), Hoehn–Yahr 단계, 일상생활 수행능력 척도(ADL), 피츠버그 수면 질 지수(PSQI), 기존 (UPDRS I–VI) 및 총 UPDRS 점수가 포함되었다. 기술 통계 및 추론 통계 방법을 조합하여 6개 시점에서 고중증도 그룹(_H 그룹)과 저중증도 그룹(_L 그룹) PD 환자의 임상 지표 변화를 분석하였다. 모든 시점에서 그룹 간 차이를 예비적으로 탐색하기 위해, 각 시점에서 Wilcoxon rank-sum test를 사용하여 _H 그룹과 _L 그룹 간의 지표 분포를 비교하였으며, 환자별 무작위 절편을 적용한 보다 엄격한 선형 혼합 모델(LMM)을 적용하였다. 표본 크기가 제한적이었으므로, 혼합 효과 모델의 결과는 탐색적 참조용으로만 제공되었다. 이 탐색적 연구의 1차 평가지표는 기저치부터 분변 미생물 이식 후 시점까지의 장내 미생물 다양성 및 구성의 변화였으며, 임상적 변화는 2차 평가지표로 평가되었다.

OTU 클러스터링, 다양성 분석 및 분류학적 풍부도

미생물 군집 구성을 요약하기 위해 operational taxonomic units (OTUs)가 사용되었으며, 유사도가 97% 이상인 서열들은 동일한 OTU로 클러스터링되었습니다. Shannon 기반의 희소화 곡선(rarefaction curves)을 통해 시퀀싱 깊이를 평가하였으며, 곡선이 평탄해지는 지점은 후속 다양성 분석을 위한 커버리지가 전반적으로 충분함을 나타냈습니다.

미생물 풍부도는 Chao1 및 abundance-based coverage estimator (ACE) 지수를 통해, 전반적인 다양성과 균등도는 Shannon 및 Simpson 지수를 사용하여 알파 다양성을 평가하였습니다. 베타 다양성은 가중 및 비가중 UniFrac 거리를 사용하여 평가한 후, 주좌표 분석(PCoA)을 통해 그룹 간 미생물 군집 구성의 차이를 시각화하였습니다. 통계 분석 섹션에 설명된 바와 같이, 알파 및 베타 다양성의 그룹 간 차이는 각각 비모수 검정 및 Permutational Multivariate Analysis of Variance (PERMANOVA)를 사용하여 분석하였습니다.

16S rRNA 유전자 시퀀싱 데이터를 기반으로 문, 강, 목, 과, 속 수준에서 분류학적 조성을 요약하였습니다. R의 군집 생태학 분석 패키지( 재료 표 참조)를 사용하여 각 분류 단계에서 가장 풍부한 상위 10개 분류군을 식별하고 시각화하십시오. 분류학적 프로파일은 막대 그래프로 표시하였으며, 선정된 분류군은 상자 그래프를 사용하여 그룹 간에 추가로 비교하였습니다.

미생물 분류군의 차등 풍부도 분석

선형 판별 분석 효과 크기(linear discriminant analysis effect size, LEfSe)를 사용하여 사전 정의된 그룹 간에 상대 풍부도가 차이 나는 분류군을 식별하였습니다. LEfSe는 크루스칼-월리스 검정(Kruskal–Wallis test), 윌콕슨 검정(Wilcoxon test) 및 선형 판별 분석(LDA)을 통합하여 통계적 유의성과 판별 가치를 모두 갖춘 분류군을 식별합니다. P < 0.05 및 LDA 점수(log10) > 3인 분류군을 풍부도 차이가 있는 것으로 간주하였습니다. 판별 분류군의 상대 풍부도는 분류군 바 그래프(taxonomic bar plots)를 통해 시각화하였습니다.

기능적 예측 및 임상 상관관계 분석

장내 미생물군의 예측된 기능적 프로파일은 Tax4Fun2를 사용하여 16S rRNA 유전자 시퀀싱 데이터로부터 추론되었으며, Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) 데이터베이스에 따라 주석을 달았다. 차별적으로 농축된 예측 경로(pathways)는 LEfSe를 사용하여 식별하였으며, 임계값으로 P < 0.05 및 LDA score (log10) > 3를 적용했다. 이러한 기능적 프로파일은 메타게놈 또는 메타볼로믹 접근법으로 직접 측정된 것이 아니라 추론된 것이므로, 예측된 기능적 차이로 해석하였다. 미생물 특성과 임상 지표 간의 연관성을 탐색하기 위해 Spearman 순위 상관 분석을 수행하였다.

통계 분석

통계 분석은 R 소프트웨어를 사용하여 수행되었습니다(재료 표 참조). 임상 변수는 중앙값과 범위(최솟값–최댓값)로 요약하였습니다. 알파 다양성 지수는 Wilcoxon 순위합 검정을 통해 그룹 간에 비교하였으며, 베타 다양성은 999회의 순열을 이용한 PERMANOVA를 통해 평가하였습니다. 차별적으로 풍부한 분류군 및 예측된 기능적 경로는 LEfSe를 사용하여 식별하였으며, 유의성 임계값은 P < 0.05 및 LDA 점수(log10) > 3로 설정하였습니다. 종단적 차별 풍부도 분석을 위해 환자별 랜덤 절편을 포함한 혼합 효과 모델을 적용하였고, 이후 Benjamini-Hochberg 허위 발견율 보정을 거친 사후 쌍별 비교를 수행하였습니다. 장내 미생물 특징과 임상 지표 사이의 연관성을 평가하기 위해 Spearman 순위 상관 분석을 사용하였으며, 상관관계 P 값에 Benjamini–Hochberg 허위 발견율 보정을 적용하였습니다. 양측 P < 0.05를 통계적으로 유의한 것으로 간주하였습니다. 상관관계 및 분류학적 풍부도 분석에는 다중 비교 보정이 적용되었습니다. 작은 표본 크기와 반복적인 종단적 샘플링 설계를 고려하여, 통계 분석은 탐색적인 것으로 간주하였으며 결과는 신중하게 해석하였습니다.

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결과

환자 선정 및 기저 특성

남성 3명과 여성 3명을 포함하여 총 6명의 PD 환자가 최종 분석에 포함되었습니다. 연령 중앙값은 69.0세(범위, 61–75세)였으며, 체질량 지수 중앙값은 22.6 kg/m2였습니다. 코호트에는 강직 우세형 2명, 떨림 우세형 2명, 그리고 혼합형 임상 표현형 2명이 포함되었습니다. 기초 임상 특성은 표 1에 나타나 있습니다.

중증도가 높은 PD 하위 그룹과 낮은 PD 하위 그룹 간에 임상적 특성 차이가 나타났다(표 1). 이 탐색적 코호트에서 전체 UPDRS 점수는 사전 정의된 중증도 분류와 일치하게 FB_L 그룹보다 FB_H 그룹에서 더 높게 나타났으며, 이는 전반적인 운동 장애가 더 심각함을 나타낸다. UPDRS 하위 척도, PSQI, Wexner 변비 점수, ADL 척도 및 NMSS를...

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토론

FMT는 건강한 기증자의 분변 미생물을 수혜자의 장으로 이식하여 장내 미생물 균형을 회복시키는 미생물 기반의 중재법입니다14. 장내 미생물군집이 신경계의 항상성 유지에 중요한 역할을 한다는 증거가 점점 늘어나고 있습니다15. 양방향 장-뇌 축(gut-brain axis)에 관한 근거들은 장내 미생물군집이 PD의 중추신경계 염증, 신경전달물질 대사 및 행동 반응에 영향을 미칠 수 있음을 시사합니다16,17. 따라서 미생물 이식은 잠재적인 중재법으로 주목받아 왔으나, 신경정신과적 질환 및 신경퇴행성 질환에서의 임상적 적용은 여전히 탐색적인 단계에 머물러 있습니다18. 본 단일 센터 후향적 관찰 연구에서는 일반적인 임상 진료 과정에서 분변 미생물 이식(FMT)을 받은 PD 환자들을 대상으로 임상적 결과,...

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공개 사항

이해관계 충돌: 저자들은 이해관계 충돌이 없음을 밝힙니다.

감사의 글

본 연구를 돕고 지원해주신 모든 동료분께 감사의 말씀을 전합니다. 여러분의 협력과 격려는 저희 연구에 매우 귀중한 도움이 되었습니다.

연구비 지원: 본 연구는 Jiangsu Provincial Key Program for Elderly Health (LKZ2022004)의 지원을 받아 수행되었습니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
MiSeq 시스템Illumina, Inc.SY-410-100316S rRNA V3 분석에 사용된 벤치탑 숏리드 시퀀싱 플랫폼–2를 이용한 V4 앰플리콘 시퀀싱 × 300 bp paired-end 화학 분석법.
Metagenome@KINWorld Fusion Co., Ltd.v2.2.1; https://www.w-fusion.com/metagenome16S rRNA 분류학적 할당 및 미생물 군집 분석에 사용되는 상용 소프트웨어.
미생물 동정 데이터베이스 (세균)TechnoSuruga Laboratory Co., Ltd.DB-BA, 데이터베이스 v10.0; https://www.tecsrg.co.jp/services/enki/미생물 동정에 사용되는 박테리아 16S rDNA 참조 데이터베이스.
341F 프라이머BGI Genomics Co., Ltd.맞춤형 올리고뉴클레오타이드; 카탈로그 번호 없음정방향 프라이머 서열: 5′-CCTACGGGNGGCWGCAG-3′.
805R 프라이머BGI Genomics Co., Ltd.맞춤형 올리고뉴클레오타이드; 카탈로그 번호 없음역방향 프라이머 서열: 5′-GACTACHVGGGTATCTAATCC-3′.
16S rRNA 유전자 시퀀싱 서비스BGI Genomics Co., Ltd. (중국 우한)https://www.bgi.com/us/sequencing-services/rna-sequencing-solutions/16s18s-its-sequencing/ 16S/18S/ITS 시퀀싱 미생물 군집 분석을 위한 표준 솔루션 16S/18S/ITS 시퀀싱은 특정 표적 유전자의 가변 영역을 시퀀싱하여 샘플 내 미생물 군집의 구성과 다양성을 분석하는 강력한 방법입니다. 이 접근 방식은 박테리아, 고균, 진균 및 기타 미생물의 분류학적 식별과 정량적 분석을 가능하게 합니다. 서비스 개요 BGI는 고처리량 시퀀싱 기술을 바탕으로 정밀하고 효율적인 16S/18S/ITS 시퀀싱 서비스를 제공합니다. 우리는 샘플 준비부터 데이터 분석에 이르기까지 전체 워크플로우를 최적화하여 연구자가 미생물 생태계의 복잡한 상호작용을 심층적으로 이해할 수 있도록 지원합니다. 주요 분석 대상 - 16S rRNA 시퀀싱: 박테리아 및 고균의 분류학적 프로파일링 및 다양성 분석에 사용됩니다. - 18S rRNA 시퀀싱: 진핵 미생물, 특히 단세포 진핵생물의 식별에 사용됩니다. - ITS (Internal Transcribed Spacer) 시퀀싱: 진균(곰팡이 및 효모)의 종 수준 식별을 위한 표준 마커로 사용됩니다. 서비스 특장점 - 광범위한 프라이머 라이브러리: 다양한 미생물 군집을 효과적으로 캡처하기 위해 최적화된 표준 및 맞춤형 프라이머를 제공합니다. - 고정밀 시퀀싱: 최신 시퀀싱 플랫폼을 통해 높은 데이터 정확도와 깊은 시퀀싱 커버리지를 보장합니다. - 엄격한 품질 관리: 모든 단계에서 엄격한 QC 프로세스를 적용하여 데이터의 신뢰성과 재현성을 확보합니다. - 포괄적인 생물정보학 분석: 데이터 전처리, OTU/ASV 클러스터링, 분류학적 할당 및 통계적 다양성 분석을 포함하는 상세한 분석 리포트를 제공합니다. 응용 분야 - 환경 미생물학: 토양, 해양 및 대기 중의 미생물 군집 변화 연구. - 임상 및 의료 연구: 장내 미생물 군집(마이크로바이옴)과 질병 간의 연관성 분석. - 농업 및 축산: 작물 병원균 식별 및 가축의 장내 미생물 최적화 연구. - 식품 안전 및 품질 관리: 식품 내 미생물 오염원 추적 및 발효 과정 분석. 워크플로우 1. 샘플 수령 및 DNA 추출: 고순도의 게놈 DNA를 추출합니다. 2. 라이브러리 구축: 표적 가변 영역을 증폭하고 어댑터를 부착합니다. 3. 고처리량 시퀀싱: 최적화된 플랫폼을 사용하여 시퀀싱 데이터를 생성합니다. 4. 생물정보학 분석: 원시 데이터 처리 및 생태학적 지표 분석을 수행합니다. 5. 결과 보고: 최종 분석 결과와 시각화 차트를 제공합니다.상용 시퀀싱 서비스 제공업체; 라이브러리 제작, 시퀀싱 및 초기 품질 관리를 수행함.
Eppendorf Safe-Lock 마이크로원심분리 튜브, Biopur, 1.5 mLEppendorf SE'0030121589분변 샘플을 분주하여 보관하는 데 사용되는 멸균 폴리프로필렌 튜브 −80 °C.
LEfSeSegata Lab/bioBakeryv1.1.2; https://github.com/SegataLab/lefse차별적으로 풍부한 분류군 및 예측 경로를 식별하는 데 사용된 선형 판별 분석 효과 크기 소프트웨어.
Tax4Fun2Tax4Fun2 개발팀v1.1.5; https://github.com/fjossandon/Tax4Fun216S rRNA 데이터로부터 Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG) 기능 프로파일을 추론하는 데 사용되는 R 패키지.
microeco R 패키지Chi Liu 및 기여자들v1.15.0; https://cran.r-project.org/package=microeco미생물 풍부도 및 다양성 분석을 위한 군집 생태학 분석 및 시각화 패키지.
R 소프트웨어R Foundation for Statistical Computing버전 미보고; https://www.r-project.org/임상 및 마이크로바이옴 분석에 사용된 통계 계산 환경; 정확한 버전은 저자가 확인해야 함.
GenFMTer 자동 분변 미생물군 정제 시스템Nanjing FMT Medical Co., Ltd.모델: GenFMTer; https://en.fmtmed.com/분변 미생물군 현탁액의 표준화된 원심분리, 세척 및 조제에 사용되는 자동화 시스템.

참고문헌

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