肠道菌群与常见疾病相关性研究及便秘预测模型的建立

发布时间：2022-10-06 00:17

　　肠道菌群与人体健康密切相关,在代谢和免疫系统中扮演重要角色。二代测序技术和生物信息学的迅速发展使得肠道菌群和宿主互作关系的研究不断深入,但由于以往研究集中于单个队列或小型数据库,限制了对肠道菌群靶向调节宿主健康机制的透彻解析。本文基于美国肠道微生物组计划（American Gut Project,AGP）和SRA数据库的肠道菌群测序大数据,首先通过相关性分析解析肠道菌群与宿主背景信息的关联性,其次通过多样性、物种差异和代谢通路分析等绘制便秘、糖尿病、心脑血管疾病、炎症性肠病、肠易激综合征、肥胖和自闭症等疾病人群的肠道菌群特征图谱,最后基于多种特征选择和建模方法构建肠道菌群便秘精准预测模型,并通过人群试验对模型准确性进行验证。为解析肠道菌群在调节宿主健康的作用机制和开发菌群靶向性的食品微生物资源奠定理论基础。主要研究结果如下:（1）通过基于 Unweighted Unifrac 距离矩阵,Weighted Unifrac 距离矩阵和 Bray-Curtis 距离矩阵,进行置换多元方差分析（PERMEANOVA/Adonis）分析,相似性分析（Analysis of similaritie... 

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
中英文缩略词对照表
1 绪论
    1.1 肠道菌群与人体健康的联系
        1.1.1 人体肠道菌群的组成与特征
        1.1.2 影响肠道菌群的因素
        1.1.3 肠道菌群与疾病的联系
    1.2 机器学习在肠道菌群中的应用
        1.2.1 机器学习概述
        1.2.2 大数据与肠道菌群研究
        1.2.3 基于肠道菌群的疾病预测模型
    1.3 论文立题背景及意义
    1.4 本文主要研究内容
2 材料与方法
    2.1 实验材料与仪器
        2.1.1 数据来源
        2.1.2 主要试剂
        2.1.3 主要设备
    2.2 实验方法
        2.2.1 数据的筛选及预处理
        2.2.2 肠道菌群组成的测定
        2.2.3 扩增子测序数据的处理
        2.2.4 肠道菌群与宿主背景信息的相关性分析
        2.2.5 常见疾病肠道菌群特征图谱的解析
        2.2.6 预测模型的建立及优化
3 结果与讨论
    3.1 肠道菌群与宿主背景信息的相关性
        3.1.1 基于Adonis分析肠道菌群与宿主背景信息的相关性
        3.1.2 基于Anosim分析肠道菌群与宿主背景信息的相关性
        3.1.3 基于MRPP分析肠道菌群与宿主背景信息的相关性
    3.2 常见疾病肠道菌群的特征图谱解析
        3.2.1 肠道菌群数据的收集及处理
        3.2.2 代谢类疾病与肠道菌群的关系
        3.2.3 消化道疾病与肠道菌群的关系
        3.2.4 神经系统疾病与肠道菌群的关系
    3.3 基于肠道菌群的便秘预测模型的建立及优化
        3.3.1 数据的获取及预处理
        3.3.2 便秘预测模型的建立
        3.3.3 便秘预测模型的应用
        3.3.4 便秘预测模型的优化
        3.3.5 便秘的生物标记物的识别
4 主要结论与展望
致谢
参考文献
附录: 作者攻读硕士期间发表的文章



本文编号：3686772