宏基因组(Metagenome)(也称微生物环境基因组Microbial Environmental Genome,或元基因组)是由Handelsman等于1998年提出的新名词，它包含了可培养的和不可培养的微生物的基因组总和。宏基因组测序是以环境样品中所有的微生物基因组作为研究对象，通过提取totalDNA，采用高通量测序的手段，研究环境中所有微生物的组成、功能、进化关系及与环境间的相互协作，避免培养技术的缺陷，获得不能分离培养的物种信息，进而挖掘具有应用价值的基因资源，应用于开发新的微生物活性物质。
二甲双胍通过改变肠道菌群实现对Ⅱ型糖尿病患者的治疗作用
Metformin alters the gut microbiome of individuals with treatment-naive type 2 diabetes,contributing to the therapeutic effects of the drug
二甲双胍广泛用于治疗二型糖尿病，但其机制尚不明确，有研究表明肠道菌群是其发挥功能的部位；本研究采用宏基因组测序联合靶向代谢组学比较分析二甲双胍治疗组和安慰剂对照组T2D患者的肠道菌群及代谢产物，采用宏基因组和宏转录组联合方法研究获得粪便移植的肠道模拟器菌群。
本研究主要结果如下：
1.二甲双胍用药2个月后，改善了肠道菌群结构，促进了产生短链脂肪酸的菌属增多。
2.二甲双胍促进了肠道菌群的功能转变，实验组种显著富集的KOs参与的信号通路主要包括细菌的环境响应、耐药性、核心碳水化合物代谢、氨基酸代谢、脂多糖的合成等。
3.将二甲双胍治疗后的粪便菌群移植给无菌小鼠，小鼠葡萄糖耐受得到改善。
4.二甲双胍影响来自两个不同门细菌的生物功能，并调节菌群编码金属蛋白和金属转运蛋白基因的表达。
结果展示：
图1. 体外肠道模拟器中微生物与二甲双胍的相互作用
Wu H, Esteve E, Tremaroli V, Khan MT,et al. Metformin alters the gut microbiome of individuals with treatment-naive type 2 diabetes,contributing to the therapeutic effects of the drug. Nature medicine.2017;23(7):850-858.
