多组学研究是结合两种或两种以上组学，探究生物系统中多种物质之间相互作用的方法，包括基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学、微生物组学等，通过对生物样本进行系统研究，同时将各组学的数据加以整合分析并深入挖掘生物学数据，对生物过程从基因、转录、蛋白和代谢水平进行全面的深入的阐释，从而更好的对生物系统进行全面了解。

研究流程：

研究意义：
系统生物学研究时代，生物学现象复杂多变，基因表达调控复杂多样，单纯用单一组学研究结论往往不够全面，采用多组学联合分析可以实现蛋白/转录及代谢物的全谱分析，相互间的验证作用更明显，还可以阐述分子调控-表型间的关联机制，筛选出重要代谢通路或基因、蛋白、代谢物进行实验分析和研究。

应用范围：
基础医学
临床医学研究
植物生理病理机制
微生物代谢
分子育种
药物研发

分析内容：

分析结果展示：

案例分享：
糖尿病前期宿主微生物动态的纵向多组学研究
发表时间：2019年
期刊：Nature
影响因子： 43.07
     2型糖尿病（T2D）是一个日益严重的健康问题，但对其早期疾病阶段、其对生物过程的影响或向临床T2D的转变知之甚少，为更好地了解T2D的早期阶段，作者收集糖尿病前期的106名健康个体和个体中获得了样本，并对其进行了深入的分析。
     对106位健康人、前驱、正常人，取粪便、血液、鼻拭子，多次16s、转录组、代谢组检测，一次全外显子组检测。
     这个丰富的纵向数据集揭示了许多见解：首先，健康的个人资料是不同的，同时显示了不同的模式内部和/或个人之间的变异。第二，在呼吸道病毒感染和免疫过程中，宿主和微生物发生了广泛的变化，免疫引发了与呼吸道病毒感染不同的潜在保护性反应。此外，在呼吸道病毒感染期间，胰岛素抵抗参与者的反应与胰岛素敏感参与者不同。第三，全球乳业公司协会分析了数千种异形分子揭示了胰岛素抵抗和胰岛素敏感个体之间的特异性宿主-微生物相互作用。最后，作者在T2D发病之前的一个个体中识别了早期的个人分子标记，包括炎症标记白细胞介素-1受体激动剂（IL-1RA）和高灵敏度C反应蛋白（CRP），其与外源性诱导的免疫信号配对。我们的研究揭示了在健康和疾病期间葡萄糖失调和健康个体不同的途径和反应的洞察力，并提供了一个开放的访问数据资源，以便进一步研究健康、糖尿病前期和T2D状态。

图1 实验设计，队列细节及数据

图2 免疫的时序多组学应答


图3 胰岛素抵抗组和胰岛素敏感组之间的多种学整合

参考文献：
Zhou W et al., Longitudinal multi-omics of host-microbe dynamics in prediabetes. Nature. 2019 May;569(7758):663-671.