代谢组学是研究关于生物体被扰动后(如基因的改变或环境变化后)其代谢产物(内源性代谢物质)种类、数量及其变化规律的科学。代谢组学着重研究的是生物整体、组织的内源性代谢物质的代谢途径及其所受内在或者外在因素的影响及随时间变化的规律。代谢组学通过揭示内在和外在因素影响下代谢整体的变化轨迹来反映某种病理生理过程中所发生的一系列生物事件。代谢组学在系统生物学的末端。以人体为例,对基因序列信息研究是基因组学的范畴。转录组学研究基因在外在或内在环境刺激下不同的表达。基因信息翻译成蛋白质后,各种蛋白的形状、功能、相互关系是蛋白组学的研究范畴。各种营养物质经过人体的消化、代谢后的代谢物,就是代谢组学的研究范围。为什么选择代谢组学作为科研技术手段?浙江LC-MS/MS非靶向脂质组学定性分析
代谢组学概念:代谢组学主要研究的是作为各种代谢路径的底物和产物的小分子代谢物(MW<1000)。 在食品安全领域,利用代谢组学工具发现农兽药等在动植物体内的相关生物标志物也是一个热点领域。其样品主要是动植物的细胞和组织的提取液。主要技术手段是核磁共振(NMR),质谱(MS),色谱(HPLC,GC),其中以NMR为主。通过检测一系列样品的NMR 谱图,再结合模式识别方法,可以判断出生物体的病理生理状态,并有可能找出与之相关的生物标志物(biomarker)。北京代谢组学应用代谢组学主要研究的是作为各种代谢路径的底物和产物的小分子代谢物(MW<1000)。
代谢组学疾病诊断应用:与基因组学和蛋白质组学相比, 代谢组学的研究侧重于相关特定组分的共性,是要涉及研究每一个代谢组分的共性、特性和规律,目前据此目标相距甚远。尽管充满了挑战,研究人员仍然坚信,与基因组学和蛋白质组学相比,代谢组学与生理学的联系更加紧密。疾病导致机体病理生理过程变化,引起代谢产物发生相应的改变,通过对某些代谢产物进行分析,并与 正常人的代谢产物比较,寻找疾病的生物标记物,将提供一种较好的疾病诊断方法。
靶向代谢组学分析成功的关键因素是准确度、高通量和可靠性。靶向代谢组学鉴定一般采用 GC/MS 系统的选择性离子监测 (SIM),或在三重串联四极杆 LC/MS 系统上用多反应离子监测 (MRM) 进行靶向 MS/MS。SIM 比全扫描图谱采集具有更高的灵敏度,在单四极杆质谱中,这种灵敏度增强的原因是延长了所选择离子的采集时间。因为监测的是一个很小的质量窗口,所以质量色谱图只表示对极为特定质量的检测。在大多数情况下,灵敏度可以提高 10 倍。MRM 是进行质谱定量的选择方法,与 SIM 相比更为灵敏、更加特异??梢圆捞氐乃槠胱?,可对非常复杂基质中的目标化合物进行监测和定量。代谢组学的研究介于基因、蛋白质和细胞、组织之间。
代谢组学如何控制临床样本的质量?对于临床的样本建议每组比较低的25个生物学重复,达到30例以上比较好。因为临床样本受外界环境和遗传背景影响较大,需要很多生物学重复来消除这些外在影响。此外,在样本收集过程中,应保持收养的时间段和操作程序尽可能一致。代谢组学样本收集取样基本原则:表示性和一致性:验组与对照组样本在取材部位、时间处理等方面尽可能保持一致,从而保证实验的可信度;迅速性:操作过程迅速,很大限度缩短样本采集到实验的时间;低温原则:所有样本离体后,分离步骤应在4℃或冰上进行,分离好的样本立即存于-80℃,以免样本产生进一步代谢活动。与基因组学和蛋白质组学相比,代谢组学将在临床上发挥更大的作用。江苏LC-MS/MS非靶向脂质组学领域
代谢组学研究对象大都是相对分子质量1000以内的小分子物质。浙江LC-MS/MS非靶向脂质组学定性分析
代谢组学疾病诊断应用: 代谢组学研究人员已经对此进行了研究。新生儿是否缺失酶基因,可以在出生时就检测出来??杉觳獬霭ㄉ婕昂铣赏揪吨械幕境煞郑ㄈ绨被幔┑拿浮C溉笔У慕峁褪窍嘤Φ拇徊锕倩蚬?。尿症(PKU)是一种常见的婴儿疾病。这种疾病是由于缺失将苯丙氨酸水解成酪氨酸所必须的苯丙氨酸水解酶基因,导致血液中苯丙氨酸累积造成的。若是不能及时检测出这种天生的代谢缺乏,在婴儿出生后九个月内,就会引起无法挽救的大脑损伤。这种疾病通过简单的血样和尿素化验就可以确诊。而血样和尿素化验以后也将成为代谢指纹研究方法的一部分。像尿症那样的疾病,研究人员正试图从疾病的生物化学基础着手,而不是只有检测生物标记物。他们希望通过代谢组学,可以找到更好的方法去治这些疾病。浙江LC-MS/MS非靶向脂质组学定性分析