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代谢组学检测


代谢组学通过考察生物体系(细胞、组织或生物体)受刺激或扰动后(如基因变异或环境变化),其代谢产物的变化来研究生物体系的一门科学,其特点如下:是研究基因组的下游产物、最终产物;是参与生物体新陈代谢、维持生物体正常机能和生长发育的小分子化合物的集合,即主要研究的是内源性的、作为各种代谢路径的底物和产物的小分子代谢物(NW<1000);其化学组成多为氨基酸及其衍生物、胺类、脂类等。可用于疾病早期诊断、药物靶点发现、疾病机理研究及疾病诊断等 


代谢组学分类

1、非靶向代谢组学        

非靶向代谢组学全面检测生物体整个代谢组 (metabolome),重点寻找在实验组和对照组中有显著变化的代谢特征(metabolic features),并鉴定代谢特征的化学结构,进而解释所发现的代谢物及其代谢通路与生命过程或生命状态之间的关联。非靶向代谢组学技术一次实验能够检测大于10,000 个代谢特征,因而有利于发现新的代谢物和新的代谢通路,对于发展用于疾病诊断的生物标志物和疾病病理研究十分重要。

非靶向代谢组学分析一般包括:
◆ 代谢谱分析(也称为差异表达分析):在一组实验和对照样品中,寻找丰度改变有统计学意义的感兴趣代谢物。
◆ 鉴定:进行代谢谱分析后,测定这些代谢物的化学结构。
◆ 解释:研究流程的最后一步,解释所发现的代谢物与生物过程或生物状态之间的关联。

2、靶向代谢组学        

靶向代谢组学分析的重点是采用大量天然和生物变异样本,验证预先确认的代谢物。需要用分析标准品进行定量分析。

        


技术流程


技术特征

GC-MS(气相色谱)

     GC-MS是代谢组学研究的经典技术,具有技术成熟稳定、灵敏度高等特点,同时,由于具有相对完善的数据库,使得定性也更为准确可靠,缺点则主要表现在样品处理相对复杂,对于不易衍生化的物质定性和定量较困难

LC-MS(液相色谱) 
   优势主要表现在样品制备和前处理简单、实验重复性好,分辨率高,分离和分析范围广,缺点则主要表现在数据库完善程度不够,定性相对困难

 NMR(核磁共振)
   最大的优势是对样品无破坏性,测定无偏向性,即适用于血液、尿液体液等液体样品,也适用于组织和器官等固体样品,并且测定速度快,可实现样品代谢组的动态监测,缺点主要是分辨率较低。


代谢组学应用范围

● 体液:血清、血浆、尿液、唾液、膝盖滑液、脑脊液、卵泡液、牛奶、痰液、舌苔液、淋巴液、胆汁等

● 组织:心脏、肝脏、肾脏、脑、胸腺、子宫内膜、螃蟹腮、文昌鱼、斑马鱼、线虫等
● 细胞:癌细胞及细胞培养液等
● 微生物:大肠杆菌、链球菌等
● 其他:粪便、食糜、肠道内容物等