Metabolomics

代谢组学是继基因组学和蛋白质组学之后新近发展起来的一门学科,是系统生物学的重要组成部分。基因组学和蛋白质组学分别从基因和蛋白质层面探寻生命的活动,而实际上细胞内许多生命活动是与代谢物相关的,如细胞信号(cell signaling)、能量传递等都是受代谢物调控的。代谢组学正是研究代谢物——在某一时刻细胞内所有代谢物的集合——的一门学科。基因与蛋白质的表达紧密相连,而代谢物则更多地反映了细胞所处的环境,这又与细胞的营养状态、药物和环境污染物的作用,以及其它外界因素的影响密切相关。因此 Bill Lasley(UC Davis)认为基因组学和蛋白质组学能够说明可能发生的事件,而代谢组学则反映确实已经发生了的事情。

应用范围

医学代谢组学
药物代谢组学
氨基酸代谢组学
脂质代谢组学
植物代谢组学
微生物代谢组学
靶标代谢组学

新陈代谢网络是十分复杂的网络,特别是人体的代谢网络,一直被认为是最复杂的代谢网络。现在多数信号通路的研究都是集中在代谢网络的一个很小的领域。基因组学、蛋白组学研究已经揭示了部分调节通路,但是和代谢网络直接相关的是代谢产物。

但是从茫茫多的代谢产物中选取研究对象,无疑是大海捞针。代谢组学研究通过一定的手段能够帮助研究员从代谢产物海中挑出来,提供一个“航拍”的视角,一目了然地发现差异性代谢产物。然后通过已知的代谢通路逆推找出调节酶和基因,完成疾病发病机制、药物治疗机制等方面的研究。

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<1500)。其样品主要是血浆或者血清、尿液、唾液、以及细胞和组织的提取液,以及细胞和组织的提取液。主要技术手段是核磁共振仪(NMR)、液相色谱质谱联用(LC-MS)、气相色谱质谱联用(GC-MS)、色谱(HPLC、GC)等。通过检测一系列样品的谱图,再结合化学模式识别方法,可以判断出生物体的病理生理状态,基因的功能,药物的毒性和药效等,并有可能找出与之相关的潜在生物标记物(potential biomarkers)。

代谢组学在新药的安全性评价、毒理学、生理学、重大疾病的早期诊断、个性化治疗、功能基因组学、中医药现代化、环境评价、营养学等科学领域中都有着极其广泛和重要的应用前景,是一门充满朝气的学科。 从近年来发表的相关 SCI 论文的数量可以看出代谢组学研究呈一个蓬勃发展的局面。从近年来国家拨付的相关研究基金也可以看出国家对代谢组学相关研究的重视。

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如果我们想看检测到的代谢物种类及其含量在样本中的空间分布是怎样的。那这个要如何作图呢?小编最近就看到了一篇能解开这个谜底且非常interesting的文章(IF=17.872)。

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这篇文章以小鼠模型为研究对象,进行膳食纤维功能性研究,发现喂食膳食纤维后,会诱发小鼠黄疸型肝癌,那具体是怎么研究、怎么得出这样的结论以及结论是否可信呢?待小编细细道来。


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