代谢组学是继基因组学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。之后得到迅速发展并渗透到多项领域,比如疾病诊断、医药研制开发、营养食品科学、毒理学、环境学,植物学等与人类健康护理密切相关的领域?;蜃檠Ш偷鞍字首檠Х直鸫?/span>基因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发生在代谢物层面的,如细胞信号释放(cell signaling),能量传递,细胞间通信等都是受代谢物调控的。代谢组学正是研究代谢组(metabolome)——在某一时刻细胞内所有代谢物的集合——的一门学科?;蛴氲鞍字实谋泶锝裘芟嗔?,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。因此有人认为,“基因组学和蛋白质组学告诉你什么可能会发生,而代谢组学则告诉你什么确实发生了?!保˙ill Lasley, UC Davis)
技术原理
       代谢组学的研究方法与蛋白质组学的方法类似,通常有两种方法。一种方法称作代谢物指纹分析 (metabolomic fingerprinting),采用液相色谱-质谱联用(LC-MS)的方法,比较不同血样中各自的代 代谢产物以确定其中所有的代谢产物。从本质上来说,代谢指纹分析涉及比较不同个体中代谢产物的质谱峰,最终了解不同化合物的结构,建立一套完备的识别这些不同化合物特征的分析方法。另一种方法是代谢轮廓分析(metabolomic profiling),研究人员假定了一条特定的代谢途径,并对此进行更深入的研究。
对于代谢产物来说,不仅只有质谱峰这个特征。更进一步说,质谱(MS)并不能检测出所有的代谢产物,并不是因为质谱的灵敏度不够,而是由于质谱只能检测离子化的物质,但有些代谢产物在质谱仪中不能被离子化。采用核磁共振(NMR)的方法,可以弥补色谱的不足。剑桥大学的Jules Griffin博士,正在使用质谱与核磁共振结合的方法,试图建立机体中的完整代谢途径图谱。Griffin用核磁共振检测高丰度的代谢产物,由于核磁共振检测的灵敏度不高,所以只用于分析低丰度代谢产物。
过去,只有毒理学方面的研究使用核磁共振,而质谱只在植物代谢研究中采用。如今,这两种方法在代谢组学研究中已经普遍使用。为在不同样品间进行有意义的比较,研究人员必须结合使用这两种方法获得的大量数据进行分析。此外,还需要结合基因组学研究获得的数据。
应用领域
科研: 研究特定疾病发生的遗传变异,如单基因遗传病、罕见疾病基因检测等。
临床: 用于癌症易感位点检测、单基因遗传位点检测、心脑血管用药指导基因检测等。
健康: 用于疾病预防及管理,生活方式指导等相关的大众消费基因检测。
农业: 用于品系鉴定、优势性状筛选、群体遗传学分析、亲缘关系分析等。
动植物: 动植物生长发育、抗病、抗逆机制研究以及育种研究。同时可实时更新和补充关联信息的完整性。
医学: 阐释疾病的发生发展机制,发现与疾病相关的生物标志物, 以应用于疾病诊断、治疗、预后及用药研究。
平台介绍

 

服务项目

 样品要求
 

代谢组学在医学上的研究思路

 


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