代谢组学及其分析技术的研究进展

代谢组学是一门对生物体或细胞中全部低分子质量代谢产物进行定性、定量分析的学科,将在内外因素的作用下产生的代谢物质的动态变化与病理生理相关联。它主要应用在微生物学、植物学、食品及营养科学、毒理学研究、临床疾病诊断及药物开发等领域。本文对代谢组学的研究流程及各种分析技术在代谢组学中的应用和特点,各种分析技术各自的优缺点等进行了综述。并对相关技术要点和实际应用中存在的问题进行了讨论。     

代谢组学技术在神经精神性疾病中的应用研究进展

神经精神性疾病的发病过程,一般与氧化应激、神经递质和脂肪酸代谢紊乱及线粒体功能异常有关。代谢组学技术则能通过分析比较不同病理生理状态下体内小分子代谢产物,全面监测多条与疾病相关的代谢通路,进而寻找有价值的生物标志物,揭示其病理过程。本文主要对代谢组学技术在精神分裂症、抑郁症、帕金森等神经精神性疾病中的应用进行了综述。     

糖尿病肾病代谢组学差异代谢物的研究进展

糖尿病肾病是糖尿病主要的慢性微血管并发症之一,也是引起终末期肾病最常见的原因。糖尿病肾病代谢组学通过研究内源性代谢物产生的变化性和规律性,寻找新的诊断指标,并为糖尿病肾病的早期诊断和机制研究提供了新思路。综述近十年来糖尿病肾病代谢组学的差异代谢物研究现状,并从差异代谢物的检出频次、样本分布、类别及生物学意义方面进行了深入分析,以期促进糖尿病肾病病理机制更广泛而深入的研究。     

代谢组学技术在急性肝损伤的应用研究进展

急性肝损伤是一种常见临床肝疾病,药理研究中常见的模型有四氯化碳急性肝损伤模型、对乙酰氨基酚急性肝损伤模型等.代谢组学由于高通量、整体性的特点,已经广泛地应用于各种临床、药理研究中.本文综述了代谢组学在急性肝损伤的研究应用,为急性肝损伤的机制研究和治疗药物的开发提供新的思路.     

糖尿病并发症的靶向代谢组学研究进展

靶向代谢组学是代谢组学的重要组成部分,对目标明确的代谢产物在样本中的含量进行检测,具有特异性强、检测灵敏度高和定量准确等特点。应用靶向代谢组学研究疾病发生发展过程中的差异代谢物并阐明其代谢异常的机制,对疾病诊断及治疗具有重要意义。将靶向代谢组学在糖尿病周围神经病变、糖尿病视网膜病变、糖尿病肾病、糖尿病性认知功能障碍、糖尿病性心肌病及糖尿病性黄斑水肿中的应用进行归纳,整合不同疾病发生发展涉及的氨基酸代谢、脂代谢、三羧酸循环及糖酵解等多种代谢途径及相关的差异代谢物,整理了不同并发症的部分生物标志物,以期为后续深入研究、寻找疾病治疗新途径提供思路和方法。     

糖尿病周围神经病变患者尿代谢组学研究

目的：采用气相色谱-质谱联用技术（GC/MS）技术,分析糖尿病周围神经病变患者尿液中小分子代谢物,为糖尿病周围神经病变的发生机制和早期诊断提供代谢水平上的依据。方法：采用气相色谱-质谱联用技术（GC/MS）检测40例正常人（正常组）、20例单纯糖尿病患者（单纯组）以及40例糖尿病周围神经病变患者（合并组）的尿液样本中小分子代谢物。采用主成分分析法（PCA）和偏最小二乘法判别分析方法（PLS-DA）观察正常组、单纯组以及合并组的代谢谱的变化。结果：正常组和单纯组的代谢谱区分良好,正常组和合并组的代谢谱也能良好的区分。利用Wiley和NIST等数据库筛选和及本实验室建立的标准品代谢物谱库,鉴定了17个与糖尿病周围神经病变密切相关的潜在生物标志物。经过代谢通路分析,糖尿病周围神经病变患者体内存在牛磺酸和亚牛磺酸代谢、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢等代谢异常。结论：糖尿病周围神经病变发生与牛磺酸和亚牛磺酸代谢、甘氨酸,丝氨酸和苏氨酸代谢等代谢异常有关,尿液中鉴定的代谢物有望成为糖尿病周围神经病变诊断的潜在生物标志物。     

代谢组学技术在骨质疏松症中的应用研究进展

目的 总结代谢组学技术在骨质疏松症中的应用情况。方法 检索万方、PubMed数据库自建库起至2023年5月有关代谢组学技术用于骨质疏松症的发病机制、诊断及防治的文献。结果 骨质疏松症主要由氨基酸、脂质、能量等的代谢紊乱引起,其差异代谢物均可作为疾病预测、诊断、治疗的生物标志物。代谢组学与多组学的联用是目前的研究热点。结论 代谢组学具有巨大的临床翻译潜力,从疾病预测到治疗,为进行全面的骨质疏松症研究提供了新的方向。     

海洛因滥用人员尿液的代谢组学研究

目的:建立随机案件海洛因滥用人员尿液的代谢组学研究模型,研究海洛因滥用与人体内生物标记物特异性变化关系在研究海洛因依赖的潜在价值。方法:随机选取日常案件中符合年龄、疾病史、性别比等要求,且经体金单克隆尿检板初筛、气质联用仪(GC/MS)确证滥用过海洛因的尿液30份,同时选取30例健康志愿者尿液,并用UPLC-MS分析尿液,经Mzmine 2.1软件峰匹配和多种统计学分析,筛选出有差异性变化的海洛因滥用生物标记物。再收集6份尿液重复实验对结果进行验证。结果:健康志愿者尿液与首次实验和验证实验的海洛因滥用者尿液可以实现分离,后两者存在交叉现象,说明健康组与滥用组尿液中生物标记物间存在特异性差异。结论:海洛因滥用形成依赖使得尿液中生物标记物发生了变化,经统计学初步筛选出90个特异性的生物标记物,说明借助代谢组学技术研究尿液中生物标记物的特异性变化来推断机体是否对海洛因依赖具有一定的可行性。     

代谢组学技术在临床诊断中的研究进展

代谢组学是系统生物学的重要组成部分。研究显示,代谢组学在临床诊断过程中有着不可比拟的作用。当机体受到外源性或内源性刺激时,体内小分子代谢物的种类及含量会发生显著改变,代谢组学技术通过对体内复杂代谢物的动态变化进行分析,分析代谢物变化与机体病理或生理变化的直接相关性。随着分析技术的不断发展,核磁共振、色谱-质谱联用等先进技术被广泛应用于代谢组学的研究中。目前临床运用代谢组学技术可以全面分析患者体液中代谢物的动态变化,发现体液中与疾病密切相关的特征性生物标志物,从而实现疾病的早期临床诊断。本文主要对代谢组学技术及其在临床诊断过程中的广泛应用作一综述。     

代谢组学技术在帕金森病中的研究进展

目前代谢组学技术在疾病治疗中的研究与应用正处于探索阶段,随着现代分析技术的迅猛发展,代谢组学在各类疾病诊断与治疗中已取得突破性的进展。本研究在参考国内外大量相关文献的基础上,从代谢组学技术与帕金森病特点两个方面进行分析,提出将代谢组学技术引入帕金森病的研究中可为该疾病的早期诊断和合理治疗提供更科学有效的方案,有望全面系统地揭示帕金森病的科学内涵。     

核磁共振技术在代谢组学中的应用

代谢组学是继基因组学、转录组学和蛋白质组学后,系统生物学的重要平台。代谢组学重要应用之一就是人体生理病理探究。由于病理引起的代谢紊乱在人体的血液、尿液和唾液中会有所体现[1],然后利用核磁共振技术可以获     

2型糖尿病血浆代谢组学生物标志物鉴定

目的：验证谷氨酸（glutamate,Glu）、天冬酰胺（asparagine,Asn）、棕榈酸（palmitic acid,PA）和油酸（oleic acid,OA）与2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus,T2DM）患病风险的关联,鉴定T2DM的早期标志物。方法：选择新发T2DM患者217例、空腹血糖受损（impaired fasting blood glucose,IFG）患者220例及216例健康者,收集人群空腹血液,采用液相色谱-质谱联用仪检测血浆中代谢物浓度。结果：高浓度Glu （OR=1.45,95% CI：1.09~1.93）、PA （OR=1.05,95% CI：1.02~1.07）和OA （OR=1.06,95% CI：1.03~1.09）会增加T2DM患病风险,且Glu水平增加还会提高IFG风险（OR=2.00,95% CI：1.42~2.80）。随着Asn浓度的增加,T2DM患病风险显著降低（OR=0.63,95% CI：0.54~0.74）。此外,PA、Glu和Asn联合BMI鉴别T2DM效果最好。结论： PA、OA、Glu水平升高是T2DM的危险因素,而Asn水平升高则是T2DM的保护因素。以上代谢物可能是T2DM潜在生物标志物,为T2DM的临床筛查、早期治疗与预防、新药研发靶点提供新的思路和策略。     

代谢组学技术在药物安全性研究中的应用

经典的对药物等化合物的安全性评价,是通过给予一定数量的实验动物大剂量的待测化合物,观察其毒性效应特征,然后将其实验结果外推到接受小剂量相同化合物的大量人群。它是一项涉及多学科的综合性的毒理学评价过程。然而,这些评价手段还存在着许多缺点,     

海洛因滥用大鼠尿液同体纵向对照模型的代谢组学研究

目的:建立海洛因滥用大鼠尿液同体纵向对照模型的代谢组学研究模型,研究海洛因滥用与大鼠体内生物标记物特异性变化关系在研究海洛因依赖的潜在价值。方法:以雄性SD大鼠为实验动物,经尾静脉反复注射盐酸海洛因溶液建立大鼠海洛因依赖模型,收集给药前和停药成瘾后大鼠尿液,并用UPLC-MS分析尿液,经Mzmine2.1软件峰匹配和多种统计学分析,筛选出有差异性变化的海洛因滥用生物标记物。同时进行重复实验对结果进行验证。结果:停药后24 h大鼠出现戒断症状,经纳洛酮催促戒断实验证实大鼠已对海洛因形成依赖。给药前和停药后大鼠尿液数据经统计学分析存在分离现象,说明两组尿液中生物标记物间存在特异性差异。结论:大鼠对海洛因滥用形成依赖前后尿液中生物标记物存在差异,经统计学初步筛选出41个特异性的生物标记物,说明借助代谢组学技术研究尿液中生物标记物的特异性变化来推断机体是否对海洛因依赖具有一定的可行性。     

大鼠2型糖尿病模型的肾损伤及其代谢组学研究

摘要：目的:使用高脂饮食联合链脲佐菌素（STZ）诱导建立大鼠2型糖尿病模型,应用病理学、生物化学、代谢组学等方法确认模型结果,探索2型糖尿病肾损伤的发病机制,研究肾损伤早期进程并探索可能的特异性生物标记物。方法:SD大鼠随机分成正常饮食组和高脂饮食组建模,实验结束后根据肾脏的组织病理学程度分组比较各类代谢相关指标。将血浆样品前处理后使用高效液相-四极杆飞行时间质谱（HPLC-QTOF/MS）检测内源性代谢产物,采用主成分分析（PCA）、正交偏最小二乘法判别分析（OPLS-DA）等模型筛选潜在的生物标记物,并通过MetaboAnalyst 4.0对关键的代谢产物进行代谢通路分析。结果:根据肾小管空泡样变程度将肾小管病变分级后,病变程度与血糖、三酰甘油、尿素和肝胆固醇呈正相关,而与血总蛋白和肝三酰甘油大体为负相关。代谢组学结果表明,与病变程度强相关的代谢产物包括色氨酸、亚油酸、溶血性磷脂酰乙醇胺（LysoPE）、磷脂酰胆碱（PC）等。其中亚油酸作为诊断轻度病变及重度病变指标的灵敏度及特异性最理想,而LysoPE（0∶0/18∶0）、色氨酸、代谢物188.069 5和PC（O-16∶0/0∶0）次之。结论:LysoPE （0∶0/18∶0）及亚油酸在模型整个阶段并在轻度及重度病变组间存在明显的差异,可能是大鼠2型糖尿病模型早期诊断及其肾损伤病变程度的生物标记物。亚油酸代谢可能是最为关键的一条代谢通路,值得后续深入研究。     

糖尿病合并非酒精性脂肪性肝病患者尿代谢组学研究

目的:运用气相色谱-质谱联用技术(GC/MS)技术观察糖尿病合并非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)患者尿液中小分子代谢物,发现用于糖尿病合并NAFLD诊断的潜在生物标志物,为糖尿病合并NAFLD的发生机制和早期诊断提供代谢水平上的依据.方法:采用GC/MS检测20例正常人(正常组)、20例单纯糖尿病患者(单纯组)以及30...     

代谢组学分析技术平台和数据处理的新进展

分析技术和生物计量学促进了代谢组学的飞速发展。代谢组学快速、灵敏、可定量、非侵入性以及系统性的特点,使其在新药研发、药物毒性筛选、疾病诊断等领域显示出广阔的前景。本文综述了代谢组学研究中的某些关键问题:样品处理方法,分析技术和数据处理的方法和原则,代谢组动态变化、生物标记物的鉴定和代谢途径的检索近年来的进展。评价了各种分析手段的优缺点,并展望代谢组学发展前景。     

代谢组学在关节炎中的研究进展

代谢组学是继蛋白质组学、转录组学、基因组学之后兴起的一门“组学”,它对体内生化反应的中间产物和终产物进行定性、定量分析,是对上述3种组学的延伸。本文介绍了代谢组学的主流分析平台及其在关节炎模型中的应用,并就中西药对关节炎治疗作用的代谢组学以及与之相关的生物标志物作一综述。     

代谢组学及其在药学中的应用

目的对代谢组学(metabonomics)、代谢组学的主要研究方法和代谢组学在药学各领域中的应用作一综述。方法检索归纳相关文献35篇,按照代谢组学的基本思想、研究方法、在药学各领域的应用分类综述。结果代谢组学在药学领域中广泛应用于药物安全性评价、作用机制研究、新药的研发和中药的药效物质基础研究。     

膀胱癌肿瘤细胞的代谢组学及其生物标记物的研究进展

肿瘤组织的代谢组学最近已被证明,在膀胱癌的生物标记和早期发现方面具有重要的意义。在膀胱癌代谢的研究中,当前使用的疾病模型系统包括体外培养的癌细胞和体外肿瘤膀胱组织等。研究发现,膀胱癌肿瘤组织在许多代谢途径上都会产生重要的改变,比如能量代谢途径,特别是糖酵解、氨基酸和脂肪酸代谢。此外,在膀胱癌患者中还发现,嘌呤和嘧啶代谢以及肉碱的代谢也发生了改变。尽管关于膀胱癌诊断的新型生物标记物方面的研究已取得较大的进展,但在将研究所得向临床转化的过程中,仍然具有一些困难。综述膀胱癌的早期诊断、预测生物标记物的探索和膀胱癌代谢研究的文献,并对其研究进展作了分析。