"组学"在辐射损伤研究中的应用

从20世纪末至今，生物医学研究取得惊人进展，特点之一就是各种“组学”（-omics）及其相关技术的出现。基因组学、蛋白质组学、转录组学、代谢组学，及最新提出的生理组学，使我们对生命的认识从分子．细胞一器官一生物体逐渐建立起一个完整体系，它标志着一个“大科学”时代的到来。迄今为止以“组学”命名的百余种学科，都是在以上几个层面演绎发展而来。从基因组学到生理组学其承载的信息量逐渐放大，所提供的数据也更接近真实，     

代谢组学在儿科危重症领域的研究进展

自从1999年Nicholson等[1]提出代谢组学(metabonomics/metabolomics)的概念以来,代谢组学作为一门新兴学科,发展迅速,与药理、毒理等各个学科相互渗透,并在相关学科得到广泛应用。代谢组学是对一个生物系统的细胞在特定时间和条件下的所有小分子代谢物质进行定量分析,并定量描述生物内源性     

代谢组学技术在精准医疗中的运用

个体差异的存在对复杂的代谢综合征(如糖尿病、肥胖、心血管疾病)和癌症治疗及预防带来了巨大的挑战。精准医疗策略利用高通量的分子监测技术筛选与疾病相关的生物标志物,为疾病发生的病理学机理研究及动态监测提供了新的思路。在精准医疗的分子监测技术中,代谢组学技术分析的结果与疾病发生的相关性最高。本文对代谢组学技术在精准医疗中的运用进行阐述,主要包括代谢组学技术的优点,代谢表型的影响因素和代谢组学在疾病监测中的运用,旨在促进精准医疗策略在人体健康管理中的运用。     

军事训练监控引入代谢组学的可行性分析研究

目的:将代谢组学独特的技术优势和应用潜力,用于部队军事训练监控研究,建立军事训练能力与效果的评价方法,为军事训练机能评定和研究提供新的研究方法和手段,验证代谢组学技术在军事医学领域应用的可行性。方法:某部士兵300人采集血样2次,对比训练前后血清代谢组学变化。结果:训练前后血清成分有明显改变,主要是三大营养物质及其代谢中间产物。结论:代谢组学技术引入军事训练监控,给军事医学研究带来了全新的视角,为部队军事训练提供了新的思路。     

中医的辨证论治与肿瘤的代谢组学

代谢组学是通过研究机体受外界影响后其内在环境代谢产物的变化来研究生物体系的代谢通路的一种技术,可以对生物机体内或者是细胞中所有低分子量代谢物进行定性、定量分析。代谢产物的变化能够体现细胞或组织对外来刺激或基因改变的应答规律,从而找到疾病及药物作用在体内的变化规律。辨证论治是中医诊治疾病的基本原则,整体化及个体化治疗是其精髓,这与代谢组学的研究本质相通,掌握他们之间的关系有助于更好的建立临床思维。     

代谢组学在药物滥用毒理学中的应用

药物滥用产生的依赖性是一个世界性的社会问题,引起全社会的广泛关注。研究药物依赖产生的机制,有利于帮助涉毒人群戒断治疗。代谢组学近年来被广泛应用于毒理学领域,尤其是用于解释毒性产生的机制。本文综述代谢组学在药物滥用的急性或慢性毒性研究的应用,重点在于兴奋剂、阿片药物、以及近年来流行的前体药物。     

功能代谢组学在生物医药领域中的应用

功能代谢组学是代谢组学的延伸,即通过检测生物体受到特定刺激与干扰后内源性代谢物的变化,获取生物代谢标志物并进一步采用实验方法验证代谢标志物及其关联的酶、基因与蛋白等的功能,可从“代谢物-酶-基因-蛋白”角度系统揭示病理生理改变的分子机制,阐明代谢物关联的上下游生物机制。本文对目前功能代谢组学在生物医药领域中的常用方法和研究策略、疾病靶点及发病机制探索、药物作用机制分析等进行综述,同时对功能代谢组学与网络药理学、重编程代谢组学相结合的延伸研究进行总结,最后分析并展望功能代谢组学在生物医药领域的应用前景。     

“实践十号”搭载金黄色葡萄球菌的代谢组学分析

目的分析鉴定实践十号卫星搭载飞行12天对金黄色葡萄球菌代谢水平的影响。方法金黄色葡萄球菌通过实践十号卫星搭载飞行12天,培养富集后通过非靶向代谢组学分析,运用UPLC/MS的方法,分析主成分(PCA分析),并通过正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA分析),研究卫星搭载对金黄色葡萄球菌代谢影响的相关潜在差异生物标志物。结果共发现10种显著差异潜在生物标志物,这些差异生物标志物多参与金黄色葡萄球菌的氨基酸代谢和RNA代谢。结论太空飞行可影响金黄色葡萄球菌的代谢水平,非靶向代谢组学技术可为研究空间环境对金黄色葡萄球菌代谢的影响提供技术支持和理论依据。     

优秀龙舟运动员尿液~1H NMR代谢组学研究

目的:应用1H NMR代谢组学方法对优秀龙舟运动员尿液代谢特征进行分析,结合尿常规进行全面、系统的训练监控。方法:于集训期间及比赛前后连续5次收集运动员晨尿,采用1H NMR的代谢组学方法结合尿常规检测,运用多元统计分析和t检验对实验数据进行分析。结果:(1)与安静时相比,男、女运动员尿液p H值、尿蛋白(PRO)和红细胞(BLD)阳性检出率分别在训练期和比赛后具有显著性变化(P<0.05),特别是集训1周和集训2周时。(2)与安静时相比,男运动员在不同训练期和比赛后尿液中乳酸、谷氨酸、丙氨酸、谷氨酰胺、二甲胺和柠檬酸含量均显著增加,而苯乙酰甘氨酸则明显下降(P<0.05);女运动员尿液中牛磺酸含量显著增加,苯乙酰甘氨酸同样显著下降(P<0.05)。运动员尿液代谢组学指标主要在集训1周、比赛次日和恢复1周时变化明显。不同性别运动员尿液共有7种代谢物含量存在显著性差异(P<0.05)。结论:(1)龙舟运动能够引起运动员机体内与糖、氨基酸代谢相关的代谢物发生显著改变,运用1H NMR的代谢组学技术实现对运动员无损伤的训练监控可行。(2)不同性别运动员尿液代谢组学信息存在差异,可能由于训练负荷安排和运动员机能状态不同所致。(3)龙舟运动员尿液代谢组学信息比尿常规信息能更加敏感和全面地反映运动员机能状态,对运动性疲劳和过度训练的监控和早期诊断可能更有优势。     

运动性骨疲劳大鼠血清代谢组学分析

目的:用代谢组学方法筛选运动性骨疲劳的差异代谢产物,为运动性骨疲劳的早期筛查提供依据。方法:20只雌性SD大鼠,8周龄,体重210~250 g,适应性训练1周后随机分为对照组(C组,n=10)和模型组(T组,n=10)。对照组不训练,模型组进行递增负荷的跑台训练,6周训练结束后,用Instron 5800双立柱万能材料试验机测定大鼠胫骨骨刚度判定骨疲劳是否建模成功。血清样品经超高效液相色谱系统(UHPLC)分离后用Triple TOF 5600质谱仪(AB SCIEX)进行质谱分析,应用Metabo Analysis软件进行多维统计分析和单维统计分析。结果:构建了正离子和负离子状态下偏最小二乘判别分析(PLS-DA)模型,其模型评价参数(R2,Q2)分别为(1.00,0.78)和(0.92,0.82)。共筛选出21个差异代谢产物,主要涉及色氨酸、酪氨酸,胆汁酸和磷脂代谢及丙氨酸-葡萄糖循环。具体来说,与对照组比较,模型组的L-赖氨酸、L-亮氨酸、L-异亮氨酸、甘氨胆酸、牛黄胆酸和牛黄去氧胆酸上调,L-酪氨酸、L-犬尿氨酸、5-羟基多巴胺、5-羟色胺、吲哚乙酸、前列腺素、胆酸、石胆酸、脱氧鹅胆酸、卵磷脂、溶血磷脂酰胆碱、鞘磷脂下调。结论:用代谢组学方法可初步筛选出运动性骨疲劳的差异代谢物,其早期诊断价值的评价有待进一步研究。     

禁食对137Cs γ射线照射诱导小鼠肠道辐射损伤的代谢组学研究

目的 研究禁食对¹³⁷Cs γ射线照射诱导小鼠肠道辐射损伤的干预作用,通过非靶向代谢组学探究小鼠粪便代谢物的变化。方法 将小鼠分为健康对照组、γ射线照射（全身9 Gy或腹部15 Gy）组、禁食（24、48、72 h）+照射（全身9 Gy或腹部15 Gy）组。照射后,计算小鼠的生存率、脾脏指数和胸腺指数。非靶代谢实验测序分为4组,分别为健康对照组、禁食24 h组、腹部局部照射15 Gy组、禁食24 h组+腹部局部照射15 Gy组、每组6只。于照后3.5 d收集各组小鼠的粪便进行非靶向代谢组学检测。结果 9 Gy γ射线全身照射小鼠照射前禁食48和24 h,受照后的中位生存期提高了1和4 d;15 Gy腹部受照小鼠照射前禁食48和24 h的小鼠的存活率分别为16.67%和25%,照射前禁食24 h能够提高受照后3.5 d小鼠的体重（t=2.338,P=0.042）和脾脏指数（t=2.289,P=0.045）。非靶向代谢组学结果显示,禁食24 h和未禁食的受腹部局部照射小鼠粪便样本中有30个差异表达代谢物;代谢通路富集分析表明,类固醇激素生物合成的代谢途径存在着不平衡状态。结论 照射前禁食可以提高肠道辐射损伤小鼠的生存率,改变其肠道代谢产物,提示照射前禁食或短期内饮食营养变化参与调节肠道辐射损。     

基于血清代谢组学探究摔跤运动员比赛前后代谢变化特征

目的：用超高效液相色谱-四级杆串联飞行时间质谱法（UPLC-Q-TOF-MS）研究摔跤运动员比赛前后血清代谢变化特征,为科学化营养补充实现快速恢复以及发现训练监控新指标提供新思路。方法：筛选女子摔跤运动员11人（年龄22.09±2.77岁,身高1.63±0.04 m,体重60.45±8.43 kg,运动等级为一级运动员或运动健将）,分别于比赛前1天、比赛结束归队后次日清晨7时空腹进行肘静脉采血,共计采血2次。每次各采集肘静脉血两管,一管（3 mL）用于全血生化指标分析,另一管（5 mL）离心后取血清用于生化指标检测和代谢组学检测。采用UPLC-Q-TOF-MS进行代谢组学检测及数据分析,确定运动前后的代谢差异物,获取的差异代谢物进行通路分析,确定比赛前后涉及的潜在代谢通路变化。同时对检测的生化指标与代谢物进行皮尔森相关性分析。结果：（1）运动员赛后血清尿素（BU）、血清总睾酮（TT）水平显著高于赛前（P<0.01,P<0.05）,红细胞压积（HCT）显著低于赛前（P<0.05）。（2）根据组间比较的P值小于0.05和正交偏最小二乘分析的变量重要性（variable i...     

代谢组学在毒理学中的应用进展

代谢组学是20世纪90年代初兴起的一门对细胞、组织或器官以及整个生物体系所有小分子代谢产物进行定性、定量分析的新技术.它采用核磁共振(NMR)或质谱(MS)技术为主要检测手段,将测量得到的生物体液、组织的代谢数据与化学计量学联系起来,建立复杂生物体系的代谢谱图,与基因组学、转录组学、蛋白质组学一起揭示生命运动的本质和规律.本文主要论述代谢组学在毒理学中的应用原理及现状,以及它在新药筛选及药物安全性评价中重要的实用价值.     

间歇性大强度运动前后人体血清代谢组学特征

目的:采用核磁共振(1H-NMR)代谢组学方法研究间歇性大强度运动前后人体血清的代谢组学特征,为运动健身与科学训练提供依据。方法:筛选体育学院2016级体育教育专业男生8人,于清晨8时空腹进行蹬骑功率自行车30 s×3/间歇3 min(负荷为0.075 kg/kg体重)的运动。分别于运动前、运动后即刻、运动后1小时、运动后1天、运动后1周进行肘静脉采血5 mL,经离心、去蛋白等处理后进行1H-NMR检测。采用Mest ReNova、SIMCA-P11.0、SPSS17.0等软件进行处理与分析并找出差异代谢标志物。结果:(1)间歇性大强度运动后即刻与运动前相比有13种代谢差异物(VIP>1且P<0.01),包括:亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、乳酸、谷氨酸、谷氨酰胺、肌酸、肉毒碱、甜菜碱、乙酰乙酸、甘氨酸、甘油、葡萄糖,其中只有乳酸值呈上升趋势,约为运动前的3倍,其余均呈下降趋势。(2)运动后1小时与运动前相比,差异代谢物共有8种,分别是:亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、乳酸、甜菜碱、乙酰乙酸、甘油(P<0.01)、肌酸(P<0.05),其中乳酸与乙酰乙酸值高于运动前,其余6种均低于运动前。(3)运动后1天与运动前相比只有甜菜碱(P<0.05)、甘油值(P<0.01)仍显著低于运动前,运动后1周与运动前相比已无差异代谢物。(4)运动后1小时与运动后即刻相比有7种差异代谢物,分别是:谷氨酰胺、甜菜碱、乙酰乙酸、甘油、葡萄糖(P<0.01),谷氨酸、甘氨酸(P<0.05),均明显上升;(5)运动后1天与运动后1小时相比有5种差异代谢物,分别是:亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、乳酸、肌酸(P<0.01),除乳酸明显降低外,均显著上升,运动后一周与运动后1天相比已无差异代谢物。结论:磷酸原系统、糖酵解系统及有氧氧化系统均参与间歇性大强度运动供能,糖、脂肪、蛋白代谢均发生变化,差异代谢物在运动后即刻与运动前差异最显著,但运动后1小时至1天恢复明显,1周内基本恢复。     

基于9.4T1H-MRS和模式识别的大肠癌粪便代谢组学的研究

目的 探讨基于磁共振氢谱(1 H-MRS)和模式识别的代谢组学研究大肠癌(CRC)粪便的可行性.方法 应用9.4T 1 H-MRS技术检测13例健康者和13例CRC患者的粪便上清代谢物,所得数据分别采用主成分分析(PCA)和偏最小二乘法(PLS-DA)进行模式识别,确定CRC组和健康组的粪便差异代谢物,比较2种模式识别的判别能力.结果 CRC组和健康组粪便1H-MRS存在明显差异.CRC组中的短链脂肪酸、天冬酰胺、甲醇、葡萄糖的含量较健康组明显降低,而乳酸、甘油的含量则明显升高.PLS-DA模式识别方法明显优于PCA法,可以有效区分2组代谢物,模型解释了89.5％的Y变量,预测能力达到81.7％.结论 CRC组和健康组粪便代谢物存在明显差异.高分辨1H-MRS结合PLS-DA模式识别的代谢组学是研究CRC粪便代谢物的有效手段,为CRC的早期筛查提供了有价值的分子水平的代谢信息.     

代谢重编程在电离辐射及其旁效应中的研究进展

代谢重编程是指肿瘤细胞为满足自身生长和能量的需求, 通过改变代谢模式来调节细胞生物学功能, 帮助自身抵御外界胁迫, 从而使细胞适应低氧、酸性、营养物质缺乏等微环境而快速增殖的现象。放射生物学研究发现, 电离辐射可通过诱导细胞代谢重编程产生辐射抗性;也可通过旁效应促进未受照射细胞发生代谢重编程, 从而赋予细胞癌变和辐射抗性能力。因此, 探索电离辐射和电离辐射旁效应中代谢重编程机制, 可以为辐射防护、放射治疗、放射损伤诊断等提供新的思路和理论依据。本文对代谢重编程在电离辐射及其旁效应中的研究进展进行综述。