基于核磁共振的代谢组学技术在生命科学领域的研究进展

基于核磁共振技术的代谢组学是近年发展起来的一种新的组学技术。作为系统生物学的一部分,代谢组学主要利用生物体液的核磁共振谱提供生物体内全部小分子代谢物的丰富信息。下面就当前基于核磁共振技术的代谢组学研究的数据采集、数据分析中所采用的技术及其在生物体的生理变化、疾病诊断等领域的应用作一综述,并对代谢组学的发展作一展望。     

基于唾液代谢组学的口腔疾病研究新进展

唾液代谢组学是以唾液为研究对象,定性定量分析生物体内代谢物的变化以研究生物体疾病与健康的新兴学科。在口腔医学领域,采用唾液代谢组学研究发现,唾液代谢物与多种口腔疾病之间存在着联系。本文对近年来以唾液代谢组学为研究手段进行口腔疾病相关研究的进展进行综述,包括在口腔鳞状细胞癌、口腔黏膜癌前病变（口腔扁平苔藓和口腔黏膜白斑）、复发性阿弗他溃疡、原发性舍格伦综合征、早期儿童龋病、牙周炎、慢性根尖周炎、正畸后牙根吸收等方面的研究,对通过唾液代谢组学筛选出的相关差异代谢物和信号通路进行总结,通过这些差异代谢物,可以构建口腔疾病预测模型,对口腔疾病进行早期筛查、预后判断以及发病机制的研究。唾液代谢组学有望为口腔疾病的诊断提供一种无创性的方法,具有重要的临床意义。     

代谢组学在牙周病学中的应用

牙周炎是一种以牙周组织破坏为特征的慢性炎症性疾病,牙菌斑生物膜是其发病的始动因子,此外牙周炎还受局部促进因素的影响和全身因素的调控,但其具体的发病机制尚不完全清楚。近年来,随着代谢组学的兴起和发展,探索牙周疾病的致病过程和机理有了新的切入点。本文就代谢组学的概念、特点、检测手段以及代谢组学技术在牙周病学中的应用作一综述。     

代谢组学在肿瘤研究中的应用进展

代谢组学是近年来新发展起来的一门学科,它能用反映整体的代谢物图直接认识生理和生化状态,可以监测体内代谢网络的运行状态、诊断疾病、评价疗效、预测人体未来的健康发展趋势,实现个性化的诊断和治疗.肿瘤是严重危害人类健康的疾病之一,其发病率和死亡率都较高.近年来代谢组学在肿瘤的发病机理、诊断、预后估计、鉴肿瘤标志物等方面发挥了重要作用.     

代谢组学在口腔癌及口腔癌前病变标志物研究中的应用

口腔癌是最常见的头颈部恶性肿瘤,可由口腔白斑等口腔癌前病变发展而来。因为缺少早期筛查及检测的肿瘤生物标记物,50%以上的口腔癌患者在晚期阶段才能得到确诊,发现可用于口腔癌早期诊断的肿瘤标志物正成为研究热点。基于代谢组学技术的分析方法具有发现肿瘤相关标志物的潜能,越来越多的用于重大疾病的风险预评估及早期诊断等方面的研究。该文对代谢组学的理论基础、检测技术及其在口腔癌和癌前病变标志物研究中的应用作一综述。     

唾液生物标志物在口腔癌筛查中的应用

唾液含有丰富的DNA、RNA、蛋白质、微生物及代谢产物。它作为一种无创、安全的来源,可以替代血液用于疾病的诊断和预后。随着微阵列技术、全基因组测序、全转录组测序等高通量技术的快速发展,研究发现唾液是一个潜在的巨大生物标志物储存库,已有多种疾病特异性唾液标志物被挖掘。本文整合了已报道的有关口腔癌及癌前筛查的唾液生物标志物,探讨了唾液作为该领域生物标志物的优缺点及改进策略,以期为将来口腔癌的早期诊断及治疗提供参考。     

口腔微生物的多相分类

随着分子生物学技术的迅速发展,口腔微生物的分类亦从传统的表型分类进入到各种分子水平分类.多相分类综合了表型和遗传型以及系统发育特征,更加客观地反映了生物间系统进化的关系.本文就蛋白质电泳图谱、G+C摩尔分数、分子杂交、16S rRNA序列分析和代谢组学等口腔微生物多相分类方法作一综述.     

北京某社区代谢综合征人群的牙周状况调查

目的:明确北京某社区代谢综合征人群的牙周状况并与心梗、高血压等其它心血管病患者的牙周状况进行比较。方法:对152名代谢综合征患者、106名陈旧性心梗患者、211名单纯高血压患者及56名全身健康者进行全口牙周检查,记录菌斑指数(plaque index,PLI)、出血指数(bleeding index,BI)、探诊深度(pro-bing depth,PD)、附着丧失(attachment loss,AL)和缺失牙数,按性别分层后比较4组人群的牙周状况。结果:男性代谢综合征组的PLI、BI、PD、AL均高于其它3组;女性代谢综合征组的PLI、PD高于其它3组,中重度牙周炎的比例也明显高于高血压组和健康组。结论:代谢综合征者是牙周炎防治的重点人群。     

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口腔细菌产碱代谢与牙菌斑酸碱平衡、细菌微生态平衡以及龋病的发生、发展密切相关。口腔细菌产碱代谢研究主要集中在尿素代谢、精氨酸代谢、精胺代谢和苹果酸代谢的调控机制及其与龋活跃程度的关系方面,是近年来龋病防治的研究热点。本文着重针对口腔细菌产碱代谢的临床研究做一综述。     

唑来膦酸局部给药影响骨代谢在口腔医学中的应用

唑来瞵酸作为第3代含氮双瞵酸盐类药物,可以有效抑制骨吸收;而颌骨作为全身骨代谢最活跃的部位之一,具有高度的可塑性,因此有效地抑制骨吸收在口腔医学相关问题中有着重要的意义.本文就局部应用唑来膦酸影响骨代谢在口腔领域中的种植、骨折愈合、慢性牙周炎治疗、拔牙创骨愈合及颌骨骨坏死等方面的研究进展作一综述.     

常见致龋菌代谢组学鉴定的初步研究

目的初步将基于核磁共振的代谢组学方法应用于口腔致龋菌的鉴定,期望寻找一种能快速鉴定口腔致龋菌的方法。方法在改良TPY培养基中接种变形链球菌及粘性放线菌,用比浊法绘制生长曲线,选择两种细菌生长后4个时期的培养液检测核磁共振波谱,用主成分分析法进行数据分析。结果主成分分析显示两组数据内部有集中的聚类关系,可以区分两种细菌。结论代谢组学技术有望应用于口腔细菌的快速鉴定。     

非综合征性唇腭裂患者血浆代谢组学的初步研究

目的初步研究非综合征性唇腭裂患者可能存在的代谢机制,同时探讨基于核磁共振（NMR）的代谢组学技术在临床应用中的可行性。方法分别收集10例非综合征性唇腭裂患者和10例正常人的血浆,在核磁共振仪上对血浆样本进行采样,获得一系列原始的一维NMR谱图,然后使用MESTRE-v4.7软件对NMR谱图进行积分简化数据,将谱图分解成212个区域进行积分,得到积分强度,利用SIMCA-P 11.0软件对积分强度进行主成分分析。结果非综合征性唇腭裂患者和正常人的血浆代谢存在差异,至少存在3种不同的代谢产物,分别为三羟丁酸γ甲基类物质、精氨酸和缬氨酸。非综合征性唇腭裂患者血浆代谢产物以缬氨酸和三羟丁酸γ甲基类物质为主,而正常人血浆代谢产物则以精氨酸为主。结论通过代谢组学技术,可以初步探讨非综合征性唇腭裂患者的代谢机制,同时该技术有望应用于临床。     

贵州地区先天性唇腭裂患者血浆代谢组学的初步研究

目的：通过检测贵州地区先天性唇腭裂患者血浆内源性代谢产物的变化,探讨基于核磁共振（NMR）的代谢组学技术在临床应用中的可行性。方法：分别收集27例非综合征唇腭裂患者和26例正常人的血浆,采用核磁共振氢谱（H1-NMR）检测血浆代谢谱,并对数据进行主成分分析（PCA）,以鉴别血浆代谢产物的变化。结果：非综合征性唇腭裂患者和正常人的血浆代谢产物有明显不同,两组代谢产物各自聚集,分布区域明显分开。先天性唇腭裂患者和正常人的血浆代谢存在差异,至少存在4种不同的代谢产物,分别为天门冬素（Asparagine）、门东氨酸（Aspartic acid）、肌酐（Creatinine）、脯氨酸（Proline）、胆碱（Choline）、酪氨酸（Tyrosine）。非综合征性唇腭裂患者血浆代谢产物以天门冬素、门东氨酸及酪氨酸为主,而正常人血浆代谢产物则以胆碱、肌酐及脯氨酸为主。结论：贵州地区非综合征性唇腭裂患者血浆代谢组学发生变化,同时该技术有望应用于临床。     

与口腔黏膜病相关的假丝酵母菌代谢组学鉴定的初步研究

目的 分析3种假丝酵母菌的磁共振代谢物图谱,探讨用代谢组学方法快速鉴定口腔黏膜致病菌的可行性。方法 在沙保培养基中分别接种白色假丝酵母菌ATCC 10231、热带假丝酵母菌ATCC 13803和光滑假丝酵母菌ATCC 15126,绘制生长曲线,选择3种菌生长稳定期的培养液检测其磁共振图谱,用主成分分析法进行数据分析。结果 主成分分析法显示：每两种细菌在主成分得分图中有组间分散、组内聚集的特点,可以区分不同的假丝酵母菌。结论 代谢组学分析技术是一种有良好发展前景的口腔细菌快速鉴定技术。     

变异链球菌、血链球菌及嗜酸乳杆菌代谢组学鉴定的初步研究

目的了解变异链球菌、血链球菌和嗜酸乳杆菌的代谢谱图,探讨基于核磁共振的代谢组学方法在口腔致龋菌快速鉴定中的应用。方法分别在改良TPY液体培养基中接种相同密度的变异链球菌、血链球菌及嗜酸乳杆菌菌悬液,采用比浊法计算细菌数,绘制生长曲线。选择这3种细菌生长稳定期的培养液检测核磁共振波谱,用主成分分析法进行数据分析。结果主成分分析显示3组数据内部有集中的聚类关系,可以区分这3种细菌。结论代谢组学分析是一种有良好发展前景的口腔细菌的快速鉴定方法。     

牙周可疑致病菌代谢组学鉴定的初步研究

目的分析比较牙周可疑致病菌的核磁共振代谢图谱,探讨用代谢组学方法快速鉴定口腔细菌的可能性。方法分别在BHI液体培养基中接种相同密度的牙龈卟啉单胞菌、中间普氏菌和具核梭杆菌,采用比浊法绘制生长曲线。取3种细菌生长稳定期的培养液进行核磁共振氢谱（1H-NMR）测定,用主成分分析法进行数据分析。结果主成分分析显示3组数据各自有较为集中的类聚关系,可以区分这3种细菌。结论代谢组学是一种具有良好应用前景的口腔细菌分类鉴定方法。     

口腔常见放线菌代谢组学鉴定的初步研究

目的初步将基于核磁共振氢谱（1H-NMR）的代谢组学方法应用于口腔常见放线菌---内氏放线菌和衣氏放线菌的鉴定。方法在BHI液体培养基中接种内氏放线菌和衣氏放线菌,用比浊法测定菌液密度,绘制生长曲线,选择稳定期的培养液检测核磁共振波谱,用主成分分析法进行数据分析。结果主成分分析法显示2组数据内部有集中的聚类关系,可以区分2种放线菌。结论代谢组学分析技术有望应用于口腔放线菌的快速鉴定。     

口腔常见链球菌代谢组学鉴定的研究

目的通过比较血链球菌和远缘链球菌的代谢物图谱,初步将基于核磁共振的代谢组学方法应用于口腔常见链球菌的快速鉴定。方法在液体TPY培养基中分别接种相同密度的血链球菌和远缘链球菌菌悬液,用比浊法测定菌悬液密度,绘制生长曲线。取2种细菌生长稳定期的培养液检测核磁共振图谱,进行主成分分析。结果主成分分析表明2种细菌的数据内部具有集中的聚类关系,该方法可以区分这2种细菌。结论代谢组学方法在口腔链球菌的快速鉴定中具有良好的应用前景。     

25例口腔鳞癌患者唾液代谢组学分析

目的:用代谢组学方法检测并分析口腔鳞状细胞癌（oral squamous cell carcinoma,OSCC）是否有典型差异代谢物,探讨此方法用于临床诊断或筛查的可行性。方法:利用气相色谱-飞行时间质谱（GC-TOF-MS）代谢组学方法,对OSCC、口腔白斑（OLK）患者以及健康人的唾液标本进行分析,运用SIMCA软件对结果进行主成分分析和正交偏最小二乘法判别分析。结果:OSCC、OLK和健康对照组的代谢轮廓表现出显著差异（P<0.05）,3组之间存在的典型差异代谢物共有15种。进一步探讨其代谢通路,发现OSCC患者与OLK患者都存在不同程度的蛋白质代谢、能量代谢以及脂类代谢失衡现象;同时,还表现出三羧酸循环异常。结论:运用代谢组学方法可检测出OSCC、OLK与健康人之间存在着15种典型的差异代谢物,将有助于OSCC的早期筛查。