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代謝組學(xué)（Metabolomics）的概念最早由英國(guó) Nicholson于1999年提出，是系統(tǒng)生物學(xué)的有機(jī)組成部分。代謝組學(xué)旨在對(duì)生物體內(nèi)所有代謝物進(jìn)行定量分析，并尋找代謝物與生理病理變化的相對(duì)關(guān)系。代謝組學(xué)的研究對(duì)象大都是相對(duì)分子質(zhì)量小于1000小分子物質(zhì)，它們參與到生物體的新陳代謝和生長(zhǎng)發(fā)育的方方面面，是生物現(xiàn)象的最終產(chǎn)物。
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相比基因組和蛋白組的研究，代謝組學(xué)研究具有獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：1. 基因和蛋白表達(dá)的微小變化可通過(guò)代謝酶的催化反應(yīng)在代謝物上得以放大，從而使檢測(cè)和分析更加容易；2. 代謝物的變化除了反應(yīng)基因組變化外，還受到環(huán)境因素、腸道菌群的影響，其動(dòng)態(tài)性更強(qiáng)，對(duì)生物體變化的反映更加靈敏（如上圖）；3. 代謝反應(yīng)及終產(chǎn)物在各個(gè)物種的生物體系中都是類(lèi)似的，因此，代謝組學(xué)方法學(xué)通用性更強(qiáng)；4. 代謝組學(xué)的技術(shù)不需建立全基因組測(cè)序及大量表達(dá)序列數(shù)據(jù)庫(kù)，直接對(duì)幾乎可以對(duì)所有樣本類(lèi)型進(jìn)行檢測(cè)，包括全血、血漿/血清、組織、細(xì)胞、細(xì)胞培養(yǎng)上清、尿液、糞便、食物、唾液、腦脊液、脂肪等。
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經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展，代謝組學(xué)的研究技術(shù)手段逐步成熟。目前質(zhì)譜技術(shù)：氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)（GC-MS）和液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)（LC-MS），已逐步取代核磁技術(shù)（NMR），成為代謝組學(xué)研究的主流技術(shù)。GC-MS和LC-MS在其所檢測(cè)的代謝物譜上各有偏向性（如下圖），一般情況兩種技術(shù)聯(lián)合使用是常規(guī)全譜代謝組分析的主要實(shí)驗(yàn)策略。
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技術(shù)路線：
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樣品要求：
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代謝組的差異變化是基因組變化放大效應(yīng)的呈現(xiàn)，不同個(gè)體中代謝物的波動(dòng)性也就較大。另一方面，代謝組學(xué)的差異分析一般是基于PCA和PLS-DA等多元統(tǒng)計(jì)分析方法進(jìn)行的，只有較大的樣本量抽提出的主成分才具有群體代表性。因此，相對(duì)于基因組學(xué)等技術(shù)方法，代謝組學(xué)要求樣品的生物學(xué)重復(fù)要更多。
1.細(xì)胞樣品大于6例
2.臨床標(biāo)本大于30例
3.模式動(dòng)物樣品大于10例
4.植物微生物樣品每組大于8例
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應(yīng)用方向：
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1.疾病標(biāo)志物開(kāi)發(fā)
2.腫瘤/癌癥
3.代謝疾病/心血管疾病
4.營(yíng)養(yǎng)學(xué)
5.炎癥/免疫
6.感染性疾病
7.神經(jīng)科學(xué)
8.植物學(xué)
9.藥物開(kāi)發(fā)
10.毒理研究
11.微生物研究
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相關(guān)文獻(xiàn)：
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轉(zhuǎn)錄組與代謝組聯(lián)合分析
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Li H, Xie Z, Lin J, et al. Transcriptomic and metabonomic profiling of obesity-prone and obesity-resistant rats under high fat diet. J Proteome Res, 2008; 7(11): 4775-4783.
疾病標(biāo)志物研究
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