- 相關(guān)推薦
靶標(biāo)代謝組學(xué)技術(shù)在不同代謝物群研究中的應(yīng)用
脂類是一類低溶于水而高溶于非極性溶劑的生物有機(jī)分子,下面是小編搜集整理的一篇探究靶標(biāo)代謝組學(xué)技術(shù)應(yīng)用的論文范文,歡迎閱讀參考。
前言
繼基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)等各種“組學(xué)”之后,代謝組學(xué)已迅速發(fā)展成為系統(tǒng)生物學(xué)的一個(gè)重要分支。代謝組學(xué)是考察生物體系(細(xì)胞、組織或生物體)受刺激或擾動(dòng)后(如將某個(gè)特定的基因變異或環(huán)境變化后)其所有小分子代謝產(chǎn)物的變化或其隨時(shí)間的變化,用以研究生物體系代謝途徑的一種技術(shù)[1].區(qū)別于其他組學(xué)針對(duì)生物大分子水平的研究,代謝組學(xué)關(guān)注的核心是小分子代謝產(chǎn)物群的變化,進(jìn)而從小分子代謝物變化的整體水平來揭示生命過程的動(dòng)態(tài)變化和調(diào)控規(guī)律。根據(jù)研究對(duì)象和目的的不同,代謝組學(xué)的研究模式主要分為兩種[2-3]:非靶標(biāo)代謝組學(xué)和靶標(biāo)代謝組學(xué)。
非靶標(biāo)代謝組學(xué)[2,4-5]研究較為普遍,旨在盡可能全面地分析生物樣本中所有代謝物(包括未知化合物),從總體上把握整體輪廓及其代謝變化規(guī)律,尋找潛在生物標(biāo)志物,具有全局分析的優(yōu)勢。但同時(shí)也存在一定的不足,如易遺漏一些低濃度物質(zhì)的變化,達(dá)不到全局分析的目的;進(jìn)行半定量分析,準(zhǔn)確度不高,結(jié)果可信度較低;只是一個(gè)相對(duì)模糊的全景模式,對(duì)于不同的疾病和代謝路徑缺乏特異性。非靶標(biāo)代謝組學(xué)分析較多地采用核磁共振(nuclearmagneticresonance,NMR)和氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜(gaschromatography-massspectroscopy,GC-MS)技術(shù)平臺(tái)。
NMR能實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的非破壞性、非選擇性分析,滿足對(duì)盡可能多的化合物進(jìn)行檢測的目標(biāo);GC-MS具有較高的分辨率和檢測靈敏度,并且有可供參考的標(biāo)準(zhǔn)譜圖數(shù)據(jù)庫,可以用于代謝物的準(zhǔn)確定性分析。隨著新的分析方法的不斷發(fā)展,目前對(duì)于非靶標(biāo)代謝組學(xué)的分析,往往通過組合不同的分析技術(shù),以實(shí)現(xiàn)代謝組的全面分析。
靶標(biāo)代謝組學(xué)[2,4]是對(duì)特定的目標(biāo)代謝物的精確定性定量分析,主要研究特定結(jié)構(gòu)功能類型的代謝物群,例如脂肪酸類、磷脂類、嘌呤嘧啶類或氨基酸類等。作為一種特定模式,可以根據(jù)非靶標(biāo)代謝組學(xué)的研究結(jié)果,對(duì)特定的代謝物群進(jìn)行定量分析,彌補(bǔ)非靶標(biāo)代謝組學(xué)的不足。其主要優(yōu)勢是可以利用建立的數(shù)據(jù)庫,結(jié)合多種代謝通路,對(duì)目標(biāo)代謝物進(jìn)行定量分析,準(zhǔn)確度高,特異性強(qiáng)。但其缺點(diǎn)[6]是需依賴先驗(yàn)知識(shí),建立方法依賴于標(biāo)準(zhǔn)品,對(duì)于生物樣本代謝組信息的覆蓋仍有局限,不適用于大規(guī)模的代謝輪廓分析。靶標(biāo)代謝組學(xué)分析主要采用基于質(zhì)譜的分析技術(shù),三重串聯(lián)四級(jí)桿質(zhì)譜[7](triplequadrupole/massspectroscopy,QQQ/MS)因其在定量分析上的獨(dú)特優(yōu)勢成為靶標(biāo)代謝組學(xué)分析的首選。氣相色譜三重串聯(lián)四級(jí)桿質(zhì)譜(GC-QQQ/MS)和液相色譜三重串聯(lián)四級(jí)桿質(zhì)譜(LC-QQQ/MS)聯(lián)用技術(shù)可以對(duì)不同極性的目標(biāo)代謝物進(jìn)行高選擇性﹑高靈敏度和高通量的定量分析,完成對(duì)大量生物樣本潛在生物標(biāo)志物的驗(yàn)證。一般在GC-MS系統(tǒng)上用選擇離子監(jiān)測(selectedionmonitoring,SIM)或者在LC-MS系統(tǒng)上用多反應(yīng)離子監(jiān)測(mul-tiplereactionmonitoring,MRM)進(jìn)行靶向MS/MS分析[3],其中LC-MS因其樣品處理過程簡單、分析速度快等優(yōu)勢,應(yīng)用更為廣泛。本文主要介紹靶標(biāo)代謝組學(xué)技術(shù)在不同代謝物群研究中的應(yīng)用。
1脂類化合物
脂類是一類低溶于水而高溶于非極性溶劑的生物有機(jī)分子。對(duì)于大多數(shù)脂類而言,其化學(xué)本質(zhì)是脂肪酸和醇所形成的酯類及其衍生物。由于脂類結(jié)構(gòu)復(fù)雜,功能繁多,生物樣本本身又相當(dāng)復(fù)雜,因此迄今沒有一種分析手段能獨(dú)立完成系統(tǒng)的大規(guī)模脂類分析。常用的脂類物質(zhì)分析技術(shù)有軟電離質(zhì)譜和液質(zhì)聯(lián)用,如電噴霧電離(electrosprayionization)質(zhì)譜(ESI/MS)技術(shù)在脂類的表征、定性和定量分析中就發(fā)揮了重要的作用。隨著研究不斷深入,新的分析方法不斷建立,脂類代謝物數(shù)據(jù)庫不斷發(fā)展完善。
脂肪酸是構(gòu)成人體脂肪和類脂的基本物質(zhì),是細(xì)胞膜磷脂的重要成分[8].研究表明[9-14],脂肪酸代謝紊亂與某些疾病的發(fā)生有著密切的聯(lián)系,檢測脂肪酸代謝的動(dòng)態(tài)變化可用于研究機(jī)體從穩(wěn)態(tài)發(fā)展為疾病的過程,或者機(jī)體在接受治療后由疾病恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)的過程。此外,脂肪酸含量變化也可作為某類疾病的生物標(biāo)志物,用于疾病的預(yù)警和診斷。脂肪酸是由一條長的烴鏈和一個(gè)末端羧基組成的羧酸,烴鏈的長度和不飽和度很大程度上影響了脂肪酸的性質(zhì)。脂肪酸的分析常采用GC-MS技術(shù),但是該法提取和衍生化過程繁瑣;而LC-MS分析方法因樣品處理過程簡單而得到越來越多的應(yīng)用。
近年來,短鏈脂肪酸(shortchainfattyacids,SCFA)和支鏈氨基酸(branchedchainaminoacids,BCAA)因其在生理和病理過程中的重要作用,而受到研究者的廣泛關(guān)注。Zheng等[15]采用氯甲酸丙酯(propylchloroformate,PCF)衍生化的方法,用GC-MS同時(shí)測定喂食不同營養(yǎng)成分的家兔糞便樣品中SCFA和BCAA的含量。在pH8的水∶丙醇∶吡啶(V/V/V=8∶3∶2)反應(yīng)液中加入100μlPCF進(jìn)行衍生,然后用正己烷對(duì)衍生后的產(chǎn)物進(jìn)行兩步提取。該法衍生化效率高、檢測限低、回收率高,已成功用于正常人糞便、血漿及尿樣中SCFA和BCAA的檢測。
類二十烷酸也稱類花生酸,由二十碳多不飽和脂肪酸衍生而來,大多數(shù)的類二十烷酸是花生四烯酸的衍生物,如前列腺素類(prostaglandin,PG),凝血唑惡烷類(thromboxanes,TX)和白三烯類(leukotriene,LT)。類二十烷酸是炎癥和氧化應(yīng)激反應(yīng)中的主要調(diào)節(jié)介質(zhì),也常作為某些病理狀態(tài)或癌癥的生物標(biāo)志物。不同類型的二十烷酸化學(xué)性質(zhì)可能不同,加上其相對(duì)不穩(wěn)定性,使得類二十烷酸的全面定量分析變得困難。尿液中類二十烷酸的分析通常采用GC-MS或LC-MS/MS,但一般需要復(fù)雜的樣品提取和衍生化過程。對(duì)于類二十烷酸的分析方法已有大量研究報(bào)道,但對(duì)于不同代謝通路產(chǎn)生的類二十烷酸的定量分析研究比較罕見。Sterz等[16]使用超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(ultraperformanceliquidchromatography-SIM-MS/MS,UPLC-SRM-MS/MS)建立了一種簡單靈敏的方法用于定量分析尿液中的類二十烷酸。相比于耗時(shí)復(fù)雜的固相提取方法,該研究采用了一種較為簡單的液液提取方法;此外,所有化合物進(jìn)入質(zhì)譜后,在選擇反應(yīng)監(jiān)測(selectedreactionmonitoring,SRM)模式下,經(jīng)碰撞解離產(chǎn)生特征離子對(duì),不需要進(jìn)行衍生化,即可進(jìn)行檢測,操作簡便。采用該法實(shí)現(xiàn)了對(duì)尿液中多種主要類二十烷酸的定量分析,包括PG類(PGE-M、PGF2a)、TX類(TXB2)、LT類(LTE4)及12-羥基花生四烯酸等。該方法成功應(yīng)用于吸煙者尿液中類二十烷酸的測定(吸煙和尼古丁的攝入會(huì)引起尿液中類二十烷酸水平的升高),證明了該法的適用性。
二十二碳六烯酸(docosahexaenoicacid,DHA)在大腦中含量非常豐富,是一種對(duì)人體非常重要的ω-3多不飽和脂肪酸,對(duì)維持大腦的正常功能具有重要作用。研究表明,DHA含量變化和氧化作用的發(fā)生與神經(jīng)退行性疾病相關(guān);在某些病理狀態(tài)下,DHA的氫過氧化物(hydroperoxy-DHA,HpDoHE)和氫氧化物(hydroxide-DHA,HDoHE)的含量也會(huì)有所增加?梢妼(duì)于DHA氫過氧化物和氫氧化物的鑒定和分析具有重要的臨床意義。Derogis等[17]建立了一種靈敏度高、專屬性強(qiáng)的方法,用于定量分析12種主要HpDoHE和氫HDoHE的異構(gòu)體。在該研究中,通過光致氧化合成HpDoHE,然后進(jìn)一步使用硼氫化鈉(NaBH4)還原得到HDoHE.分離得到的異構(gòu)體使用LC-MS/MS的SRM模式為每一個(gè)異構(gòu)體創(chuàng)建相應(yīng)的特征離子對(duì),實(shí)現(xiàn)了對(duì)各個(gè)異構(gòu)體的定量分析。采用該法測定大鼠血漿和腦中HpDoHE及HDoHE異構(gòu)體的含量,已證明其適用性。此外,該法可用于HpDoHE和HpDoHE衍生物的鑒定和定量分析,對(duì)于氧化脂質(zhì)組的研究也具有重要的意義。
磷脂是生物組織中非常重要的一類脂質(zhì),不僅是生物膜的主要成分,并且作為重要的代謝物參與大量的生命活動(dòng)(如細(xì)胞中信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、膜固定及底物轉(zhuǎn)運(yùn)等)。正是由于在生物體代謝過程中的重要作用,磷脂也成為脂質(zhì)組學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。質(zhì)譜被廣泛應(yīng)用于磷脂的分析,但由于離子抑制效應(yīng)等因素,低豐度的磷脂往往較難檢測出來。在進(jìn)行質(zhì)譜分析前,對(duì)不同種類的磷脂進(jìn)行預(yù)分離,可提高檢測的靈敏度和重復(fù)性。Kim等[18]采用HPLC-MS從大鼠心臟和骨骼肌線粒體中分離檢測到7種磷脂類化合物(磷脂酰乙醇胺、磷脂酰膽堿、磷脂酰甘油、磷脂酰肌醇、磷脂酰絲氨酸、心磷脂及單溶心磷脂),并且對(duì)其中6種(磷脂酰絲氨酸除外)進(jìn)行了定量分析。該法優(yōu)化了提取純化步驟,提高了靈敏度和重復(fù)性,為線粒體中磷脂類化合物的分析提供了一種較好的定性和定量分析方法。
鞘磷脂即鞘氨醇磷脂,在磷脂酶的作用下,可水解為磷酰膽堿和神經(jīng)酰胺,這些代謝物在調(diào)節(jié)細(xì)胞生長、分化和程序性死亡的機(jī)制中發(fā)揮著重要的作用。Blaas等[19]以C6-鞘磷脂為內(nèi)標(biāo),采用親水作用色譜-高效液相串聯(lián)質(zhì)譜(HILIC-HPLC-ESI-MS/MS)對(duì)人體母乳中的鞘磷脂進(jìn)行了定量分析;提取后的母乳樣品采用硅膠固相提取方法純化,分離得到的鞘磷脂經(jīng)磷脂酶水解得到相應(yīng)的神經(jīng)酰胺,然后采用反相高相液相串聯(lián)質(zhì)譜(RP-HPLC-ESI-MRM/MS/MS)對(duì)鞘磷脂進(jìn)行了結(jié)構(gòu)確證。該法為母乳中不同結(jié)構(gòu)類型的鞘脂的研究提供了新的思路。
2肉毒堿
肉毒堿是類維生素,是機(jī)體脂肪酸代謝必需的一種輔酶,可與長鏈脂肪酸結(jié)合形成;鈮A,作為載體,將脂肪酸運(yùn)送至線粒體基質(zhì)中,完成β-氧化;此外,在支鏈氨基酸的代謝中肉毒堿也發(fā)揮著重要的作用。血漿中肉毒堿和;舛緣A的檢測,對(duì)于診斷由脂肪酸代謝紊亂引起的疾病具有很大的幫助。
Peng等[20]采用串聯(lián)四級(jí)桿離子阱質(zhì)譜(QTRAP-MRM-MS/MS)建立了一種快速準(zhǔn)確的方法來分析肉毒堿和;鈮A。該法無需衍生化,避免了以往文獻(xiàn)中存在的衍生化反應(yīng)不完全及酰基肉堿水解等影響因素;采用HILIC預(yù)先分離肉毒堿和酰基肉堿,可以較好地分開各異構(gòu)體,排除干擾物質(zhì)的影響,避免假陽性結(jié)果。為考察方法的適用性,對(duì)216名健康人和116名患者血漿中肉毒堿和;鈮A進(jìn)行檢測,結(jié)果發(fā)現(xiàn)49名患者為有機(jī)酸血癥或者脂肪酸代謝紊亂。
對(duì)乙酰氨基酚(paracetamol)是一種廣泛使用的止痛劑,過量服用會(huì)造成肝毒性或引起其他急性肝損傷。線粒體功能障礙和氧化應(yīng)激損傷是對(duì)乙酰氨基酚導(dǎo)致肝損傷的重要作用機(jī)制。新研究發(fā)現(xiàn),服用過量對(duì)乙酰氨基酚患者的血漿中谷氨酸脫氫酶活性增強(qiáng),線粒體DNA的濃度增加,并將其作為線粒體損傷的生物標(biāo)志物。但是這些標(biāo)志物相對(duì)分子質(zhì)量較大,要在細(xì)胞死亡或細(xì)胞膜破損時(shí)才能從細(xì)胞中釋放出來。McGill等[21]采用超高效液相色譜-四級(jí)桿飛行時(shí)間質(zhì)譜(UPLC-QTOF-MS),應(yīng)用代謝組學(xué)的方法來篩選線粒體損傷的生物標(biāo)志物。呋塞米(呋喃苯胺酸,furosemide)是一種利尿劑,也可以引起肝損傷,但給藥初期不會(huì)造成線粒體損傷,對(duì)小鼠分別給予過量對(duì)乙酰氨基酚和呋塞米,發(fā)現(xiàn)給予對(duì)乙酰氨基酚的小鼠血漿中3種;鈮A的含量增加,而給予呋塞米的小鼠血漿中未發(fā)現(xiàn)酰基肉堿含量的顯著變化,表明;鈮A的含量變化也許可以作為小鼠線粒體功能障礙的特征生物標(biāo)志物。采用該方法,檢測服用過量對(duì)乙酰氨基酚而致肝損傷的患者血漿中的;鈮A含量,結(jié)果未發(fā)現(xiàn);鈮A的顯著變化。分析其可能的原因是患者在服用過量對(duì)乙酰氨基酚后,給予N-乙酰半胱氨酸進(jìn)行解毒,影響了;鈮A的測定。為探究給藥后人血漿和小鼠血漿差異產(chǎn)生的原因,該研究小組對(duì)小鼠給予過量對(duì)乙酰氨基酚后給予N-乙酰半胱氨酸,對(duì)小鼠血漿進(jìn)行檢測,發(fā)現(xiàn)給予N-乙酰半胱氨酸后酰基肉堿的含量較給予對(duì)乙酰氨基酚后;鈮A的含量有所下降。該方法中發(fā)現(xiàn)的小鼠線粒體損傷時(shí)可能的生物標(biāo)志物-;鈮A,對(duì)于尋找與線粒體損傷相關(guān)的人類疾病(未經(jīng)過N-乙酰半胱氨酸治療)生物標(biāo)志物提供了研究思路。
3核苷類化合物
核苷類化合物是維持生命活動(dòng)所需的基本物質(zhì),是構(gòu)成DNA和RNA的基本物質(zhì),因其具有廣泛的生理活性,可以用于抗腫瘤抗病毒[22]等的治療。某些疾病的發(fā)生也與核苷類物質(zhì)的代謝異常相關(guān),因此,核苷類化合物含量的變化可以作為生物標(biāo)志物,用于某些疾病的診斷[23-29].目前,HPLC、毛細(xì)管電泳(capillaryelectrophoresis,CE)、HPLC-MS以及GC-MS等分析方法已用于核苷類物質(zhì)的分析。
謝玉萍等[30]采用HPLC-ESI/MS/MS技術(shù),結(jié)合MRM模式,建立了同時(shí)檢測19種核苷的方法。該方法具有靈敏度高、選擇性強(qiáng)、定量準(zhǔn)確及分析速度快等優(yōu)點(diǎn),可用于分析不同生長狀態(tài)的大腸桿菌中核苷的種類和含量隨時(shí)間的變化趨勢。
Struck等[27]建立了一種定量分析泌尿生殖系統(tǒng)癌癥患者尿樣中核苷的方法,利用HPLC-ESI-QQQ/MS/MS技術(shù),結(jié)合MRM模式,在17min內(nèi)同時(shí)檢測12種核苷,觀察核苷代謝變化,為進(jìn)一步研究核苷類物質(zhì)作為癌癥生物標(biāo)志物的可能性提供了方法。
Stentoft等[31]建立了一種簡單且重復(fù)性好的前處理方法,采用LC-MRM/QQQ/MS/MS技術(shù),同時(shí)準(zhǔn)確定量分析了奶牛血漿中20種不同結(jié)構(gòu)性質(zhì)的嘌呤嘧啶代謝物,并且通過分析不同基質(zhì)(血漿、尿液、牛奶)和不同物種(牛、雞、豬、大鼠、人)采集的血液中嘌呤嘧啶代謝物,考察了該方法的適用性。修飾核苷是機(jī)體的代謝產(chǎn)物,在轉(zhuǎn)錄后由多種特定的甲基轉(zhuǎn)移酶和連接酶作用于多聚核苷分子而形成,其作用與維系自身結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)功能有關(guān)。Li等[32]收集了25名健康人和51名冠狀動(dòng)脈疾病(coronaryarterydisease,CAD)患者的尿樣,預(yù)處理后,采用固相萃取法提取、純化甲基化的核苷,繼而采用HPLC-ESI-SRM/MS/MS技術(shù)共分析了6種甲基化的核苷(N3-甲基胞苷、N1-甲基腺苷、N6-甲基腺苷、N2-甲基鳥苷、N1-甲基鳥苷和N2,N2-二甲基鳥苷),其中N6-甲基腺苷在CAD患者與健康對(duì)照組尿液中的含量變化具有明顯的差異。表明尿液中N6-甲基腺苷的含量變化可能與冠狀動(dòng)脈疾病相關(guān)。
Xia等[29]采用HPLC-UV/MS/MS對(duì)2型糖尿病患者中糖尿病性腎病患者肌酐和嘧啶循環(huán)相關(guān)代謝物進(jìn)行定量分析。發(fā)現(xiàn)患者血漿中胞嘧啶、胞苷、胸苷含量顯著增高,而尿苷、胸腺嘧啶及脫氧尿苷含量沒有顯著變化。該研究結(jié)果表明,胞嘧啶、胞苷、胸苷含量變化可用于糖尿病病情發(fā)展的檢測及治療效果的評(píng)價(jià)。
4氨基酸類化合物
氨基酸(aminoacid,AA)是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位,賦予蛋白質(zhì)特定的分子結(jié)構(gòu)形態(tài);作為細(xì)胞的信號(hào)分子,可調(diào)節(jié)基因的表達(dá)和蛋白質(zhì)的磷酸化級(jí)聯(lián)反應(yīng);AA還能轉(zhuǎn)化為其他的物質(zhì)(如丙酮酸鹽、2-氧化戊二酸和延胡索酸等)進(jìn)一步進(jìn)入三羧酸循環(huán),參與能量代謝。此外,AA代謝作為中心碳代謝的重要部分,發(fā)揮著關(guān)鍵作用。越來越多的研究表明AA的代謝變化可用于疾病的分析[33-36].因此,建立一種簡單、可靠的AA定量分析方法具有重要的意義。AA種類較多且結(jié)構(gòu)相似,大部分沒有紫外和熒光響應(yīng),為提高分離度和檢測靈敏度,一般將其衍生化后再進(jìn)行定性定量分析。已發(fā)展的AA測定方法有很多,常見的有GC-MS[37]、LC-MS[38-41]及CE-MS[42-44]技術(shù)。Piraud等[45]利用LC-MRM/MS技術(shù)建立了一種新的無需衍生化來檢測AA的方法,為遺傳性AA代謝紊亂的檢測提供了技術(shù)支持。Salazar等[40]利用6-氨基喹啉-N-羥基琥珀酰亞胺基氨基甲酸酯進(jìn)行衍生化,采用穩(wěn)定同位素標(biāo)記和MRM模式,應(yīng)用AccQ·Tag-UPLC-ESI-MS/MS技術(shù)對(duì)擬南芥葉提取物中的AA進(jìn)行定量分析。該方法通量高,選擇性好,可以實(shí)現(xiàn)在10min內(nèi)檢測38種代謝物,檢測限達(dá)1.02×10-11mol/L,較其他方法靈敏度提高1~5個(gè)數(shù)量級(jí)。
慢性阻塞性肺病(chronicobstructivepulmonarydisease,COPD)是呼吸系統(tǒng)常見病之一。近年來,COPD的基礎(chǔ)研究和治療方法都不斷深化。Ubhi等[35]采用LC-MS/MS技術(shù)研究不同類型COPD患者血清樣品,檢測34種AA和二肽代謝變化,發(fā)現(xiàn)AA代謝變化可用于COPD的診斷及區(qū)分COPD的不同亞型。特別是γ-氨基丁酸的含量變化可用于監(jiān)測療效及具有惡病質(zhì)的胰腺癌復(fù)發(fā)情況。
非對(duì)稱二甲基精氨酸(asymmetricdimethylargi-nine,ADMA)是一氧化氮合酶(nitricoxidesynthase,NOS)競爭性抑制劑[46],通過抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞NOS抑制一氧化氮(nitricoxide,NO)合成,NO合成和分泌減少,會(huì)導(dǎo)致血管張力調(diào)節(jié)機(jī)制受損[47].Yi等[48]建立了一種LC-ESI-SIM/MS方法定量分析了T2DM患者血漿中L-精氨酸、ADMA和對(duì)稱性二甲基精氨酸。研究發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比,ADMA的含量在T2DM患者中顯著增高,表明ADMA的含量變化可能與心血管疾病相關(guān)。
5結(jié)語
靶標(biāo)代謝組學(xué)可用于驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)代謝組學(xué)提出的假說,進(jìn)行基于假說的探索性實(shí)驗(yàn),針對(duì)特定代謝物,研究代謝模型。采用MRM技術(shù)和同位素稀釋或質(zhì)量標(biāo)簽標(biāo)記的方法對(duì)篩選出來的標(biāo)志物定量,進(jìn)行臨床確證。代謝物的準(zhǔn)確定量將使代謝組學(xué)研究更全面更可靠,有助于更清晰地研究疾病機(jī)制,達(dá)到疾病預(yù)警、指導(dǎo)和評(píng)價(jià)治療的目的。
靶標(biāo)代謝組學(xué)和非靶標(biāo)代謝組學(xué)各具優(yōu)勢同時(shí)存在不足?紤]到非靶標(biāo)和靶標(biāo)分析各自的特征和優(yōu)勢,中科院大連化學(xué)物理研究所研究小組提出了擬靶向的概念[50].擬靶向技術(shù)方案的核心思想是將非靶向分析的高通量、無偏向的代謝物信息獲取和靶向方法的高特異性檢測和準(zhǔn)確定量相結(jié)合,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)待測樣本中已知及未知的多個(gè)代謝物離子靶標(biāo)進(jìn)行同時(shí)檢測。該法在保證檢測靈敏度及對(duì)代謝組信息覆蓋的同時(shí),顯著提高了數(shù)據(jù)的線性范圍以及重復(fù)性等指標(biāo),保證了后續(xù)的基于代謝組數(shù)據(jù)的標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)及驗(yàn)證;谶@一概念,其實(shí)驗(yàn)室先后建立了基于GC-MS、LC-MS的擬靶向方法,并應(yīng)用于植物代謝組學(xué)[49-50]、血清肝癌標(biāo)志物的篩選[51]及胃癌早期診斷標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)[52]等研究。
為了使代謝組學(xué)研究更全面、結(jié)果更準(zhǔn)確,應(yīng)有效結(jié)合非靶標(biāo)和靶標(biāo)分析技術(shù),兩種分析模式相結(jié)合,優(yōu)勢互補(bǔ)。利用非靶標(biāo)分析,從整體上把握代謝輪廓,鎖定關(guān)鍵代謝路徑,尋找潛在生物標(biāo)志物;利用靶標(biāo)分析方法對(duì)關(guān)鍵代謝物進(jìn)行準(zhǔn)確定量,研究其在時(shí)間和空間上的變化規(guī)律。
【參考文獻(xiàn)】
[1]NicholsonJK,LindonJC,HolmesE.Metabonomics:under-standingthemetabolicresponseoflivingsystemstopathophys-iologicalstimuliviamultivariatestaticalanalysisofbiologicalNMRspectroscopicdata[J].Xenobiotica,1999,29(11):1181-1189.
[2]DunnWB,BroadhurstDI,AthertonHJ,etal.Systemslevelstudiesofmammalianmetabolomes:therolesofmassspec-trometryandnuclearmagneticresonancespectroscopy[J].ChemSocRev,2011,40(1):387-426.
[3]GriffithsWJ,KoalT,WangY,etal.Targetedmetabolomicsforbiomarkerdiscovery[J].AngewChemIntEdEngl,2010,49(32):5426-5445.
[4]RobertsLD.Targetedmetabolomics[M].Massachusetts,U.S:JohnWiley&Sons,Inc,2012:1-24.
[5]FuhrerT,ZamboniN.High-throughputdiscoverymetabolomics[J].CurrOpinBiotechnol,2015,31:73-78.
【靶標(biāo)代謝組學(xué)技術(shù)在不同代謝物群研究中的應(yīng)用】相關(guān)文章:
有關(guān)藥用植物代謝組學(xué)的研究進(jìn)展09-18
GPRS技術(shù)在ITS中的應(yīng)用研究08-29
蛋白質(zhì)組學(xué)在心血管疾病研究中的應(yīng)用07-15
研究數(shù)據(jù)融合技術(shù)及其在林業(yè)中的應(yīng)用08-14
AAA技術(shù)在移動(dòng)IP中的應(yīng)用研究09-17
病例對(duì)照在病因?qū)W研究中的應(yīng)用08-27