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甲状腺肿瘤代谢组学的研究进展

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《癌症进展》2020年1月第18卷第2期ONCOLOGYPROGRESS,Jan2020,Vol.18,No.2*综述*

甲状腺肿瘤代谢组学的研究进展△

高伟，唐伟#

南京医科大学附属老年医院内分泌科，南京2100000

摘要摘要：：甲状腺癌是一种常见的恶性肿瘤，在神经内分泌恶性肿瘤中约占90%，在所有恶性肿瘤中约占1%。代谢组学研究的是在生理、病理或环境等因素影响下生物体内所有内源性小分子物质的水平，这些内源性小分子物质（代谢物）包括碳水化合物、脂肪酸、氨基酸、核苷酸、有机酸、色素、维生素等，能够客观地反映生物体应对刺激的瞬时状态。代谢组学与基因组学、转录组学、蛋白质组学构成了生物信息系统。本文主要介绍了有关甲状腺肿瘤代谢组学的研究进展。关键词关键词：：甲状腺肿瘤；代谢组学；组织；血清；尿液；转移中图分类号中图分类号：：R736736..1文献标志码文献标志码：：Adoi：10.11877/j.issn.1672-1535.2020.18.02.02

甲状腺结节术前诊断的金标准是超声引导下

细针穿刺细胞病理学检查，对于滤泡样病变（甲状

腺滤泡状腺瘤、甲状腺滤泡癌、滤泡型甲状腺乳头

状癌），细针穿刺检查难以鉴别其良恶性，导致

10%~30%的细针穿刺结果不明确[1]，在不确定的结

节中仅14%~20%的结节为恶性[2]。研究指出，

BethesdaⅣ~Ⅵ类甲状腺结节需要手术治疗，Ⅴ类

甲状腺结节的恶性率为60%~75%[3]，而Ⅳ类甲状腺

结节的恶性率仅为15%~30%[4]。因此，大多数甲状

腺结节患者可能接受了不必要的手术。为明确结

果不确定的甲状腺细针穿刺检查结节的良恶性，

目前已有B-Raf原癌基因（B-Rafproto-oncogene，

BRAF）、RAS、RET/PTC、PAX8/PPARγ、半乳糖凝集

素-3（galectin-3）、HBME-1、微小RNA（microRNA，

miRNA）等标志物用于辅助诊断，然而这些标志物

的特异度和灵敏度仍有待提高。

甲状腺癌的组织病理学类型主要分为4类：乳

头状癌、滤泡癌、髓样癌、未分化癌。其中，乳头状

癌约占甲状腺癌的80%[5]。甲状腺癌在神经内分

泌恶性肿瘤中占90%，在所有恶性肿瘤中占1%[6]。

中国不同地区甲状腺癌的流行病学调查显示，甲

状腺癌的发病率呈逐年上升趋势[7-13]。2003—2007

年中国甲状腺癌的发病率和病死率每年分别以

14.51%和1.42%的速度上升[14]。2013年中国甲状

腺癌的发病率较2010年增长137%，病死率增长

23%[15]。中国沿海地区较内陆地区的甲状腺癌发

病率高，城市甲状腺癌发病率高于农村，中年人群

甲状腺癌发病率高于其他年龄段人群，女性发病

率高于男性[16]。

1代谢组学研究

代谢组学最早于1999年由英国Nicholson研究

组提出[17]。代谢组学研究的是生理、病理或环境等因素对生物体内所有内源性小分子物质的影响，

这些内源性小分子物质（代谢物）包括碳水化合

物、脂肪酸、氨基酸、核苷酸、有机酸、色素、维生素

等，处于基因表达、蛋白质活动的下游，反映了生

物体对刺激的瞬时状态[18-19]。代谢组学与基因组

学、转录组学、蛋白质组学组成了完整的生物信息

系统。近20年代谢组学技术不断发展，其应用领

域也不断扩展，在肿瘤性疾病的发生、发展机制探

索、新诊断标志物发现、新治疗靶点提出、预后判

断等方面发挥着重要作用，展示了巨大的应用前

景[20]。目前代谢组学在脑癌、乳腺癌、前列腺癌、肺

癌、消化道肿瘤、胰腺癌、神经内分泌肿瘤等研究

中应用广泛[21]。

2代谢组学在甲状腺肿瘤中的研究

2.1甲状腺肿瘤组织的代谢组学

甲状腺肿瘤组织与正常甲状腺组织的代谢谱

具有明显差异。Tian等[22]收集了甲状腺肿瘤组织

及肿瘤旁正常甲状腺组织，利用核磁共振氢谱技

术分析甲状腺组织提取物的代谢谱，并应用高分

辨率魔角旋转核磁共振分析了两种组织的代谢

谱，发现甲状腺肿瘤组织中胆碱、磷酸胆碱、甘油

磷酸胆碱、磷酸乙醇胺、乳酸、谷胱甘肽、牛磺酸、

肌醇、肌苷、延胡索酸和氨基酸的含量更高，而脂

类含量更低。Lu等[23]利用高分辨率魔角旋转核磁

共振分析组织的代谢谱，结果发现，与正常甲状腺

组织相比，甲状腺微小乳头状癌患者的甲状腺组

织中苯丙氨酸、酪氨酸、丝氨酸、胱氨酸、赖氨酸、

谷氨酸、谷氨酰胺、牛磺酸、亮氨酸、丙氨酸、异亮

氨酸、缬氨酸和乳酸的含量升高，而饱和及不饱和

脂肪酸的含量下降。Torregrossa等[2]利用高分辨率

魔角旋转核磁共振波谱技术分析了甲状腺滤泡性

腺瘤、甲状腺肿、甲状腺乳头状癌、甲状腺滤泡状

△基金项目：江苏卫生健康职业学院科研项目（JKB201722）#通信作者（correspondingauthor），邮箱：

drtangwei@aliyun.com113《癌症进展》2020年1月第18卷第2期

癌、未分化甲状腺癌组织和肿瘤旁组织的代谢谱，

发现肿瘤组织中脂肪酸含量较肿瘤旁组织更低，

而酪氨酸、苯丙氨酸、丝氨酸、赖氨酸、牛磺酸、谷

氨酰胺、谷氨酸、丙氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨

酸和乳酸的含量则更高。Miccoli等[24]利用高分辨

率魔角旋转核磁共振分析了正常甲状腺组织、结

节性甲状腺肿、甲状腺乳头状癌、滤泡状腺瘤、甲

状腺滤泡癌或滤泡型乳头状癌的组织代谢谱，结

果发现，甲状腺肿瘤组织中苯丙氨酸、酪氨酸、丝

氨酸、赖氨酸、牛磺酸、谷氨酰胺、谷氨酸、丙氨酸、

异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸的含量升高，脂类含量

降低。Li等[25]利用核磁共振波谱技术分析了正常

甲状腺组织和甲状腺乳头状癌组织的代谢谱，发

现甲状腺乳头状癌的代谢改变主要涉及脂类代谢

增强、糖酵解增强、支链氨基酸代谢增强、其他氨

基酸代谢增强、胆碱代谢增强和三羧酸循环减

弱。Chen等[26]利用气相色谱-质谱法分析了甲状腺

乳头状癌组织和正常甲状腺组织的代谢谱，发现

甲状腺乳头状癌组织较正常甲状腺组织的碳水化

合物（葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖、2-酮基-D-葡

萄糖酸）下降，且核苷酸代谢显著改变。Shang等[27]

先后利用气相色谱-飞行时间质谱、超高性能液相

色谱-三级四极质谱分析及验证了甲状腺乳头状癌

组织和正常甲状腺组织的代谢谱，发现半乳糖苷、蜜

二糖和褪黑激素在甲状腺乳头状癌组织中显著改

变，半乳糖代谢途径包含最多显著改变的代谢物。

甲状腺良恶性肿瘤组织的代谢谱差异明显。

Torregrossa等[2]研究发现，恶性肿瘤（甲状腺乳头状

癌、甲状腺滤泡状癌、未分化甲状腺癌）较良性肿

瘤（甲状腺滤泡性腺瘤、甲状腺肿）组织的乳酸和

牛磺酸含量升高，胆碱、磷酸胆碱、肌肌醇和鲨肌

醇含量降低。Miccoli等[24]研究发现，与甲状腺滤

泡状腺瘤和结节性甲状腺肿相比，甲状腺乳头状

癌和甲状腺滤泡状癌中的乳酸和牛磺酸含量升

高，脂类、胆碱、磷酸胆碱、肌肌醇和鲨肌醇含量降

低。Tian等[22]研究发现，与良性甲状腺病变组织相

比，恶性甲状腺病变组织中磷酸胆碱、甘油磷酸胆

碱、磷酸乙醇胺、乳酸和氨基酸的含量更高，而柠

檬酸、鲨肌醇、肌肌醇、肌苷和尿苷含量较低。Deja

等[28]利用核磁共振波谱技术分析正常甲状腺组织、

非瘤结节、滤泡性腺瘤、甲状腺恶性肿瘤组织的代

谢谱，该研究认为，次黄嘌呤、琥珀酸和丙酮可作

为甲状腺病变的分子标志物，鲨肌醇和肌肌醇可

作为甲状腺癌的特异性分子标志物。甲状腺滤泡

腺瘤的代谢谱同时表现出良性甲状腺病变和部分

恶性甲状腺癌的代谢谱特征。

不同类型甲状腺肿瘤的代谢谱也具有差异。

Wojakowska等[29]应用气相色谱-质谱分析不同类型甲状腺癌（甲状腺滤泡状癌、经典变异乳头状癌、

滤泡型乳头状癌）、甲状腺滤泡状腺瘤和正常甲状

腺组织的代谢谱，该研究中，甲状腺经典变异乳头

状癌和滤泡型乳头状癌、甲状腺滤泡型乳头状癌

和滤泡状癌、甲状腺滤泡型乳头状癌和滤泡状腺

瘤可以被明显区分，而甲状腺滤泡状癌和滤泡状

腺瘤的代谢谱差异不显著。

甲状腺肿瘤原发灶大小影响其代谢谱。郑雯

洁等[30]联合运用气相色谱-飞行时间质谱和超高效

液相色谱-飞行时间质谱技术检测女性患者甲状腺

乳头状癌组织和癌旁组织的代谢谱，并根据原发

灶大小将样本分为T1组（原发灶最大径≤2.0cm）

和T2组（原发灶最大径﹥2.0cm），发现T2组肿瘤组

织中氨基酸、嘌呤与嘧啶、色氨酸以及一碳单位代

谢较T1组增强，亮氨酸、尿嘧啶、半胱氨酸和腐胺

含量与原发灶大小密切相关。

2.2甲状腺肿瘤细针穿刺样本的代谢组学

细针穿刺样本的代谢组学可以用于区分甲状

腺病变组织和正常甲状腺组织以及甲状腺良恶性

病变。Jordan等[31]利用高分辨率魔角旋转核磁共

振分析了甲状腺乳头状癌、滤泡腺瘤、正常甲状腺

组织的细针穿刺样本和组织样本的代谢谱，结果

显示细针穿刺样本能够区分甲状腺乳头状癌和甲

状腺良性病变、甲状腺肿瘤性病变和正常甲状腺

组织。Ryoo等[32]通过核磁共振波谱技术分析了甲

状腺乳头状癌和良性甲状腺结节细针穿刺样本的

代谢谱，发现柠檬酸最能区分甲状腺良恶性结节。

2.3甲状腺肿瘤患者的血清/血浆代谢组学

Lu等[23]利用核磁共振波谱技术分析了甲状腺

微小乳头状癌患者和健康人群的血清代谢谱，结

果发现，甲状腺微小乳头状癌患者较健康人群的

血清葡萄糖、甘露糖、丙酮酸和3-羟基丁酸含量更

高，氨基酸如缬氨酸、酪氨酸、脯氨酸、赖氨酸和亮

氨酸含量更低。Zhao等[33]利用核磁共振波谱技术

分析了甲状腺乳头状癌、良性甲状腺肿瘤、正常甲

状腺人群的血清代谢差异，该研究发现甲状腺乳

头状癌人群血清中乳酸含量较高，而脂类含量较

低。赵文新等[34]利用核磁共振波谱技术分析了甲

状腺乳头状癌患者和健康人群的血清代谢谱，发

现甲状腺乳头状癌患者血清中乳酸、亮氨酸、异亮

氨酸、丙氨酸、谷氨酸、赖氨酸、甘氨酸含量较健康

人群升高，而脂类、胆碱、酪氨酸含量则较健康人

群降低。阿布都沙拉木·阿布力等[35]利用核磁共振

波谱技术分析了甲状腺乳头状癌患者和健康人群

的血清代谢谱，发现甲状腺乳头状癌患者血浆中

极低密度脂蛋白、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸、低密

度脂蛋白、乳酸、丙氨酸、糖蛋白、谷氨酰胺、肉碱、

α-酮戊二酸、肌酸、甘氨酸、不饱和脂肪酸、酪氨酸、114

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卵巢癌相关代谢组学研究进展

卵巢癌相关代谢组学研究进展

３５６·　国际妇产科学杂志２０１２年８月第３９卷第４期　Ｊ　Ｉｎｔ　Ｏｂｓｔｅｔ　Ｇｙｎｅｃｏｌ，Ａｕｇｕｓｔ　２０１２，Ｖｏ１．３９，Ｎｏ．４　

卵巢癌相关代谢组学研究进展　

周颖群综述狄　文　审校　综述·　

【摘　要】代谢组学是一种新的组学研究手段，其使用分析化学的检测方法和生物信息学的统计策略对生物　

系统（细胞、组织、生命体）中所有小分子代谢产物进行分析，任何生理或病理改变都可由代谢表型所反映．卵巢癌发　生发展中表现出的代谢变化规律必然可由代谢组学研究测定，以获得系统性、整体性、动态性的信息，为卵巢癌的早　期诊断、合理治疗提供理论依据。就代谢组学的概念、研究方法及其在卵巢癌中的应用做一综述。　

【关键词】　代谢；卵巢肿瘤；磁共振波谱学；气相色谱一质谱法；生物医学研究　

Ａｄｖａｎｃｅｓ　ｏｎ　Ｏｖａｒｉａｎ　Ｃａｎｃｅｒ　Ｒｅｌａｔｅｄ　Ｍｅｔａｂｏｌｏｍｉｃｓ　ＺＨＯＵ　Ｙｉｎｇ—ｑｕｎ，ＤＩ　Ｗｅｎ．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆＯｂｓｔｅｔｒｉｃｓ　ａｎｄ　Ｇｙｎｅｃｏｌｏｇｙ，　Ｒｅ　Ｈｏｓｐｉｔａｌ，Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆＭｅｄｉｃｉｎｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｊｉａｏ　７ｂｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ；Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆＧｙｎｅｃｏｌｏｇｉｃ　Ｏｎｃｏｌｏｇｙ；Ｆｏｃｕｓ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｓｕｂｊｅｃｔ　ｏｆＳｈａｎｇｈａｉ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２００１２７，Ｃｈｉｎａ　

Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ａｕｔｈｏｒ：ＤＩ　Ｗｅｎ．Ｅ—ｍａｉｌ：ｄｉｗｅｎｌ６３＠ｌ６３．ｃｏｒｎ　【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｍｅｔａｂｏｌｏｍｉｃｓ　ｉｓ　ａ　ｎｅｗ“ｏｍｉｃｓ”ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ｗｈｉｃｈ　ｕｓｅｓ　ａｎａｌｙｔｉｃａｌ　ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｎｄ　ｂｉｏｉｎ—　

ｆｏｒｍａｔｉｃｓ　ｓｔｒａｔｅｇｙ　ｔｏ　ｓｔｕｄｙ　ｔｈｅ　ｇｌｏｂａｌ　ｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓ　ｉｎ　ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ｓｙｓｔｅｍｓ（ｃｅｌｌｓ，ｔｉｓｓｕｅｓ，ｌｉｖｉｎｇ　ｏｒｇａｎｉｓｍｓ）．Ａｎｙ　ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ｏｒ　ｐａｔｈｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｃａｎ　ｂｅ　ｒｅｖｅａｌｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｍｅｔａｂｏｌｉｃ　ｐｈｅｎｏｔｙｐｅ，ｔｈｅ　ｍｅｔａｂｏｌｉｃ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｏｖａｒｉａｎ　ｃａｎｃｅｒ　ｍｕｓｔ　ｂｅ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｂｙ　ｍｅｔａｂｏｌｏｍｉｃｓ．Ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ，ｈｏｌｉｓｔｉｃ，ｄｙｎａｍｉｃ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｏｖａｒｉａｎ　ｃａｎｃｅｒ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ｏｂｔａｉｎｅｄ，ｗｈｉｃｈ　ｃａｎ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ａ　ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　ｂａｓｉｓ　ｆｏｒ　ｅａｒｌｙ　ｄｉａｇｎｏｓｉｓ　ａｎｄ　ｐｒｏｐｅｒ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｔｈｅｒｅ　ｉｓ　ａ　ｒｅｖｉｅｗ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｃｏｎｃｅｐｔ　ｏｆ　ｍｅｔａｂｏｌｏｍｉｃｓ，ｔｈｅｉｒ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｏｎ　ｏｖａｒｉａｎ　ｃａｎｃｅｒ．　【Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ】Ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ；Ｏｖａｒｉａｎ　ｎｅｏｐｌａｓｍｓ；Ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ；Ｇａｓ　ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ—ｍａｓｓ　ｓｐｅｅ—　

代谢组学在临床研究中的应用及进展_曹蓓

代谢组学在临床研究中的应用及进展_曹蓓

生命科学Chinese Bulletin of Life Sciences第22卷 第8期2010年8月Vol. 22, No. 8Aug., 2010

文章编号 ：1004-0374(2010)08-0761-11

代谢组学在临床研究中的应用及进展

曹　蓓，阿基业＊，王广基＊，郑　天，刘林生，李梦婕，石　建，王新文，赵春艳

(中国药科大学药代动力学重点实验室，南京 210009)

摘　要：代谢组学是“后基因组学”时期新兴的一门学科，也是系统生物学的重要组成部分。代谢组学通过全面、定量检测生物样本中多种类型小分子化合物，来了解在内在和外界因素作用下生物体内源性物质的变化及规律，特别适合于临床上研究机体因受到遗传、生长、生理、环境因素和异物、病源等刺激的影响而产生的变化。借助于代谢组学技术不仅能够描述疾病发生、发展以及治疗过程中机体代谢机能的状态和变化，为临床疾病的诊断、病理机制的探索、新治疗靶点的发现等提供新的途径和思路，还可以揭示外界干扰因素(药物/毒物、环境、饮食、生活方式等)对机体的影响，为药效评价和疾病病因的筛查提供基础数据。近年来，代谢组学在临床研究方面得到了广泛的应用，取得了巨大的进展并展现了鼓舞人心的应用前景。该文分别就代谢组学在描述疾病发展状态、研究疾病诊断方法、探索疾病发病原因和发病机理、药效学评价等几个方面的应用及进展进行回顾和综述。关键词：代谢组学；心血管疾病；癌症；代谢综合征；生物标记物中图分类号：Q591; R969.1 文献标识码：A

The application of metabonomics to clinical research and the progress

CAO Bei, A Ji-ye*, WANG Guang-ji*, ZHENG Tian, LIU Lin-sheng,

LI Meng-jie, SHI Jian, WANG Xin-wen, ZHAO Chun-yan

代谢组学技术在中药研究中的应用进展

代谢组学技术在中药研究中的应用进展

代谢组学技术在中药研究中的应用进展

摘要：代谢组学作为系统生物学研究领域中最为活跃的分支学科之一,近年来发展迅速,成为国内外研究的热点。随着分析手段的不断完善,代谢组学的研究得到了更加广泛的应用,特别是在中药研究领域。本为将对这一领域的研究进展进行综述。

关键词：代谢组学、中药研究、应用

Abstract: Metabonomics, one of the most active branches of Systematic Biology research area,

has developed very rapidly in recent years,and is now the focus of research and attention in

national and abroad. With the developing of analytical technology, metabonomics has more widely

application,especially in the Traditional Chinese Medicine research. In this paper, current research

progress in this field is reviewed.

Key words: Metabonomics, Traditional Chinese Medicine Research,Application

随着人类基因组计划等重大科学项目的实施基因组学、转录组学及蛋白质组学在研究人类生命科学的过程中发挥了重要的作用，与此同时，代谢组学 (metabonomics)在 20世纪 90年代中期产生并迅速地发展起来，与基因组学、转录组学、蛋白质组学共同组成“系统生物学”。基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等各种“组学”在生命科学领域中发挥了重要的作用，它们分别从调控生命过程的不同层面进行研究，使人们能够从分子水平研究生命现象，探讨生命的本质，逐步系统地认识生命发展的规律。这些“组学”手段加上生物信息学，成为系统生物学的重要组成部分。系统生物学家们认为， 将生命科学上升为/综合科学的时机已经成熟，生命科学再次回到整合性研究的新高度，逐步由分子生物学时代进入到系统生物学时代[1]。代谢组学的出现和发展是必要的，同时也是必须的。对于基因组学和蛋白质组学在生命科学研究中的缺点和不足，代谢组学正好可以进行弥补。代谢组学研究的是生命个体对外源性物质 (药物或毒物 )的刺激、环境变化或遗传修饰所做出的所有代谢应答，并且检测这种应答的全貌及其动态变化。代谢组学方法为生命科学的发展提供了有力的现代化实验技术手段，同时也为新药临床前安全性评价与实践提供了新的技术支持与保障。

代谢组学研究进展综述

代谢组学研究进展综述

代谢组学技术及其在中医研究中的探讨

姓名：郭欣欣 学号：22009283 导师：刘慧荣

代谢组学(metabonomics) 是20世纪90年代中期发展起来的一门新兴学科,是关于生物体系受刺激或扰动后(如将某个特定的基因变异或环境变化后) 其代谢产物(内源代谢物质)

种类、数量及其变化规律的科学。它研究的是生物整体、系统或器官的内源性代谢物质的代谢途径及其所受内在或外在因素的影响。常用的方法是检测和量化一个生物整体代谢随时间变化的规律;建立内在和外在因素影响下,代谢整体的变化轨迹,反映某种病理(生理) 过程中所发生的一系列生物事件。

1 代谢组学研究技术平台

代谢组学研究的技术平台包括以下几个部分:前期的样品制备,中期的代谢产物检测、分析与鉴定以及后期的数据分析与模型建立。

前期 代谢组学研究常用的检测技术,一般不需要对标本行特别的分离、纯化等。但离体条件下,细胞或组织内的代谢状态可迅速改变,代谢物的质与量亦随之变化,为正确反映在体的真实信息,须立即阻断内在酶的活性。最为常用的是冰冻/液氮降温法及冷冻、干燥的保存技术,尽管如此,细胞间仍始终有一低水平的代谢活动,需尽量避免氧化等活化因素。

中期 代谢产物的检测、分析与鉴定是代谢组学技术的核心部分,最常用的是NMR及质谱(MS)两种。

核磁共振技术 是利用高磁场中原子核对射频辐射的吸收光谱鉴定化合物结构的分析技术,生命科学领域中常用的是氢谱( 1H NMR ) 、碳谱(13C NMR)及磷谱(31P NMR)三种。可用于体液或组织提取液和活体分析两大类。

NMR技术在代谢组学中的应用越来越广泛,它具有如下优点: ①无损伤性,不破坏样品的结构和性质; ②可在一定的温度和缓冲范围内进行生理条件或接近生理条件的实验; ③与外界特定干预相结合,研究动态系统中机体化学交换、运动等代谢产物的变化规律; ④实验方法灵活多样。但仪器价格及维护费用昂贵限制了该技术的进一步普及。