代谢组学的研究进展
研究背景：
人类面临疾病挑战，新技术对于疾病的诊断治疗至关重要。代谢组学作为一种最新的组学技术之一，是继基因组学、转录组学和蛋白质组学之后兴起的系统生物学的一个新的分支,它是通过考察生物体系受刺激或扰动前后(如将某个特定的基因变异或环境变化后)代谢产物图谱及其动态变化研究生物体系的代谢网络的一种技术,研究对象主要是相对分子质量1 000以下的内源性小分子。代谢组学研究常用的研究样本有尿液、血浆或血清、唾液、脑脊液等生物体液及细胞提取物、细胞培养液和组织等，这些代谢产物可以反映机体健康状态或疾病状态下的重要信息。作为一项新兴的研究手段，代谢组学已广泛用于营养学、毒理学、疾病诊断等各个领域。子宫内膜癌是北美等发达国家中最常见的妇科恶性肿瘤，在发展中国家发病率近年也有明显的上升趋势，大部分患者与雌激素长期刺激和缺乏孕激素拮抗有关。而子宫内膜癌患者的血清代谢组学特征是特殊的，因为它与健康对照和良性子宫内膜疾病和其他妇科癌症(如卵巢癌)的不同。利用代谢组学技术可以对子宫内膜癌诊断生物标志物进行筛选和鉴定。
1.代谢组学的定义
随着系统生物学的发展,生命科学研究跨入了后基因组时代,人们更加注重功能基因的研究｡代谢组学是继基因组学和蛋白质组学之后出现的一门新学科,已成为后基因组学时代的一个非常重要的分支｡20世纪90年代末,代谢组学的概念就已经在微生物领域出现[1]｡与基因组､蛋白组的概念相对应,一个生物所有的代谢产物(metabolite)构成了它的代谢组(metabolome)[2]｡Metabonomics的概念来源于Nicholson JK小组利用核磁共振(Nuclear magnetic resonance,NMR)技术对体液､细胞和组织中多组分代谢产物的研究,并由Nicholson JK 教授于1999 年首次提出[3]｡Metabonomics 通常定义为动态测定生命系统经外界刺激或基因改变产生的代谢反应[4]｡其中心任务包括检测､量化和编录生物内源性代谢物质的整体及其变化规律,联系该变化规律与所发生的生物学事件或过程的本质｡
2.代谢组学研究的4个层次
根据代谢组学研究对象和目的的不同,可以将其研究目的分为4个层次:
2.1代谢物靶标分析(metabolite target analysis):针对某个或某几个特定组分的分析,如蛋白的底物或者产物,通过检查其因受干扰后目标代谢产物的变化,判断干扰因素的敏感度｡
2.2代谢物谱分析(metabolite profiling analysis):采用针对性的分析技术,对特定代谢路径和网络的标志性或预见性代谢产物进行分析鉴别｡
2.3代谢指纹分析(metabolite fingerp rint analysis):用于描述某种生理状态细胞内外所有代谢产物的代谢类型的集合｡通过高通量的定性和半定量分析实现表型的快速鉴定｡
