代謝組學(xué)（metabonomics）是指通過組群指標(biāo)分析，進(jìn)行高通量檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理，研究生物體整體或組織細(xì)胞系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)代謝變化，特別是對(duì)內(nèi)源代謝、遺傳變異、環(huán)境變化乃至各種物質(zhì)進(jìn)入代謝系統(tǒng)的特征和影響的學(xué)科。

“基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)告訴你什么可能會(huì)發(fā)生，而代謝組學(xué)則告訴你什么確實(shí)發(fā)生了。”

?代謝組學(xué)是效仿基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)的研究思想，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)系的研究方式，是系統(tǒng)生物學(xué)的組成部分。
?其研究對(duì)象大都是相對(duì)分子質(zhì)量1000以內(nèi)的小分子物質(zhì)。
?先進(jìn)分析檢測(cè)技術(shù)結(jié)合模式識(shí)別和專家系統(tǒng)等計(jì)算分析方法是代謝組學(xué)研究的基本方法。
?其樣品主要是動(dòng)植物的細(xì)胞和組織的提取液。
?主要技術(shù)手段是核磁共振（NMR）、質(zhì)譜（MS）、色譜（HPLC，GC）。

代謝組學(xué)的特點(diǎn)

?關(guān)注內(nèi)源化合物
?對(duì)生物體系的小分子化合物進(jìn)行定量定性研究
?上述化合物的上調(diào)和下調(diào)指示了與疾病、毒性、基因修飾或環(huán)境因子的影響
?上述內(nèi)源性化合物的知識(shí)可以被用于疾病的診斷和藥物篩選。

    代謝組學(xué)的優(yōu)點(diǎn)

1、基因和蛋白表達(dá)的有效的微小變化會(huì)在代謝物上得到放大，從而使檢測(cè)更容易；
2、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)序列標(biāo)簽（EST）的數(shù)據(jù)庫；
3、代謝物的種類要遠(yuǎn)小于基因和蛋白的數(shù)目，每個(gè)生物體中代謝產(chǎn)物大約在103數(shù)量級(jí)，細(xì)菌基因組中幾千個(gè)基因；
4、因?yàn)榇x產(chǎn)物在各個(gè)生物體系中都是類似的，所以代謝組學(xué)研究中采用的技術(shù)更通用；

代謝組學(xué)分析研究方法

1、氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用(GC—MS)：氣相色譜的流動(dòng)向?yàn)槎栊詺怏w，氣-固色譜法中以表面積大且具有一定活性的吸附劑作為固定相。當(dāng)多組分的混合樣品進(jìn)入色譜柱后，由于吸附劑對(duì)每個(gè)組分的吸附力不同，經(jīng)過一定時(shí)間后，各組分在色譜柱中的運(yùn)行速度也就不同。吸附力弱的組分容易被解吸下來，最先離開色譜柱進(jìn)入檢測(cè)器，而吸附力最強(qiáng)的組分最不容易被解吸下來，因此最后離開色譜柱。如此，各組分得以在色譜柱中彼此分離，順序進(jìn)入檢測(cè)器中被檢測(cè)、記錄下來。
2、液相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用(LC—MS)：質(zhì)譜分析是一種測(cè)量離子荷質(zhì)比（電荷-質(zhì)量比）的分析方法，其基本原理是使試樣中各組分在離子源中發(fā)生電離，生成不同荷質(zhì)比的帶正電荷的離子，經(jīng)加速電場(chǎng)的作用，形成離子束，進(jìn)入質(zhì)量分析器。在質(zhì)量分析器中，再利用電場(chǎng)和磁場(chǎng)使發(fā)生相反的速度色散，將它們分別聚焦而得到質(zhì)譜圖，從而確定其質(zhì)量。
3、核磁共振(NMR):核磁共振是處于靜磁場(chǎng)中的原子核在另一交變磁場(chǎng)作用下發(fā)生的物理現(xiàn)象。通常人們所說的核磁共振指的是利用核磁共振現(xiàn)象獲取分子結(jié)構(gòu)、人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息的技術(shù)。
核磁共振基本原理： 當(dāng)以射頻照射外磁場(chǎng)中的自旋核，且射頻的能量正好等于核磁矩不同取向的能級(jí)差時(shí)，低能級(jí)的核將吸收射頻躍遷致高能態(tài)—核磁共振現(xiàn)象。特定磁場(chǎng)中特定原子只能吸收特定射頻，從而形成一個(gè)核磁共振信號(hào)。
優(yōu)點(diǎn)：能夠?qū)悠穼?shí)現(xiàn)非破壞性、非選擇性分析。它是唯一既能定性, 又能在微摩爾范圍定量有機(jī)化合物的技術(shù)。

    缺點(diǎn)：靈敏度相對(duì)較低,不適合分析低濃度代謝物。

    代謝組學(xué)研究流程

代謝組學(xué)應(yīng)用及前景

?毒理學(xué)：代謝組學(xué)是利用高通量檢測(cè)技術(shù)在代謝物的整體水平上檢測(cè)機(jī)體在藥物暴露后的各種生理生化指標(biāo)，這些指標(biāo)幾乎涵蓋毒理作用發(fā)生的所有的環(huán)節(jié)，再結(jié)合傳統(tǒng)的病理學(xué)終點(diǎn)，可以對(duì)藥物的毒性作用機(jī)制進(jìn)行深入的了解。
?在疾病研究和診斷：近年來，代謝組學(xué)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于心血管疾病、糖尿病、癌癥等疾病的診斷和研究。在心血管疾病方面，Brindle利用基于1HNMR的代謝組學(xué)技術(shù)對(duì)冠心病人的血清代謝組進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示疾病組與正常組代謝組圖譜存在明顯差異，研究認(rèn)為代謝組學(xué)技術(shù)不僅能快速、準(zhǔn)確的診斷冠心病還能區(qū)分疾病的嚴(yán)重程度。
?藥物代謝研究：基于代謝組學(xué)方法的藥物代謝研究將高分辨分析儀器(如UPLC—TOFMS)和多元數(shù)據(jù)分析技術(shù)相結(jié)合，不局限于已知的特定代謝途徑，對(duì)藥物代謝物進(jìn)行非靶向的全面篩選，有助于發(fā)現(xiàn)一些用傳統(tǒng)方法無法檢測(cè)到的新代謝產(chǎn)物，為藥物體內(nèi)代謝研究提供了一種新的途徑。

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