代謝組學是研究關于生物體被擾動后（如基因的改變或環(huán)境變化后）其代謝產物（內源性代謝物質）種類、數量及其變化規(guī)律的科學。代謝組學著重研究的是生物整體、組織的內源性代謝物質的代謝途徑及其所受內在或者外在因素的影響及隨時間變化的規(guī)律。代謝組學通過揭示內在和外在因素影響下代謝整體的變化軌跡來反映某種病理生理過程中所發(fā)生的一系列生物事件。代謝組學在系統(tǒng)生物學的末端。以人體為例，對基因序列信息研究是基因組學的范疇。轉錄組學研究基因在外在或內在環(huán)境刺激下不同的表達?；蛐畔⒎g成蛋白質后，各種蛋白的形狀、功能、相互關系是蛋白組學的研究范疇。各種營養(yǎng)物質經過人體的消化、代謝后的代謝物，就是代謝組學的研究范圍。代謝組學可與生物表型變化建立直接相關性。北京GC-MS非靶向代謝組學方法
代謝組學疾病診斷應用： 代謝組學研究人員已經對此進行了研究。新生兒是否缺失酶基因，可以在出生時就檢測出來?？蓹z測出包括涉及合成途徑中的基本成分（如氨基酸）的酶。酶缺失的結果就是相應的代謝產物過少或過多。尿癥（PKU）是一種常見的嬰兒疾病。這種疾病是由于缺失將苯丙氨酸水解成酪氨酸所必須的苯丙氨酸水解酶基因，導致血液中苯丙氨酸累積造成的。若是不能及時檢測出這種天生的代謝缺乏，在嬰兒出生后九個月內，就會引起無法挽救的大腦損傷。這種疾病通過簡單的血樣和尿素化驗就可以確診。而血樣和尿素化驗以后也將成為代謝指紋研究方法的一部分。像尿癥那樣的疾病，研究人員正試圖從疾病的生物化學基礎著手，而不是只有檢測生物標記物。他們希望通過代謝組學，可以找到更好的方法去治這些疾病。北京GC-MS非靶向代謝組學方法代謝組學的研究處于生物信息流的中游。
代謝組學細胞樣本收集：懸浮細胞：1）連同培養(yǎng)基轉移到1.5 mL的進口離心管中。2）低速離心5 min（低于3000 rpm），使細胞沉淀于離心管的底部（1*107個細胞為宜）。3）倒掉培養(yǎng)基（盡量倒干凈），用預冷的PBS反復沖洗2 ~ 3次，低速離心5 min，棄上清。4）標記離心管，將離心管的尖的一端插入液氮中，淬滅細胞沉淀1 min，-80 ℃凍存，干冰寄送。注意事項：1. 培養(yǎng)基傾倒時盡量倒干凈，可使用濾紙將殘留培養(yǎng)液吸凈；2. 甲醇/水請使用色譜純及以上規(guī)格；3. 液氮淬滅細胞時，請小心避免離心管破碎導致樣本受損;4. 建議細胞樣本在進行培養(yǎng)時多準備樣本，以備后續(xù)使用。
代謝組學概念：基因與蛋白質的表達緊密相連，而代謝物則更多地反映了細胞所處的環(huán)境，這又與細胞的營養(yǎng)狀態(tài)，藥物和環(huán)境污染物的作用，以及其它外界因素的影響密切相關。因此有人認為，“基因組學和蛋白質組學告訴你什么可能會發(fā)生，而代謝組學則告訴你什么確實發(fā)生了?！贝x組學的概念來源于代謝組，代謝組是指某一生物或細胞在一特定生理時期內所有的低分子量代謝產物，代謝組學則是對某一生物或細胞在一特定生理時期內所有低分子量代謝產物同時進行定性和定量分析的一門新學科。它是以組群指標分析為基礎，以高通量檢測和數據處理為手段，以信息建模與系統(tǒng)整合為目標的系統(tǒng)生物學的一個分支。代謝組學是要涉及研究每一個代謝組分的共性、特性和規(guī)律。
代謝組學研究方法：代謝組學的研究方法與蛋白質組學的方法類似，通常有兩種方法。一種方法稱作代謝物指紋分析 （metabolomic fingerprinting），采用液相色譜-質譜聯(lián)用（LC-MS）的方法，比較不同血樣中各自的代謝產物以確定其中所有的代謝產物。從本質上來說，代謝指紋分析涉及比較不同個體中代謝產物的質譜峰，然后了解不同化合物的結構，建立一套完備的識別這些不同化合物特征的分析方法。另一種方法是代謝輪廓分析（metabolomic profiling）,研究人員假定了一條特定的代謝途徑，并對此進行更深入的研究。代謝組學關注的對象是分子量在1000以下的小分子化合物。武漢農學靶向代謝組學定性分析
代謝組學的研究方法與蛋白質組學的方法類似。北京GC-MS非靶向代謝組學方法
代謝組學有哪些應用？近年來，代謝組學技術得到了迅速發(fā)展，主要可應用于：功能基因組學、疾病早期診斷、病因病機研究、藥物毒理學、中醫(yī)藥現(xiàn)代化、植物代謝組學、微生物代謝組學、營養(yǎng)學、環(huán)境科學等生命科學的各個領域。為什么要選擇代謝組學？首先需要明確的是代謝組學的目標分析物主要為生物小分子及其代謝產物，如糖、有機酸、脂質、維生素、氨基酸、芳香烴之類等化合物。所以，如果關注的是小分子物質，那么采用代謝組學的方法，可以對樣品內檢測到的小分子物質進行定性、定量分析。同于基因組學和蛋白組學，代謝組學的研究反映某一時刻下正在發(fā)生的生命活動情況，研究代謝物的表達量、代謝物與生理病理變化的關系，能夠幫助尋找新的生物標記物，發(fā)現(xiàn)新的代謝途徑，以及更進一步深入了解目前已知的這些途徑，應用于疾病的早期診斷、藥物靶點的發(fā)現(xiàn)、疾病的病理生理研究。北京GC-MS非靶向代謝組學方法
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