Metabolomics: Concept, methods and potential prospect in marine biology

The term "omics" refers to the comprehensive analysis of a specific biological system.With the development of omics,a number of omics subdisciplines have emerged,which play an important role in system biology.As a subdiscipline of omics,metabolomics provides a comprehensive analysis of the metabolome and has been widely applied to various fields of biology.In this paper,we introduce the concept,approaches,applications,and promising prospects of metabolomics.     

北五味子与人参共煎剂对老年大鼠尿液代谢组学的影响

目的探讨北五味子与人参共煎剂对老年大鼠尿液代谢产物的影响.方法运用基于高分离快速液相色谱-四级杆-飞行时间质谱技术(RRLC-Q-TOF-MS)的尿液代谢组学方法研究24月龄大鼠在北五味子与人参共煎剂给药前后的尿液样本,通过主成分分析等方法对尿液中的代谢产物进行降维筛选,比较给药前后的差异代谢产物,并根据差异代谢产物的精确分子质量和在串联质谱中的离子碎裂特征进行鉴定.结果在北五味子与人参共煎剂干预后,老年大鼠的尿液中共鉴定了5个差异代谢物,经过对差异代谢产物相关的代谢通路进行分析,发现与能量代谢、脂类物质代谢和脑衰老相关的代谢产物发生变化.结论北五味子与人参共煎剂通过干扰能量代谢、脂类物质代谢和神经递质的途径而发挥抗疲劳、降脂、抗氧化和延缓脑衰老的作用.     

高尿酸血症大鼠模型血清代谢组学研究

 通过检测高尿酸血症大鼠血清代谢谱的变化, 探讨代谢组学在高尿酸血症研究中的应用。将20 只清洁级健康SD(Sprague-Dawley)大鼠随机分为高尿酸血症模型组(10 只)和空白对照组(10 只), 每日采用酵母膏(YEP)21 g·kg^-1·d^-1给予喂养, 氧氢酸钾(OA)以200 mg-1·kg^-1·d^-1腹腔注射1 次, 建立高尿酸血症大鼠模型。第28 日收集空白对照组和模型组大鼠血清, 进行¹H-NMR 谱测定和主成分分析。与空白对照组大鼠相比, 模型组大鼠血清中糖蛋白、丙酮酸、丙氨酸、异亮氨酸、亮氨酸显著增加, 而甲酸浓度及极低密度脂蛋白、不饱和脂肪酸、丙酮显著降低。由此得出, 高尿酸血症大鼠血清代谢组学发生明显变化, 血浆代谢组学在一定程度上反映高尿酸血症大鼠的病理生理变化。     

基于气相色谱的铅中毒大鼠尿液代谢指纹图谱研究

代谢组学是近年来新发展起来的一门学科,其在毒理学领域的应用越来越受到关注.本文通过对色谱条件的优化建立了一种基于气相色谱的代谢组学技术,检测铅染毒大鼠内源性代谢物谱变化,并运用主成分分析的模式识别方法对这一变化过程进行分析.发现正常组、低剂量染毒组、中剂量染毒组以及高剂量染毒组大鼠处于不同的空间位置,说明随着染毒剂量的不同,各组大鼠的尿液代谢指纹图谱发生了明显的变化.进一步分析发现,各组大鼠的气相色谱图谱在保留时间为3.5 min和5.5 min时的差异对上述总体差异的贡献最大.表明不同剂量的铅染毒能导致大鼠的尿液代谢指纹图谱发生明显的改变,这种改变能用结合模式识别的气相色谱技术检测出来;气相色谱技术可作为核磁共振技术等其它平台的补充工具用于代谢组学研究.     

代谢组学在肿瘤研究中的应用

代谢组学是后基因组时代迅速发展起来的新兴学科,是在基因组学、转录组学和蛋白质组学之后,生命科学领域的重要组成部分.与前三者不同的是,代谢组学研究的是生物事件的终点,可以与生物事件建立直接的关系.肿瘤是严重危害人类健康的疾病之一,其发病率与死亡率都比较高,且肿瘤的发生发展过程中必然伴随着代谢的改变.在近些年来的肿瘤治疗当中,代谢组学的应用研究越来越深入.它可以在肿瘤早期进行诊断,并从代谢角度整体对肿瘤疾病进行分析,个体化治疗及预后的判断上有独特的优势.     

基于NMR的维吾尔医异常黑胆质型糖尿病代谢组学研究

 研究异常黑胆质型糖尿病患者体内物质代谢变化的规律。采用基于核磁共振(NMR)测定技术对异常黑胆质型糖尿病患者和黑胆质血糖正常者尿液进行检测,使用正交偏最小二乘法判别(Orthogonal Partial Least-Squares Discriminant Analysis, OPLS-DA)分析研究尿液内源性化合物在两组间的差异。结果显示,异常黑胆质型糖尿病患者组尿液中的代谢物发生了明显的变化。其中葡萄糖、牛磺酸和甜菜碱的含量增加,与黑胆质血糖正常组比较差异有统计学意义(P<0.05);同时多种氨基酸、肌酸酐、马尿酸盐、柠檬酸和二甲胺等含量减少,与黑胆质血糖正常组比较差异有统计学意义(P<0.05)。总之,基于NMR的代谢组学技术和标志物信息均显示异常黑胆质型糖尿病患者和黑胆质血糖正常者存在代谢差异,提示体内某些小分子化合物可能正是维吾尔医异常黑胆质型糖尿病的物质基础。     

代谢组学技术在兽药违规使用监测中的应用及研究进展

兽药残留分析检测技术的开发与创新是动物源性食品安全监测的重要研究内容。作为系统生物学的重要组成部分,代谢组学研究及其检测技术在动物源性食品安全领域发挥了不可或缺的作用。基于当前代谢组学技术在兽药残留检测领域的研究成果,阐述了代谢组学的概念、原理与分类;以"瘦肉精"和类固醇两类违禁兽药残留检测为例,简述了液相色谱串联质谱法(liquid chromatography-tandem mass spectrometry,LC-MS)、气相色谱串联质谱法(gas chromatographytandem mass spectrometry,GC-MS)等代谢组学常用检测技术对动物血液、尿液等生物样本进行残留分析检测的应用现状,分析了非靶向代谢组学与靶向代谢组学存在的精确度差与通量低等问题,以及代谢组学技术对大型仪器设备与专业数据库过度依赖的局限性;进一步提出了代谢组学技术在兽药残留检测的应用中应根据样品特点及检测目的,将多技术平台(液相色谱-电喷雾飞行质谱、超高效液相色谱-四级杆飞行时间质谱)、分析平台(主成分分析、偏最小二乘判别分析)与多组学技术(基因组学、转录组学、蛋白组学)联合使用以提高代谢组学技术在兽药残留检测领域的适用性与应用范围,为兽药残留分析检测提供新的研究方向。     

新技术在食品微生物检验检测中的应用

现代社会中,随着人们对食品要求的增加,食品安全越来越成为人们关注的焦点,因此寻求、建立快速检测食品微生物的方法十分必要.简要介绍了几种新型的用于快速检验检测食品微生物的技术及其在实际检验检测中的应用.     

基于NMR的维吾尔医异常黑胆质型肿瘤患者血浆代谢组学分析

探讨了异常黑胆质型体液引起肿瘤过程中体内代谢变化的机理.对223例异常黑胆质型肿瘤患者和50例健康人血浆进行核磁共振氢谱检测.分段积分后采用正交偏最小二乘判别(OPLS-DA)分析.结果表明.异常黑胆质型肿瘤患者血浆中多种氨基酸显著下降,包括亮氨酸、丙氨酸、瓜氨酸、酪氨酸、组氨酸、甘氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、缬氨酸等,与健康人比较差异有统计学意义(P<0.05).此外,糖蛋白、谷氨酰胺、肌醇、乳酸、胆碱、肌酸也显著下降,与健康人比较差异有统计学意义(P<0.05).同时,异常黑胆质型肿瘤患者血浆中甲酸、丙酮、乙酸、乙酰乙酸、丙酮酸、β-羟丁酸、肉碱、丙二酸,以及脂肪分解产物多不饱和脂肪酸、极低密度脂蛋白、低密度脂蛋白等显著增加,与健康人比较差异有统计学意义(P<0.05).由此表明.异常黑胆质型肿瘤患者体内脂肪动员加强,同时氨基酸代谢出现异常,细胞膜的完整性降低,机体抗氧化能力下降,使氧化损伤加剧.机体形成异常黑胆质时,很可能出现机体内分泌功能紊乱,免疫功能低下,膜蛋白和受体变性,从而引起肿瘤等各种疾病.     

异常黑胆质型与非异常黑胆质型肿瘤患者血浆代谢组学差异分析

探讨异常黑胆质型与非异常黑胆质型肿瘤患者血浆差异性代谢成分,描述两种肿瘤患者血浆代谢组学差异。对80例异常黑胆质型肿瘤患者和160例非异常黑胆质型肿瘤患者血浆进行核磁共振氢谱检测,对结果进行正交偏最小二乘判别(OPLS-DA)分析。结果表明,异常黑胆质型肿瘤患者血浆葡萄糖、极低密度脂蛋白、不饱和脂类、丙氨酸含量比非异常黑胆质型肿瘤患者低,差异有统计学意义(P<0.05)。同时,脂肪酸氧化产物乙酰乙酸、β-羟丁酸、丙酮、异丁酸,糖酵解产物乳酸、丙酮酸,以及亮氨酸、酪氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、乙酰半胱氨酸、糖蛋白、肌醇等代谢物在血浆中的含量比非异常黑胆质型肿瘤患者高,差异有统计学意义(P<0.05)。由此得出结论:异常黑胆质型肿瘤患者体内的脂肪动员和糖酵解水平比非异常黑胆质型肿瘤患者高,免疫功能的损毁可能比后者严重,预后可能比后者差。