代谢组学在疾病诊断如何应用?
代謝組學是繼基因組學、蛋白質組學、轉錄組學后出現的新興“組學”,自1999年以來,每年發表的代謝組學研究的文章數量都在不斷增加,尤其是在疾病診斷領域,應用前景不可估量,今天咱們就聊一聊代謝組學在疾病診斷中的應用。
代謝組學(metabolomics)的出現是生命科學研究的必然。在20世紀90年代中期發展起來的代謝組學,是對某一生物或細胞中相對分子量小于1,000的小分子代謝產物進行定性和定量分析的一門新學科。代謝組作為系統生物學的重要組成部分,在臨床醫學領域具有廣泛的應用前景。
代謝產物是基因表達的最終產物,在代謝酶的作用下生成。雖然與基因或蛋白質相比,代謝產物較小,但是不能形成代謝產物的細胞是死細胞,因此不能小看代謝產物的重要性。
研究人員通過對機體代謝產物的深入研究,可以判斷機體是否處于正常狀態,而對基因和蛋白質的研究都無法得出這樣的結論。事實上,代謝組學研究已經能診斷出一些代謝類疾病,如糖尿病、肥胖癥,代謝綜合癥。目前,已經研究清楚的普通代謝途徑包括三羧酸循環(TCA),糖酵解,花生四烯酸(AA)/炎癥途徑。
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,最終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。
更好的“組學”?
從表面上看,代謝組學的發展很迅速,但是仍然遠遠落后于基因組學和蛋白質組學。與基因組學和蛋白質組學相比,代謝組學將在臨床上發揮更大的作用。許多公司通過市場研究發現,健康人并不希望進行基因型分析,所以,對于這些人群來說,基因組學研究在臨床上的應用很有限。而代謝組學與臨床化學較為相似,且相對于基因組學來說,提供的個人信息更少,故其在臨床上的應用有可能產生一定的影響。較低的費用,是促使代謝組學在臨床上易于接受的另一個原因。Griffin博士指出,與其他“組學”研究相比,代謝組學的費用更低,研究人員可以通過代謝組學研究篩檢出代謝產物,然后采用更昂貴的基因組學和蛋白質組學的方法對有意義的代謝產物進一步加以研究。
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總結
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