代謝是生物體內(nèi)所有生化反應(yīng)的總成，是生命體維持生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是研究生命活動(dòng)的重要基礎(chǔ)。代謝組學(xué)是研究生命在內(nèi)、外環(huán)境影響下的內(nèi)源代謝活動(dòng)，包括對(duì)代謝產(chǎn)物種類(lèi)、數(shù)量及其變化規(guī)律的檢測(cè)和分析，從而研究集體生命活動(dòng)發(fā)生和發(fā)展的本質(zhì)。與其他組學(xué)相比，代謝組學(xué)具有多種優(yōu)勢(shì)：
1. 代謝物的種類(lèi)、數(shù)量變化易于檢測(cè);
2、相比于基因組學(xué)和蛋白組學(xué)，技術(shù)手段更為簡(jiǎn)單;
3、與基因組學(xué)和的蛋白組學(xué)相比，代謝物數(shù)量少，易于檢測(cè)、驗(yàn)證和分析;
4、代謝水平變化可實(shí)時(shí)揭示機(jī)體生理病理狀態(tài)。
代謝組學(xué)和其他組學(xué)的關(guān)系：
代謝組學(xué)根據(jù)研究目的的不同，可進(jìn)一步分為非靶向和靶向代謝組學(xué)。非靶向代謝組學(xué)是對(duì)有機(jī)體內(nèi)源性代謝物的全面、系統(tǒng)的分析，是一種無(wú)偏向的代謝組學(xué)分析，可以發(fā)現(xiàn)新的生物標(biāo)記物。靶向代謝組學(xué)是針對(duì)特定一類(lèi)代謝物的研究分析。二者各有優(yōu)缺點(diǎn)，經(jīng)常結(jié)合使用，用于差異代謝產(chǎn)物的發(fā)現(xiàn)和精準(zhǔn)定量，對(duì)后續(xù)代謝分子標(biāo)志物進(jìn)行深入的研究和分析，這在食品鑒定、疾病研究、動(dòng)物模型驗(yàn)證、生物標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)、疾病診斷、藥物研發(fā)、藥物篩選、藥物評(píng)估、臨床研究、植物代謝研究、微生物代謝研究中發(fā)揮重要作用。
非靶向和靶向代謝組學(xué)結(jié)合使用：
非靶向代謝組學(xué)是在背景知識(shí)有限的基礎(chǔ)上，對(duì)整個(gè)生命體代謝組進(jìn)行的系統(tǒng)、全面的鑒定分析，獲取大量代謝物數(shù)據(jù)，從中發(fā)現(xiàn)差異代謝物。非靶向代謝組學(xué)主要包含以下流程：
1. 樣本采集與處理
常見(jiàn)的代謝組學(xué)分析樣本包括血漿、尿液、組織、細(xì)胞、細(xì)胞器等。足夠大的樣本量可以減少樣本個(gè)體差異造成的誤差。這些復(fù)雜樣本中含有很多其他成分，可能對(duì)結(jié)果產(chǎn)生干擾，是影響代謝組學(xué)研究是否成功的關(guān)鍵因素。常用的樣本處理方法包括蛋白質(zhì)沉淀，差速離心和萃取(固相萃取、液液萃取、超臨界流體萃取、加速溶劑萃取)等。
2. 實(shí)驗(yàn)分析
代謝組學(xué)常常需要運(yùn)用多種分析技術(shù)手段來(lái)滿足不同的實(shí)驗(yàn)需求。常見(jiàn)的代謝組學(xué)分析技術(shù)包括核磁共振(NMR)、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(LC-MS)、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)、毛細(xì)管電泳-質(zhì)譜聯(lián)用(CD-MS)、HILIC--MS等。高分辨質(zhì)譜技術(shù)主要有TOF-MS、FTICR-MS、Orbitrap-MS、Sector-MS等。
