代謝物包括基因組的下遊輸出和來自環境※的上遊輸入,因此代謝組學研究可使科學家探索基因和環境之間▃的關聯。與基答应因組學研究不同,基因竟然也变成了绿色評分是預估可能會發生的變化,而代謝特征和代謝表型則代表著當前正在■發生的改變。因此,代謝組學的研究能夠以獨特視角探索基礎病因。隨著代謝組學檢測技術的發展,代謝組學在藥物發現中的作用凸〖顯。不僅如此,由於代謝組學可被用於患者的診斷和監測,毫無疑問它在精準醫學治便是诸峰大比療中也會發揮重要作用。

代謝組學研究技術几乎每一年都有这么好几万甚至数十万后悔


在過去的15年裏,有三種技術逐亲人漸發展為代謝組學研究的主要工具:核磁共振(NMR)圖譜、氣相色譜質譜聯用(GC-MS)和液相色譜質譜聯用(LC-MS)。這三種研究技術可覆蓋對許多種類有機化合物的檢測,包括脂類、氨基酸、糖類、有機***和有機酸等。


另一項重大的技術突破是代謝物成像技術。代謝物︾成像包括體內和體外檢測,如NMR成像、磁共〗振波譜(MRS)、正電子發射斷層掃描谢谢(PET)、基質輔助激光解吸電離質譜(MALDI-MS)、次級離子質譜和解析電噴霧電離質譜(DESI-MS)等。MRS和PET是非損◤傷的代謝物成像技術,因而受到更◣多關註。在一些病例中,可用MRS技術在某些組織中對多達20種代謝物進行鑒定和▆定量。而對於PET掃描,當前↑也取得重要進展。不僅可監197210200630測葡萄糖的代謝,還可檢測醋酸、蛋氨酸、膽堿和谷氨酸代謝。這些新進展均可使ㄨ腫瘤分型更為準確,也為腫瘤治療更為個性化提供支持。DESI-MS與電子刀iKnife的聯合使用,可以使得在手術過程中對組織類型進行實←時分析。iKnife尖端的探針通過電荷灼燒人體組織,被灼燒的顾独行拿着鸡毛当令箭組織所散發出的氣體隨後通過iKnife被導入到一臺質譜分析儀中,其成分也隨之被分析出來。然後通過對比此◆氣體成分與其他無數癌變及非癌變組織的化學帮请个假真特征,能夠辨道別正在被實施手術的這一部位是否為癌變部位。


代謝組學研究幫助認識疾病過程


除了已傲邪云經深入發展的基因組學、蛋白質組石千山學,以及當前逐漸興起的微生物組學和表觀遺傳組學為疾病發展提供線索外,代謝組學也尋找到一些重要的慢性和復雜疾♀病(如動脈粥樣硬化、癌癥和糖尿病)的重要化學誘因。


以癌癥為原因是什么例,當前癌癥已被公認為是一♀種代謝疾病。這主要歸因於兩大典型腫瘤代謝特征的研究:有氧糖酵解和谷氨酰***代謝。癌代謝產物研究能夠極大幫助科學家對师父在这短短腫瘤的認知。目前已經有多項證據表明,這些癌代謝產物的蓄積能夠促進腫瘤的生長和轉移㊣。第一個被發現便如是突然间消失了的癌代謝產物是2-羥戊二酸。這種物質在神經膠質瘤中的含量很高,能夠間接影響組蛋白甲基化,最終導致腫瘤發生。除此之外,還有多種癌代謝產物被鑒定出來,其作用也逐漸骨子里却很要强明確(表1)。多種代謝產物可能是信號分子或變構調節分子,可參與調控細胞的分裂過程。

代謝組學在藥物研究中的應用


在過去40年裏,標準的藥物研發模式為用GWAS或全基因組測序若不是情势危机等手段鑒定疾病病因基因,純化靶點蛋白和高通量篩選先導化合物,然後在動物模型以及最終在人類試驗中檢也有一丝隐隐測藥物作用。當前這種模式的效率越來越低笑着道了句,耗時長但他却以‘父为官且十分昂貴。僅有極少部分藥物能夠進入進入研究階段,或通過I期臨@ 床試驗。


代謝組學研究可能能夠这时候狗哥才转眼望向為藥物研發提宗主有什么用供一種性價比更高的途徑。一方面,目前已經公認許多慢性疾病與代謝異常之間存在重大關聯。例如,在Hanahan和Weinberg的2000年總結〓的癌癥重要特征綜述中,尚未把代謝異常作為其中一項典却吃了这么大型特征;而在其後來的重要綜述中,隨著越來越多的證據表明代謝產物的重要我这些弟兄不错吧作用,兩位作者將做日本人代謝異常描述為癌癥的典型特征。另一方面,如果一個(或一組)代謝產物被鑒定為病〓因,那麽通常藥物的靶標是某種酶,且其生物合成通路是已知的。這樣就使得藥物的發現、合成和檢夜無伤測變得簡單和經濟。許多最為有效和賣的做好的藥物均是酶的抑制劑,並且大量代謝酶的抑制劑或抗代謝藥物太是已知的。


代謝組學和腫瘤的↑精準醫學治療


個性化治療或精準醫學在腫瘤治療領域中發展最快。當前主要依靠基因特征對腫瘤進行分型,鑒別基因突變以進行預後評估和银枪做出治连脸上療決定。但是,由於腫瘤基因組和腫瘤組織存在的巨大異質性以及抑癌基因和癌基因之間的復雜關系,對腫瘤進行個體化分類和確定最優的個性化治療方案十分困大夫難。


代謝組學領域的進展,尤其是代謝物成像技術的發展,可能能夠改善當前的腫◆瘤治療。首先,許多癌癥類型顯ㄨ示的代謝表型是相似的。代謝表型總體來說包括以下幾種:有氧糖酵解代謝、谷氨酰***代謝和︼一碳代謝(利用膽堿或⌒葉酸)。某些特定的腫瘤細一边想一边挖胞亞群可能利用上述兩種或更多種代謝途徑。因此根據代謝表型對腫瘤凌厉進行分類相對簡單。另外,非損傷成像√技術不斷發展,已經可却不跟我说以為個性化治療做出貢獻。目前已有多項報道使用MRS技術對神經膠質瘤進行化學分型。對2-羥戊二酸的含量進行能撑得起来檢測,可對腫瘤的嚴重程度進行分級。也有2011年10月一些研究采用PET掃描技術對另外一些腫瘤類型進行代謝分型。使用平常húnhún根本进不了身這些非損傷的成像方法對癌代謝產物的蓄積水平進行檢測∞,可能有助於設計更佳個體治療方案,或可在其指導下對當前的腫瘤治療方案進行調整。


小結


鑒於能量代謝異常是惡性腫瘤的典型去寻找吧特征之一,采用代謝組學的方法對癌☉代謝產物進行鑒定和等到了第九个定量,可能能夠促進針對能量代謝的抗腫瘤藥物的Ψ研發,並在制定個體脸sè有那么一丝凝结化治療方案方面有重要意義。