Introduction
接下来我们将正式开始对代谢组学作全方位的介绍,本期的分享包括3个话题:代谢组学策略分类、特点及应用实例。
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代谢组学策略分类
1. 非靶向代谢组学
而其余非脂质及部分脂类代谢物则由常规非靶向代谢组学研究。
脂质分类和LIPID MAPS数据库中的脂质结构数量
非靶向代谢组学质谱数据采集时使用高分辨率质谱仪以及数据依赖型扫描模式(Data Dependent Acquisition,DDA)模型,优先检测样本中丰度较高的代谢物。
2. 靶向代谢组学
靶向代谢组学,则是通过以待测组分的纯品(即标准品)作外标绘制标准曲线或通过引入内标作为对照校准提高准确度,进而对感兴趣目标代谢物进行绝对定量分析。统计分析时按照表达比值评价其变化,目标明确,不需要如PCA、PCoA等的多元统计分析,也不需单独使用数据库进行定性。
靶向代谢组学质谱数据采集时使用低分辨率质谱仪以及多重反应监测技术(multiple reaction monitoring, MRM)模型,只采集与目标代谢物相关的离子谱图信息。同时该类质谱仪一般采用有高选择性和高扫描速度的三重四极杆技术(QQQ),定量精度较非靶向代谢组学更高。
3. 广靶/拟靶/类靶代谢组学
这三者基本原理相同,介于非靶向与靶向之间,通过结合公共数据库、部分标准品质谱信息、非靶向数据等,构建本地数据库。此类策略检测代谢物种类较多,且可对其进行更加精确的定量分析,近年应用也已广泛。
此类代谢组学质谱数据采集时使用中高分辨率质谱仪以及多重反应监测技术模型。该类质谱仪同时结合三重四极杆技术与线性离子阱(LinearIonTrap)技术,分辨率较靶向代谢组学更高。
我们将代谢组学各种分析策略的基本信息汇总(如下表)。
代谢组学各策略类型基本信息在了解这些之后,我们又该如何根据其各自特点进行选择及实施呢?
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代谢组学策略实施思路及各自特点
代谢组学策略实施思路有多种,其中较为经典的是非靶向代谢组学结合靶向代谢组学,即先使用无偏向性的非靶向代谢组学对全部代谢物进行高通量的筛选、多元统计分析、差异代谢物及代谢通路富集,再使用灵敏度高的靶向代谢组学对筛选后的目标代谢物进行定量准确的分析。
但我们在具体开展项目的过程中,需要根据分析需求、结合代谢组学各策略类型优缺点、以及价格预算等综合进行选择(如下表)。
代谢组学各策略类型优缺点
通过以上的内容,我们明白了代谢组学各种策略类型的分类、特点及实施思路,接下来让我们通过具体实例来看一看这些策略类型是如何应用的。
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非靶与靶向代谢组学研究应用实例
在一项重症先天性心脏病(CCHD)多组学分析中,对50例健康(HC)新生儿与45例CCHD患儿粪便样本进行非靶向代谢组学分析,鉴定出120种差异代谢物,CCHD组表现出36种代谢物的富集和84种代谢物的消耗(如下图)。此后,又对样本中的短链脂肪酸进行靶向代谢组学分析,用于后续定量与相关性分析。
Summary
总结一下,代谢组学策略类型主要包括三大类:非靶向代谢组学、靶向代谢组学、以及介于二者之间的广靶/拟靶/类靶代谢组学,我们可以根据自己实验设计需要,结合代谢组学各策略类型特点来进行选择实施。所以后期我们将继续带着大家一起从浅入深地接触、理解、掌握代谢组学!
这就是本期的全部内容啦,你学会了吗?后续我们将继续开始为大家分享代谢组学相关内容。大家对于推送内容有任何问题或建议可以在公众号菜单栏“更多--读者的话”栏目中提出。希望我们能一起成长,共同进步,让医学科研有迹可循!
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