代谢组学的应用

一、代谢组学概况
（一）研究对象
代谢组学研究样本主要是尿液、血浆、血清、唾液以及细 胞和组织的提取液
（二）研究步骤
样品制备
代谢产物分离
数据分析
模型建立
一、代谢组学概况
（三）分析手段
最常用技术手段是 核磁共振（NMR）、质谱 与色谱联用技术（GC—MS、LC—MS），电喷雾四 级杆飞行时间质谱（Q-TOF）。
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筛选中药种质资源
生物的个体特征除决定于先天遗传因素外，还受其存环境的诸多影 响，这些内外因素决定了生物个体的总体特征——代谢表型。应用代 谢组学技术研究中药种质资源代谢表型，将为中药资源的可持续发展 和利用提供科学根据和保障。
展望：
进入后基因组时代后，代谢组学作为一门新技术在 中医药方面的重要性越来越明显。同时代谢组学在方 法学上具有融整体、动态、综合、分析于一体的特点， 符合中药整体性原则。可以预见，代谢组学将成为中 药现代研究的一种重要的技术手段。
二、代谢组学的特点
A
放大基因和蛋白 表达的微小变化, 从而使检测更容 易
C
无需特征化的数据 库，且代谢产物的 种类要远小于基因 和蛋白的数目
特点
B
对机体损伤小，其 检测的体液主要是 尿液与血清代谢产 物具有通用性；
D
信息量大，代谢组 学能够提供整个机 体功能统一性的信 息;能够反映生理病 理状态。
Contents
1 代谢组学概况
2
Байду номын сангаас代谢组学的特点
3 代谢组学在中药领域的的应用
一、代谢组学概况
代谢组学是继基因组学和蛋白质组学之后新 近发展起来的一门新学科。
代谢组学概念：
代谢组学是利用现代分析技术，考察生物体在 不同状态下其代谢产物的变化，通过代谢物图的 整体分析， 结合化学信息学分析方法确定代谢物 成分的变化模式,揭示生物体在特定时间、环境下 整体的功能状态。
三、代谢组学在中药领域的应用
5 代谢组学与中药单味药和方剂的研究
目前，代谢组学在中药单味药研究中应用比较广泛，应用代谢组 学的方法可以推测发生改变的内源性代谢物和发生异常的代谢通路， 从而阐明药物的作用机制。
中药方剂通过多途径、多靶点的协同、将药效进行整合，从而在 一些 复杂疾病的治疗中体现出优于单成分、单靶点药物的疗效优势， 但其作用机制不明，这也是制约其发展的瓶颈。利用代谢组学的整 体综合信息来研究方药的作用机制具有优势。
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代谢组学与中药整体疗效、药效物质基础及 作用机制的研究
将代谢组学技术应用到中药的整体药效评价，作用机制及药物在体 内的“代谢指纹图谱”研究，不仅可监测药物所引起的内源性代谢物 的变化，推测 体内生化过程和状态的变化，进而推断中药的作用机制， 体内代谢物的终端信息，寻找或阐明药物作用的靶点和受体。
三、代谢组学在中药领域的应用
３ 代谢组学与中药安全性和毒性研究
中药成分复杂，难以用单一器官或组织的毒性反应来评价。应用代 谢组学可动态性无伤害地检测机体生物体液的代谢图谱的变化，动态 评价药物毒性效应，确保中药用药的合理性和安全性
4 代谢组学与中药活性成分代谢产物研究
植物代谢物是中药的活性成分，应用现代代谢组学研究方法对药 材进行指纹图谱水平鉴别，检测药物的活性成分和代谢产物，将会 对中药的研究起到一定的推动作用。
二、代谢组学的特点
代谢组学应用于中药的优势：
中药“多组分、多靶点、整合调节作用”的 特点与代谢组学“整体性、系统性、综合性” 相吻合。因此，代谢组学可能是现代科学中可 以概括中药抽象整体观思想的重要途径。
三、代谢组学在中药领域的应用
１ 代谢组学与中药质量控制研究
代谢组学研究可对各原料药有效成分进行动态监测，从而克服采 用不同原料药材的中药成品质量不稳定的弊端，并对道地药材进行指纹 图谱水平鉴别。
三、代谢组学在中药领域的应用
6 中药作用模型的鉴别和确证
新药的发现最终必须在整体动物的药理和疾病模型上予以证实，才能将 生物活性化合物转化为候选药物以进行开发研究。代谢组学能在鉴别和确 证药理和疾病模型发挥作用，可以区别不同种属、不同品系动物模型的代 谢状态，鉴别与人体疾病状态的差异，寻找人类疾病、药效和毒性的适宜 动物模型。
（四）数据分析与表征
①主成分分析技术（PCA） ②偏最小二乘法-判别分析技术（PLS-DA）
一、代谢组学概况
(五)代谢通路分析
代谢组学通过代谢产物的量化表达来追踪机体 固有代谢通路的变化，以通过代谢通路的调节表 达规律来阐明机体生理病理变化的实质和规律。
(六)代谢组学涵盖以下几个层次：
①代谢物靶标分析； ②代谢产物谱分析； ③代谢指纹图谱分析； ④代谢组学分析； ⑤代谢表型分析；