代谢组学技术及其在动物医学研究中的应用
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Ａ
成 。吴 大庆
（ 黑龙 江八 一农 垦 大学动 物科技 学院 ，黑龙 江
文章编号
【 摘
要】随 着代谢组 学技 术理 论的不断进步发展 ， 代谢组 学 已逐渐 成为后基 因组学时代 中生命 科
学领域研究的关键性技术， 其理论和技术的发展为科学 研 究带来了新的思维。本文旨 在通过对代谢组 §
１ 代 谢 组 学 的研 究 方 法
完整 的代谢组学一般包 括样品的采集、预处 理 、数 据 的采集 和 数据 的分析 及 解释 等 流程 。 其研究平 台主要包括分析技 术平台和数据分析平
［ 收稿 日期］ ２ ０ １ ３ — １ ０ — ０ ９ ［ 作者 简介］ 高１ ￣ １ ｔ （ １ ９ ９ ０ 一 ） ， 女， 硕士， 研究方向为动物营养代谢病 。 【 通 讯作者】 张洪友 （ １ ９ ６ ０ 一 ） ， 男， 硕士 ， 教授， 研究 方向为动物 营
养代谢病 。 ，
台 。实际 的研究对象不 同，样 品采 集及预处理技
术也不尽相 同。代谢组学力 求分析生物 体系 （ 如 体液和细胞） 中的所有代谢产物 ，所 以整 个过程
பைடு நூலகம்
［ 基金项 目］ 国家 自然科学基 金面 上项 目（ ３ １ ０ ７ ２ １ ８ １ ） 和“ 十二 五” 农村领域 国家科技课题 （ ２ Ｏ １ ２ ， Ｂ ＡＤ１ ２ Ｂ ０ ３ — ２ ）
谱 （ ３ １ ｐ ～ Ｎ ＭＲ） ，其 中 以 Ｈ— Ｎ ＭＲ更 为 广 泛 】 。 应 有明显差异 ，可 以被 区分 。而造成 组间差异 的主
们也越来越 重视 畜产 品的安全性 。动物疾病及兽 化 １ 。 由于代谢物处于生物系统生化活动调控的末 药毒性等可对 畜产 品 的质量产 生影 响 ，需要检测 端 ，包含着 反映生理表型 的直接而全面 的生物标
疾病 及 兽 药对 畜 产 品 的影 响 以保 证 畜产 品 的安 记物信 息，因此 ，代谢组学技术 日益成为整体性
畜牧 兽 医
试验综逋
谢 组 技 求 疋 莫 莅 物 匾
高
中图分 类号 ￥ ８ ５ ２
宄 审 曲 应 用
凌 １ ６ ３ ３ １ ９ ）
１ ６ ７ ２ — ９ ６ ９ ２ （ ２ ０ １ ３ ） １ １ － ０ ０ ４ ７ — ０ ５
阳 ，孙玲 伟 。包
文献标识 码
凯 ，张 洪友 ，夏
在 因素刺激 时产 生 内源性 代谢 变化 的一 门科 学 。 限定条件下 的特 定生物样 品中所有代谢组分 的定
代 谢组学在短短几 年 内取得 了迅速发展 ，每年发 性 和 定 量 ；④ 代 谢 指 纹 分 析 （ ｍ ｅ ｔ ａ ｂ ｏ ｌ ｉ ｔ ｅ ｆ ｉ ｎ ｇ ｅ ｒ —
中都强调尽可能地保 留和反 映总的代谢产 物的全
２ ｏ１ ３ １ １
试验综述
面信 息 。
发现大 鼠肾脏 出现不 同程度 的炎症坏死 ，尿样 中
１ ． １ 分析 技术平 台 核磁 共振 （ Ｎ Ｍ Ｒ ）是代谢 氧化三 甲胺 、枸橼酸 、牛磺酸 、肌酐 、甜菜碱等
组 学 中最 早应用 也是最 常用 的技术 Ｉ ， 目前较 常 代谢物均有不 同程度 的下 降，而醋酸 、丙氨酸则 Ｃ Ａ表 明，给药组与对照组 的代谢谱 用 的有氢谱 （ ‘ Ｈ — Ｎ ＭＲ ） 、碳谱 （ ” Ｃ — Ｎ ＭＲ ）和 磷 显 著上 升 。Ｐ
ｉ
畜牧业作 为农业 的支柱 ，畜产 品可提高现代 表现 了生命 的代谢过程 。研究对象通常是相对 分
人 的生活 水平 ，但近年 来 由于畜产 品 （ 肉、奶 、 子质量 小于 １ ０ ０ ０ Ｋ ｄ 的内源 性小分子 ，反 映的是
蛋等 ）出现 问题 而导致 的疾病事件 越来越多 ，人 外界刺激或遗 传修饰 的细胞或组织 的代谢应答变
学 技 术 平 台 及 动 物 医 学 各 方 面 的 应 用 进 展 做 出 南 述 ， 使 人 们 更 加 清 楚 地 了 解 代 谢 组 学 及 其 应 用 性 。 《
［ 关 键 词 】 代 谢 组 学 ； 动 物 医 学 ； 应 用
两 丙 ９ 赢 ： 觋 冕 ＿ 虎 魂 巍 巍 魂 魄 巍 佻 盹 巍 巍 巍 虎 点 魄 魂 魂 魄 魂 － 巍 誉 ． ． 薨 ． ｊ 两 丙 爵
技术更通用等优 点，被很多专家认 为在畜牧业发 代谢 组学分为 ４ 个层次 ，即 ：①代谢物靶 标分析
展方面具有 良好 的发展和应用前 景。 代谢 组学 是 ２ ０ 世纪９ ０ 年 代 中期 由英 国学者 组 分 的分 析 ；② 代谢 轮廓 （ 谱）分析 （ ｍ ｅ ｔ ａ ｂ ｏ ｌ ｉ ｔ ｅ Ｎ ｉ ｃ ｈ ｏ ｌ ｓ ｏ ｎ 等 基于磁 共振分 析 的基础上 提 出并发 ｐ ｒ ｏ ｉ ｆ ｌ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ） ：对 少 数 所预 设 的 一些 代 谢产 展起来 的学科 ，是研 究生物体系在 受到 内在和外 物 的定量分析 ；③代谢组学 （ ｍ ｅ ｔ ａ ｂ ｏ ｎ ｏ ｍ ｉ ｃ ｓ ） ：对
全 。 目前 ，检 测 疾病 及 兽 药 问题 的技 术越 来 越 研究生命体系功能变化的非常有力的分析手段口 。 多 。代谢组 学 由于具有 易检测 、代 谢物种 类少 、 根据研 究的对 象和 目的的不同，Ｆ ｉ ｅ ｈ ｎ 等［ ６ １ 将 （ ｍ ｅ ｔ ａ ｂ ｏ ｌ ｉ ｔ ｅ ｔ ａ ｒ ｇ ｅ ｔ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ） ：对某个 或某几个特 定
表 的相 关 科 学 文 献 和 综 述 的 数 量 都 在 不 断 增 加 ， ｐ ｒ ｉ ｎ ｔ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ） ：不 分 离鉴 定 具 体 单 一 组 分 ，而
而 目前 国内应用代谢 组学进行动物 医学的研 究仍 是对样 品进行快速分类 。
处 于初 级阶段 。 与其他 “ 组学 ”相 比，代谢组学更加 直接 地
成 。吴 大庆
（ 黑龙 江八 一农 垦 大学动 物科技 学院 ，黑龙 江
文章编号
【 摘
要】随 着代谢组 学技 术理 论的不断进步发展 ， 代谢组 学 已逐渐 成为后基 因组学时代 中生命 科
学领域研究的关键性技术， 其理论和技术的发展为科学 研 究带来了新的思维。本文旨 在通过对代谢组 §
１ 代 谢 组 学 的研 究 方 法
完整 的代谢组学一般包 括样品的采集、预处 理 、数 据 的采集 和 数据 的分析 及 解释 等 流程 。 其研究平 台主要包括分析技 术平台和数据分析平
［ 收稿 日期］ ２ ０ １ ３ — １ ０ — ０ ９ ［ 作者 简介］ 高１ ￣ １ ｔ （ １ ９ ９ ０ 一 ） ， 女， 硕士， 研究方向为动物营养代谢病 。 【 通 讯作者】 张洪友 （ １ ９ ６ ０ 一 ） ， 男， 硕士 ， 教授， 研究 方向为动物 营
养代谢病 。 ，
台 。实际 的研究对象不 同，样 品采 集及预处理技
术也不尽相 同。代谢组学力 求分析生物 体系 （ 如 体液和细胞） 中的所有代谢产物 ，所 以整 个过程
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［ 基金项 目］ 国家 自然科学基 金面 上项 目（ ３ １ ０ ７ ２ １ ８ １ ） 和“ 十二 五” 农村领域 国家科技课题 （ ２ Ｏ １ ２ ， Ｂ ＡＤ１ ２ Ｂ ０ ３ — ２ ）
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疾病 及 兽 药对 畜 产 品 的影 响 以保 证 畜产 品 的安 记物信 息，因此 ，代谢组学技术 日益成为整体性
畜牧 兽 医
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谢 组 技 求 疋 莫 莅 物 匾
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中图分 类号 ￥ ８ ５ ２
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在 因素刺激 时产 生 内源性 代谢 变化 的一 门科 学 。 限定条件下 的特 定生物样 品中所有代谢组分 的定
代 谢组学在短短几 年 内取得 了迅速发展 ，每年发 性 和 定 量 ；④ 代 谢 指 纹 分 析 （ ｍ ｅ ｔ ａ ｂ ｏ ｌ ｉ ｔ ｅ ｆ ｉ ｎ ｇ ｅ ｒ —
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发现大 鼠肾脏 出现不 同程度 的炎症坏死 ，尿样 中
１ ． １ 分析 技术平 台 核磁 共振 （ Ｎ Ｍ Ｒ ）是代谢 氧化三 甲胺 、枸橼酸 、牛磺酸 、肌酐 、甜菜碱等
组 学 中最 早应用 也是最 常用 的技术 Ｉ ， 目前较 常 代谢物均有不 同程度 的下 降，而醋酸 、丙氨酸则 Ｃ Ａ表 明，给药组与对照组 的代谢谱 用 的有氢谱 （ ‘ Ｈ — Ｎ ＭＲ ） 、碳谱 （ ” Ｃ — Ｎ ＭＲ ）和 磷 显 著上 升 。Ｐ
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畜牧业作 为农业 的支柱 ，畜产 品可提高现代 表现 了生命 的代谢过程 。研究对象通常是相对 分
人 的生活 水平 ，但近年 来 由于畜产 品 （ 肉、奶 、 子质量 小于 １ ０ ０ ０ Ｋ ｄ 的内源 性小分子 ，反 映的是
蛋等 ）出现 问题 而导致 的疾病事件 越来越多 ，人 外界刺激或遗 传修饰 的细胞或组织 的代谢应答变
学 技 术 平 台 及 动 物 医 学 各 方 面 的 应 用 进 展 做 出 南 述 ， 使 人 们 更 加 清 楚 地 了 解 代 谢 组 学 及 其 应 用 性 。 《
［ 关 键 词 】 代 谢 组 学 ； 动 物 医 学 ； 应 用
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技术更通用等优 点，被很多专家认 为在畜牧业发 代谢 组学分为 ４ 个层次 ，即 ：①代谢物靶 标分析
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全 。 目前 ，检 测 疾病 及 兽 药 问题 的技 术越 来 越 研究生命体系功能变化的非常有力的分析手段口 。 多 。代谢组 学 由于具有 易检测 、代 谢物种 类少 、 根据研 究的对 象和 目的的不同，Ｆ ｉ ｅ ｈ ｎ 等［ ６ １ 将 （ ｍ ｅ ｔ ａ ｂ ｏ ｌ ｉ ｔ ｅ ｔ ａ ｒ ｇ ｅ ｔ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ） ：对某个 或某几个特 定
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而 目前 国内应用代谢 组学进行动物 医学的研 究仍 是对样 品进行快速分类 。
处 于初 级阶段 。 与其他 “ 组学 ”相 比，代谢组学更加 直接 地