醫(yī)學(xué)代謝組學(xué)
醫(yī)學(xué)代謝組學(xué)是通過代謝組學(xué)的方法研究內(nèi)外在因素影響下人體代謝組整體的變化軌跡,進(jìn)而揭示某種病理或生理過程的機制中發(fā)生的一系列變化,在基因解析、病理闡述、藥物設(shè)計開發(fā)、病變標(biāo)記物篩選、疾病診斷及分型,以及治療效果的預(yù)測等醫(yī)學(xué)相關(guān)領(lǐng)域得到了廣泛研究和應(yīng)用。
醫(yī)學(xué)代謝組學(xué)利用高通量的分子監(jiān)測技術(shù)篩選與疾病相關(guān)的生物標(biāo)志物,為疾病發(fā)生的病理學(xué)機理研究及動態(tài)監(jiān)測提供了新的思路,是目前最為先進(jìn)的精準(zhǔn)醫(yī)療診斷策略,其診斷分析結(jié)果是目前所有精準(zhǔn)醫(yī)療策略中與疾病發(fā)生相關(guān)性最高的。
?醫(yī)學(xué)代謝物組學(xué)研究的意義
©每種重要的生物分子都有組學(xué),代謝組學(xué)聯(lián)合基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)可以從不同層面、不同角度提供對細(xì)胞生理活動的更加深入全面的闡述
©代謝組學(xué)是基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)的自然延伸,是最接近表型的組學(xué)科學(xué);
©小分子代謝物作為蛋白質(zhì)的輔助因子或信號分子,與蛋白質(zhì)的功能緊密相關(guān);
©95%的醫(yī)學(xué)診斷檢測的是小分子代謝物;
©89%的已知藥物是小分子代謝物或衍生物;
©?50%的藥物以小分子代謝物為前體;
©30%遺傳疾病與小分子代謝失調(diào)相關(guān);
醫(yī)學(xué)非靶向代謝組學(xué)
非靶向代謝組學(xué)是以組學(xué)為視角無偏向性地檢測所有內(nèi)源小分子代謝物,通過生物信息學(xué)分析,研究生物體在不同狀態(tài)下內(nèi)源小分子代謝物的整體代謝特征和變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致代謝差異的代謝物、潛在生物標(biāo)記物和相關(guān)代謝通路。非靶向代謝組學(xué)的大規(guī)模無偏向篩選可用于疾病的早期診斷和分型,是精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的重要技術(shù)手段之一。
?數(shù)據(jù)處理及結(jié)果分析
專業(yè)的分析人員和數(shù)據(jù)處理流程,對組學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析(PCA)、偏最小二乘判別分析(PLS-DA)、正交偏最小二乘判別分析(OPLS-DA)、T-檢驗,差異代謝物火山圖、熱圖、相關(guān)性以及代謝通路等分析,提供翔實可靠的分析結(jié)果。
?技術(shù)優(yōu)勢
1.豐富的項目經(jīng)驗:
樣本處理經(jīng)驗豐富,已完成項目涵蓋血漿、血清、尿液、組織、腸道內(nèi)容物、糞便、唾液、培養(yǎng)液、微生物、植物樣本等;
2.專業(yè)的檢測及分析能力:
嚴(yán)格的質(zhì)量控制體系,配合超高分辨的Thermo ScientificTM Orbitrap FusionTM LumosTM TribridTM 三合一超高效液相色譜-質(zhì)譜系統(tǒng),以及專業(yè)的數(shù)據(jù)處理及分析能力,提供數(shù)據(jù)預(yù)處理、代謝物鑒定、統(tǒng)計分析、代謝通路分析等一站式解決方案。
?典型應(yīng)用方向
1、尋找疾病生物標(biāo)記物;
2、疾病診斷分型、疾病機理和發(fā)病機制,以及個性化治療方案等;
3、新藥研發(fā)、藥效評價、藥物毒理及安全性評價;
4、中藥方證代謝組學(xué)研究,評估中醫(yī)中藥的療效和安全性;
醫(yī)學(xué)靶向代謝組學(xué)
靶向代謝組學(xué)(Quantitative metabolomics)是針對具體代謝通路或者具有相似功能的一類內(nèi)源性小分子化合物進(jìn)行檢測的代謝組學(xué)方法,借助定量代謝組學(xué)平臺,對靶向代謝物進(jìn)行精確定量。利用此技術(shù),可以為生物標(biāo)志物的深入研究和開發(fā)利用提供有力支持,并最終用于疾病機理研究,疾病診斷和治療及藥物靶點發(fā)現(xiàn)。
?優(yōu)勢分析項目
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短鏈脂肪酸 游離脂肪酸 膽汁酸 氨基酸 神經(jīng)遞質(zhì) 氧化三甲胺及其代謝物
6種短鏈脂肪酸
在機體消化、腸道健康、病原菌抑制等方面發(fā)揮這重要的作用;
與代謝綜合征(脂質(zhì)代謝、肥胖、糖尿病、心血管疾病等),腫瘤,炎癥等疾病緊密相關(guān)。 50多種游離脂肪酸
脂肪酸代謝受胰島素和胰高血糖素等激素的調(diào)控;
與代謝綜合征(脂質(zhì)代謝、肥胖、糖尿病、心血管疾病等),腫瘤,炎癥等疾病緊密相關(guān)。 16種膽汁酸
促進(jìn)消化吸收,調(diào)節(jié)膽汁酸代謝、脂質(zhì)代謝、糖代謝,參與免疫過程等多種重要的生物學(xué)功能,是腸道微生物研究的焦點之一;
肝膽疾病、胃腸道疾病、代謝性疾病的病理機制研究。 47種氨基酸及其衍生物;
與能量代謝、免疫調(diào)控、內(nèi)分泌調(diào)節(jié)、信號傳導(dǎo)等生物過程密切相關(guān);
與腫瘤、心血管疾病、代謝性疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病等密切相關(guān)。 24種神經(jīng)遞質(zhì)
與學(xué)習(xí)記憶、生物節(jié)律等機體調(diào)節(jié)功能中發(fā)揮著十分重要的作用;
已證實神經(jīng)遞質(zhì)失調(diào)與多種神經(jīng)疾病密切相關(guān),如帕金森、精神分裂、阿爾茲海默、肌無力、焦慮、抑郁、癲癇等 5種氧化三甲胺
在機體滲透壓調(diào)壓、細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)維持、細(xì)胞分裂等方面都具有極其重要的作用;
研究表明氧化三甲胺水平升高與心血管疾病、高血壓、心功能不全、動脈硬化、心肌梗死、慢性腎病等多種疾病密切相關(guān)。
?特色分析項目
26大類,500多種內(nèi)源性代謝物的絕對定量。
技術(shù)路線
?技術(shù)優(yōu)勢
1.個性化的實驗方案:
根據(jù)樣本種類選擇不同的前處理方法,優(yōu)化色譜分離、質(zhì)譜條件等,對代謝物進(jìn)行針對性檢測,極大提高檢測的靈敏度、準(zhǔn)確性、特異性及重現(xiàn)性,從而對代謝物進(jìn)行絕對定量研究,實現(xiàn)代謝物的信息挖掘。
2.卓越的高通量定性定量能力:
高分辨質(zhì)譜,結(jié)合豐富的標(biāo)準(zhǔn)品庫,一針進(jìn)樣,可同時實現(xiàn)26大類,500多種內(nèi)源性代謝物的絕對定量。
3.檢測項目的廣泛覆蓋:
醫(yī)學(xué)靶向檢測項目覆蓋脂肪酸、膽汁酸、氨基酸、神經(jīng)遞質(zhì)、氧化三甲胺等26大類內(nèi)源性代謝物;
4.專業(yè)的檢測及分析能力:
嚴(yán)格的質(zhì)量控制體系,配合超高分辨的ThermoScientificTM Orbitrap FusionTM LumosTM TribridTM 三合一超高效液相色譜-質(zhì)譜系統(tǒng),以及專業(yè)的數(shù)據(jù)預(yù)處理及分析能力,為數(shù)據(jù)的可靠性、準(zhǔn)性保駕護(hù)航。。
醫(yī)學(xué)脂質(zhì)組學(xué)
脂質(zhì)組學(xué)(lipidomics)是“代謝組學(xué)”的一個分支,是對生物體、組織或細(xì)胞中的脂質(zhì)以及與其相互作用的分子進(jìn)行全面系統(tǒng)的分析、鑒定脂質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能,進(jìn)而揭示脂質(zhì)代謝與細(xì)胞、器官乃至機體的生理、病理過程之間的關(guān)系的一門學(xué)科。目前脂質(zhì)組學(xué)已經(jīng)被廣泛運用于藥物研發(fā)、分子生理學(xué)、分子病理學(xué)、功能基因組學(xué)、營養(yǎng)學(xué)以及環(huán)境與健康等重要領(lǐng)域。
脂質(zhì)大體分為八大類:
1.脂肪酸類(fatty acids)
2.甘油脂類(glycerolipids)
3.甘油磷脂類(glycerophospholipids)
4.鞘脂類(sphingolipids)
5.固醇脂類(sterol lipids)
6.孕烯醇酮脂類(prenol lipids)
7.糖脂類(saccharolipids)
8.多聚乙烯類(polyketides)
?脂質(zhì)組學(xué)研究技術(shù)
主要包括脂質(zhì)提取、分離、分析鑒定以及生物信息學(xué)分析,目前已經(jīng)建立的脂質(zhì)分析方法包括薄層色譜法(TLC)、氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)、液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用(LC-MS)、電噴霧電離質(zhì)譜法(ESI-MS)和核磁共振法(NMR)等。
?技術(shù)優(yōu)勢
1.豐富的樣本前處理經(jīng)驗:
樣本前處理經(jīng)驗豐富,已完成項目涵蓋血漿、血清、尿液、組織、腸道內(nèi)容物、糞便、唾液、培養(yǎng)液、微生物、植物樣本等;
2.卓越的定性定量能力:
自主構(gòu)建脂質(zhì)代謝物的數(shù)據(jù)庫,包含34類,76361種脂類物質(zhì),181300張MS/MS二級質(zhì)譜圖定性定量上千種脂質(zhì),檢測成果重復(fù)性高,確保檢測準(zhǔn)確性;
3.專業(yè)的檢測及分析能力:
嚴(yán)格的質(zhì)量控制體系,配合超高分辨的Thermo ScientificTM Orbitrap FusionTM LumosTM TribridTM 三合一超高效液相色譜-質(zhì)譜系統(tǒng),以及專業(yè)的數(shù)據(jù)預(yù)處理及分析能力,提供數(shù)據(jù)預(yù)處理、代謝物鑒定、統(tǒng)計分析、代謝通路分析等一站式解決方案。
?樣本要求
植物組織 200-500 mg/sample
動物及臨床組織標(biāo)本 200 mg/sample
血清、血漿 200 μL/sample
微生物、細(xì)胞 1×107 cells/sample
尿液 1 mL/sample
糞便/腸道內(nèi)容物 200 mg/sample
培養(yǎng)液 200 μL/sample
?生物學(xué)重復(fù)
樣本數(shù)量:植物和微生物n≥3,動物樣本n≥10,臨床樣本n≥30,所有重復(fù)樣本獨立分析。
常規(guī)項目周期
實驗檢測:15個工作日(從收到客戶預(yù)付款并收到樣品之日起)
數(shù)據(jù)分析:5個工作日
?儀器設(shè)備
Thermo ScientificTM Orbitrap FusionTM LumosTM TribridTM三合一質(zhì)譜儀
Thermo Scientific? Q Exactive? HF 組合型四極桿 Orbitrap質(zhì)譜儀