代謝組學是繼基因組學、蛋白質組學、轉錄組學后出現的新興“組學”,自1999年以來,每年發表的代謝組學研究的文章數量都在不斷增加。代謝組學在新藥的安全性評價,毒理學,生理學,重大疾病的早期診斷,個性化治療,功能基因組學,中醫藥現代化,環境評價,營養學等科學領域中都有著極其廣泛和重要的應用前景,是一門充滿朝氣的學科。
代謝組學——后起之秀蘊含巨大潛力
代謝組是指細胞在特定生理時期內所有的低分子量代謝產物總和,是全面認識一個生物系統不可或缺的一部分。如果說基因組學和蛋白質組學告訴我們可能發生的事件,那么代謝組學則可以告訴我們實際發生的事件,到目前為止人體內究竟有多少種代謝產物還很難說清楚,但包括脂肪、糖、氨基酸在內的各種底物以及代謝過程中生成的小分子化合物能夠為了解機體健康狀態提供重要信息。
代謝組學的研究才剛剛起步就已經迅速廣泛地應用到了藥物研發、分子生理病理學以及環境衛生等多個領域。相比于其他組學,代謝組學不僅能夠給出龐大的數據庫還可以提供一些功能信息。例如眾所周知高膽固醇與心血管疾病風險相關,但高膽固醇水平只能提示機體可能存在某些健康問題,而代謝組學的研究可以對某一特定時期代謝產物的總和進行整體和動態分析,因此能夠明確給出膽固醇增高的原因。
代謝組學的研究簡單快捷、耗費較低、容易得出許多功能信息,由于代謝產物存在于任何組織、細胞、血、尿液、唾液等體液中,因此這種方法對臨床標本的檢測最為實用。2017年9月8日至9月9日由生物谷主辦的2017代謝組學與轉化醫學研討會將邀請代謝組學行業內多位專家圍繞代謝組學技術在腫瘤、神經退行性疾病、糖尿病、免疫疾病等方面的轉化研究進行深入探討。
細分代謝組學研究領域 推動轉化醫學進展
以代謝組學技術為基礎,出現了腫瘤代謝組學、微生物代謝組學、尿液代謝組學、脂質代謝組學等更加精準的多個細分領域。
2009年,美國密歇根大學霍華休斯醫學院研究者基于GC-MS代謝組學研究平臺找到前列腺癌biomarker-肌氨酸,發現它癌細胞轉移中可能扮演了重要的角色(Nature)。2011年,科學家利用LC-MS代謝組學研究平臺找到心血管疾病的預測biomarker,一些磷脂代謝物,如膽堿、氧化三甲胺和甜菜堿(Nature)。2014年,國內研究團隊利用GC-MS代謝組學研究平臺找到急性髓細胞白血病的診斷biomarker,并通過進一步研究發現腫瘤細胞的另一套代謝機制,揭示出可能的治療靶點(Blood)。2014年,美國研究團隊利用LC-MS代謝組學研究平臺,找到4個biomarker可區分肺癌的不同發展階段,并進行了一千多例的人群驗證(Cancer Research)。2016年,國內首批大樣本代謝組學研究利用LC-MS代謝組學研究平臺,篩選出12組靈敏度高、專屬性強的biomarker,可用于臨床冠心病的快速診斷以及不同分型的區分診斷(Journal of the American College of Cardiology)。2017年,一個被稱為“代謝組學”的代謝動態圖像已被用來識別能區分胰腺癌和慢性胰腺炎的新的血液代謝物生物標志物,與傳統診斷方法相比具有較高的靈敏度且適用于疾病更早期階段。
由于代謝組學技術本身就能夠提供許多功能信息,同時檢測方便,因此在目前火熱的轉化醫學研究領域有其先天優勢,能夠更好更快地與臨床醫學研究結合在一起。
與此同時我們也應該看到利用代謝物作為標記物存在一定局限性,比如在許多代謝過程中代謝產物的動態變化范圍存在個體差異大的問題,并且容易受到飲食、睡眠、環境、年齡、吸煙等諸多因素影響,在如此高噪音背景下檢測出代謝組生物標記物也是很有難度的。從表面上看,代謝組學的發展很迅速,但是仍然遠遠落后于基因組學和蛋白質組學。
2017年9月8日至9月9日,由生物谷主辦的2017代謝組學與轉化醫學研討會將在美麗的蘇州召開。本次會議邀請了多位代謝組學行業內專家,將圍繞代謝組學技術在腫瘤、神經退行性疾病、糖尿病、免疫疾病等方面的轉化研究進行深入探討。
該會議同時聚焦代謝組學的多個細分領域,如腫瘤代謝組學、微生物代謝組學、尿液代謝組學、脂質代謝組學等,從技術難點、數據分析到應用進行剖析,為業內提供更靈活的交流機會,促進合作。
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