代谢组学最常规的基本分析方法

① 代谢组学的介绍

代谢组学(metabonomics/metabolomics)是效仿基因组学和蛋白质组学的研究思想，对生物体内所有代谢物进行定量分析，并寻找代谢物与生理病理变化的相对关系的研究方式，是系统生物学的组成部分。其研究对象大都是相对分子质量1000以内的小分子物质。先进分析检测技术结合模式识别和专家系统等计算分析方法是代谢组学研究的基本方法。

② 做代谢组学检测的血液样本怎么采集与前处理

采集：
由于生物样本通常采用组内平行样本，不可避免的会由于时间、环境等因素产生“个体差异”，所以在采集动物血液时需要使用麻醉剂以减少采血过程中动物的疼痛感、不适感、创伤性，以减小应激反应造成的代谢物的变化、尽量缩短采集时间、保持一致的采集部位等细节问题；另外也考虑到样本采集或制备的原则和易实现性，操作应具有简便性和可重现性。
从生物体内采集出的血液首先会收集到专用容器，如动物实验使用注射器取血后可以直接存储在EP管内或采血管中，但若是从医院检验科采集的血液会首先存储在专用的真空采血管内，管内分别含有不同种类的抗凝剂、促凝剂等成分，适用于不同检测项目，例如血清和血浆的生化试验、免疫试验、凝血试验、红细胞沉降率试验、血常规检测、血糖检测等。常用的抗凝剂有EDTA、柠檬酸钠、肝素钠、肝素锂，这些成分在与血液混合时不可避免地会产生基质效应，如促进或抑制血液中的细胞代谢、酶代谢，造成血液中小分子的种类和含量变化。有学者在血液与抗凝剂/促凝剂的相互作用方面进行了研究，认为肝素钠相比于其他抗凝剂，与血液混合后引起的基质效应较弱，产生的杂质较少，并且也满足重现性要求，在代谢组学研究中若使用气质联用或高分辨的液质联用作为主要分析技术，建议选择含有肝素钠作为抗凝剂的采血管储存离体血液。
前处理：
血液中含有血细胞，在采血后血细胞仍有短时间的存活，所以在采集血液样本后需要尽快分离血细胞，例如高速离心可以将微小杂质及血细胞沉淀，减少离体血细胞的代谢造成的影响。若不需要第一时间进行分析，则应该尽快分装，并储存在-80℃生物低温冰箱中。从微观角度来说，借鉴化学反应速率常数随温度变化关系公式（阿伦尼乌斯公式），生物样本的代谢活动与样本所处温度成正相关，在-80℃或液氮（-196℃）这种极低温度下，血液中的酶或其他活性物质的活动才会减弱或停止，同时样本中的水以晶体形式存在，减小了流动性，分子的传输性极大减弱，避免样本变质或分解代谢，可保存数月数年。
血液样本的前处理相比于尿液等其他类型的体液样本，过程更多也更细致一些。原因是血液中含有的成分十分复杂，不同种类的化合物极性千差万别，且存在种类较多、丰度较高的蛋白质成分，通常采用一定比例的有机溶剂进行涡旋震荡萃取（有机溶剂沉淀法），使极性和非极性小分子物质充分溶解在溶剂中，经高速离心后得到的上清液和下相为小分子萃取液，沉淀物质为蛋白及杂质成分。广泛使用的溶剂包括甲醇、水、乙腈，其他如丙酮、异丙醇等等低极性和高极性的溶剂需要根据具体实验需求而单独定制设计。
总体而言，血液样本的采集与前处理看似简单，但过程中包含大量细节考虑与操作，应尽可能标准化，但一种方法不可能适用于所有实验，需要围绕实验目的进行充分的个性化实验设计，样本的采集和前处理遵循易实现性、易重现性、多组分保留等原则，在生物样本的来源、采集、前处理等源头把关，保障实验最终数据与结果的可靠性，经得起验证。

③ 紧急求助，代谢组学的代谢通路富集分析和MYROLE该怎么用

代谢组学的代谢通路富集分析和MYROLE该怎么用
代谢组学是对一系列相似的生物样本中的代谢物进行比较分析的学科。代谢物在生物系统中起着至关重要的作用，因此代谢组学可用于发现和鉴定生物标志物，或更好地了解药物或疾病对已知和未知生物通路的影响。成功的代谢物组学研究依赖于有效的代谢物提取。对于非靶向代谢组学研究，需要提取细胞和体液中的多种代谢物，并去除无需分析的蛋白质等成分。再加上代谢物的理化性质多样，丰度动辄相差若干数量级，更进一步增加了提取的难度。液液萃取这种两相分离方法常被用于代谢物的提取。液液萃取中有机溶剂和水溶液的性质、体积、溶剂比例、水溶液的pH 值都必须仔细考虑。这些因素会显着影响提取的代谢物数量和实验的重现性。本应用报告介绍了采用液液萃取提取红细胞代谢物的方法。结果表明，调整水相/有机相的比例对于两相分离非常重要。同时水相pH 值对提取的代谢物数量也有很大影响，为了提取尽可能多的代谢物，需要采用多个pH 值进行提取。

④ 代谢组学的研究方法

代谢组学的研究方法与蛋白质组学的方法类似，通常有两种方法。一种方法称作代谢物指纹分析 （metabolomic fingerprinting），采用液相色谱-质谱联用（LC-MS）的方法，比较不同血样中各自的代谢产物以确定其中所有的代谢产物。从本质上来说，代谢指纹分析涉及比较不同个体中代谢产物的质谱峰，最终了解不同化合物的结构，建立一套完备的识别这些不同化合物特征的分析方法。另一种方法是代谢轮廓分析（metabolomic profiling）,研究人员假定了一条特定的代谢途径，并对此进行更深入的研究。
对于代谢产物来说，不仅只有质谱峰这个特征。更进一步说，质谱（MS）并不能检测出所有的代谢产物，并不是因为质谱的灵敏度不够，而是由于质谱只能检测离子化的物质，但有些代谢产物在质谱仪中不能被离子化。采用核磁共振（NMR）的方法，可以弥补色谱的不足。剑桥大学的Jules Griffin博士，正在使用质谱与核磁共振结合的方法，试图建立机体中的完整代谢途径图谱。Griffin用核磁共振检测高丰度的代谢产物，由于核磁共振检测的灵敏度不高，所以只用于分析低丰度代谢产物。
过去，只有毒理学方面的研究使用核磁共振，而质谱只在植物代谢研究中采用。如今，这两种方法在代谢组学研究中已经普遍使用。为在不同样品间进行有意义的比较，研究人员必须结合使用这两种方法获得的大量数据进行分析。此外，还需要结合基因组学研究获得的数据。
Gary Siuzdak博士在美国克利普斯研究院（TSRI）从事生物信息学问题的研究，他设计了一个分析来自不同样品代谢产物变化的实验方案。研究人员可以通过生物信息学软件XEMS比较不同的数据，从而识别出代谢产物。软件提供了所有代谢产物的分子量数据，这些代谢产物浓度因不同的个体而变化。公众可以从网上免费获取这些数据。
Siuzdak博士表示，他们正采用综合研究的方法进行代谢组学研究，试图检测出尽可能多的代谢产物，超越人们过去使用方法所能达到的目标。通过个体研究，希望能在一定程度上识别出与应激有关的新分子，这些应激物可能是一种疾病，一种敲除酶，或者是其他的物质。

⑤ 简述代谢组学的概念、研究技术和应用。

代谢组学是上世纪九十年代中期发展起来的一门新兴学科，是系统生物学的重要组成部分。它是关于生物体系内源代谢物质种类、数量及其变化规律的科学，研究生物整体、系统或器官的内源性代谢物质及其所受内在或外在因素的影响。

代谢组学利用高通量、高灵敏度与高精确度的现代分析技术，对细胞、有机体分泌出来的体液中的代谢物的整体组成进行动态跟踪分析，借助多变量统计分析方法，来辩识和解析被研究对象的生理、病理状态及其与环境因子、基因组成等的关系。“代谢组学”是一种整体性的研究策略，其研究策略有点类似于通过分析发动机的尾气成分，来研究发动机的运行规律和故障诊断等的“反向工程学”的技术思路。由于代谢组学着眼于把研究对象作为一个整体来观察和分析，也被称为“整体的系统生物学”。

通过现代超高效液相色谱/高分辨质谱联用仪等技术分析体液中的代谢物组成谱，并利用多变量统计分析技术，把所有代谢物的组成信息都整合到一起，为在系统和整体的层面上比较和分析生物的代谢特性开辟了新的技术路线，具有广阔的发展前景。近几年来，已经有越来越多的学者将现代代谢组学技术运用到人体和动物的整体代谢与功能性研究中。

代谢组学创始人、英国帝国理工大学Jeremy Nicholson教授认为人体应该作为一个完整的系统来研究，应用代谢组学来理解疾病过程，与中医的整体观和辨“证”论治思维方式不谋而合。代谢组学和中医中药的哲学观相吻合，代谢组学是研究中药最好的选择。研究中药这种复杂混合物的毒性，代谢组学是最好的方法，选择不同产地、不同数量、不同组分的中药，做出代谢组图，根据组成变化与毒性、药效相对应，就可把有效的成分最大化，把有毒的东西剔除。同样，代谢组学也是中药质量控制的主要研究手段，有利于中药的出口和国际化。

代谢组学与有着几千年历史的中医学在许多方面有相近的属性，它们的有机结合将可能有力地推动中医药理论的现代化进程。代谢组学”可能成为我国传统医学走向国际化的通用语言。上海系统生物医学研究中心与上海中医药大学合作，在用代谢组学研究中医肾阳虚证的分子机理、中药肾毒性的预测以及支持中药在国际市场的登记注册等方面已经取得很好成效，显示了代谢组学与中国传统中医药结合的强大生命力。

代谢组学是从整体上研究复杂生命现象的新兴学科。研究代谢组学的关键是要发展大规模、并行化测定复杂混合体系中代谢物组成信息和对大量数据进行分析和建模的能力。技术手段的发展是代谢组学发展的关键因素。上海系统生物医学研究中心依托上海交通大学强大的工程学和理学研究力量，结合深厚丰富的临床和基础医学研究经验，致力于代谢组学研究具有相当的优势。

美国Waters公司是全球分析仪器领域的先导者，在复杂体系分析领域独树一帜，具有领先的分析平台, 配套的计算软件和雄厚的技术储备。学科的发展催生学科研究工具的产生，近年来，他们根据代谢组学发展的要求，与代谢组学创始人Jeremy Nicholson教授合作，首创全球领先的超高效液相色谱UPLC技术，与高分辨质谱技术和计算技术结合，推出了以超高效液相色谱/高分辨质谱联用仪UPLC-QTOF为代表的代谢组学分析系统，一次可以从尿液样品中快速获取2万多个数据点，为从整体上深入把握人体的生理代谢状况，细致入微地刻画和反映人体的疾病过程，提供了先进可行的工具。

为了加快代谢组学的发展，特别是推动我国传统医药国际化的进程，上海系统生物医学研究中心和美国Waters公司决定成立国际一流的代谢组学联合实验室，并于2006年6月23日在上海交通大学举行了正式的签约仪式，双方承诺共同努力将此实验室建设成为我国发展代谢组学的研究基地，人员培训基地和生物医药新用途开发基地。联合实验室将邀请代谢组学创始人、英国帝国理工大学Jeremy Nicholson教授担任顾问，计划每年定期在上海举行代谢组学高级研修班，这将极大的促进我国代谢组学的研究进展和增强及时跟踪国际前沿研究动向的能力,对于推动我国生物医药事业的发展具有十分重要的意义。

⑥ 阐述代谢组学研究中对代谢物进行分离分析的常用技术有哪些

阐述代谢组学研究中对代谢物进行分离分析的常用技术有哪些
代谢组学的研究方法与蛋白质组学的方法类似，通常有两种方法。一种方法称作代谢物指纹分析 （metabolomic fingerprinting），采用液相色谱-质谱联用（LC-MS）的方法，比较不同血样中各自的代谢产物以确定其中所有的代谢产物。从本质上来说，代谢指纹分析涉及比较不同个体中代谢产物的质谱峰，最终了解不同化合物的结构，建立一套完备的识别这些不同化合物特征的分析方法。另一种方法是代谢轮廓分析（metabolomic profiling）,研究人员假定了一条特定的代谢途径，并对此进行更深入的研究。
对于代谢产物来说，不仅只有质谱峰这个特征。更进一步说，质谱（MS）并不能检测出所有的代谢产物，并不是因为质谱的灵敏度不够，而是由于质谱只能检测离子化的物质，但有些代谢产物在质谱仪中不能被离子化。采用核磁共振（NMR）的方法，可以弥补色谱的不足。剑桥大学的Jules Griffin博士，正在使用质谱与核磁共振结合的方法，试图建立机体中的完整代谢途径图谱。Griffin用核磁共振检测高丰度的代谢产物，由于核磁共振检测的灵敏度不高，所以只用于分析低丰度代谢产物。

⑦ 如何分析代谢组学的数据

SPSS、SAS及SIMICA-P

⑧ 代谢组学中小分子鉴定方法基本原理

代谢组学是效仿基因组学和蛋白质组学的研究思想，对生物体内所有代谢物进行定量分析，并寻找代谢物与生理病理变化的相对关系的研究方式，是系统生物学的组成部分。其研究对象大都是相对分子质量1000以内的小分子物质。先进分析检测技术结合模式识别和专家系统等计算分析方法是代谢组学研究的基本方法。

⑨ 怎么用ipa软件进行代谢组学的分析

IPA(Ingenuity Pathway Analysis)，是基于云计算的一体化生物通路分析软件。其在高度结构化的生物信息平台Ingenuity Knowledge Base支持下，一方面可以搜索基因、蛋白、药物等的各类相关信息，并构建相互作用模型；另一方面还可以分析来源于基因组、micro-RNA、SNP、芯片、代谢组、蛋白组等的实验数据。
近年来，随着IPA软件的发展和完善，已经广泛地被生命科学研究学界接受，并且目前使用IPA处理数据发表的论文高达上万篇，如在疾病发病机理、癌症等方面。