代谢组学（Metabolomics）是生物体内生化反应的总成，是生命体维持生命的物质基础，也是研究生命活动的重要基础。代谢组学是基于高通量分析和生物信息学技术，研究生命在内、外环境影响下的内源代谢活动，包括对代谢产物种类、数量及其变化规律的检测和分析，从而研究集体生命活动发生和发展的本质。代谢物作为生物学过程的终端产物，其状态改变能够准确地反应细胞功能的变化。
非靶向代谢组（Untargeted Metabolomics）是指采用LC-MS、GC-MS、NMR技术，无偏向性的检测细胞、组织、器官或者生物体内受到刺激或扰动前后所有小分子代谢物（主要是相对分子量1000 Da以内的内源性小分子化合物）的动态变化，并通过生信分析筛选差异代谢物，对差异代谢物进行通路分析，揭示其变化的生理机制。因此，如果想关注尽可能多的物质信息，适合选择非靶向代谢组学的方法。
| 样本要求 | 项目周期 | ||
| 类型与数量： 1.细胞 > 106个 2.血浆、尿液等体液 > 100 μL 3.粪便 > 100 mg 4.动物组织 > 50 mg 5.植物组织 > 100 mg |
建议重复数： 1.植物、细胞和微生物 ≥ 6重复 2.动物 ≥ 10重复 3.临床样本 ≥ 30重复 |
保存与运输： 采集后液氮速冻，干冰运输。 |
20个自然日 |
项目流程
生物信息学分析
| 数据评估 | 基础分析 | 多组学联合分析 |
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1.样本质控分析
2.主成分分析
3.聚类分析
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1.分组主成分分析
2.正交偏最小二乘法判别分析
3.代谢物含量动态分布
4.差异代谢物筛选
5.功能注释及富集分析
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技术优势
- 通量高：一次性检测样品中全部代谢信号。
- 高保真：样品前处理少，保留原始信息。
- 检出物质多：检测多达千余种代谢物，覆盖物质种类丰富。
- 低成本：前期实验少，一次性进样分析，成本相对较低。
- 分析灵活：个性化分析报告，可做多组学关联分析。
项目结果
a. PCA图；b、c和d. 差异代谢物火山图、热图和KEGG富集图。
文献解读
非靶向代谢组学探究缓解复发多发性硬化症的应用
代谢异常会影响多发性硬化症(MS)的发病机制，并可能为新的治疗策略提供线索。使用非靶向代谢组学，研究者测量了35名复发缓解型多发性硬化症(RRMS)患者和14名健康者对照(HS)的血清代谢物。有60个代谢物在HS和RRMS组间发生显著改变(图a)，变化最大的代谢物属于脂质(46%)和外源物质(20%)代谢途径，其次是肽(12%)、氨基酸(7%)、维生素(5%)、碳水化合物(5%)、能量(3%)和核苷酸代谢途径(2%)(图b)。KEGG分析结果显示，与HS相比，RRMS患者差异代谢物显著富集到甘油磷脂代谢、柠檬酸循环（TCA）、鞘脂代谢和丙酮酸代谢途径(图c)。以上4个代谢途径相互关联，并指向糖酵解作为上游代谢途径(图d)。与HS相比，RRMS外周血单核细胞的糖酵解活性显著增加(图e和图f)。
之后，作者用糖酵解抑制剂2-脱氧-D-葡萄糖处理了自身免疫性脑脊髓炎小鼠，通过促进中枢神经系统中单核细胞/巨噬细胞的抗炎表型改善了疾病进展，缓解了疾病病理。这项研究为确定多发性硬化治疗靶点以开发潜在药物提供了参考。
非靶向代谢组
