靶向代謝組學(xué)
技術(shù)簡介
靶向代謝組學(xué)（Targeted Metabolomics）是針對(duì)某一物質(zhì)或某一類目標(biāo)代謝物，以標(biāo)準(zhǔn)品為參照，對(duì)目標(biāo)代謝物在生物體內(nèi)絕對(duì)濃度進(jìn)行測定，或?qū)σ押Y選得到的生物標(biāo)記物進(jìn)行驗(yàn)證。
技術(shù)原理
首先提取目標(biāo)代謝物標(biāo)準(zhǔn)品的離子對(duì)和保留時(shí)間等信息，依靠三重四極桿（QQQ）的多反應(yīng)監(jiān)測（MRM）模式采集樣本中代謝組數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)代謝物的絕對(duì)定性；然后通過外標(biāo)定量法或內(nèi)標(biāo)定量法建立標(biāo)準(zhǔn)品的標(biāo)準(zhǔn)曲線，實(shí)現(xiàn)樣本中代謝物的絕對(duì)定量。
產(chǎn)品服務(wù)
類別 | 代謝物數(shù)目 | 代表性物質(zhì)名稱 | 應(yīng)用方向 |
短鏈脂肪酸 | 7 | 乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸、戊酸、異戊酸、己酸 | 調(diào)節(jié)血糖、抗炎作用，可以調(diào)節(jié) 腸道菌群組成、參與能量代謝反應(yīng) |
中長鏈脂肪酸 | 50 | 辛酸甲酯、癸酸甲酯、油酸甲酯、巖芹酸甲酯、等 | 抑菌、調(diào)節(jié)腸道菌群，參與多種代謝通路調(diào)節(jié)；植物抗逆生長相關(guān) |
膽汁酸 | 43 | 膽酸、牛磺膽酸、石膽酸、脫氧膽酸、去脫氧膽酸、等 | 糖脂代謝疾病、心血管疾病、腸道菌群相關(guān) |
氨基酸 | 36 | 甘氨酸、精氨酸、組氨酸、亮氨酸、纈氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、等 | 植物生長發(fā)育、抗逆、衰老；人心血管疾病、糖尿病、癌癥相關(guān) |
色氨酸代謝通路 | 31 | 色氨酸、黃嘌呤酸、褪黑素、吲哚丙酸、肉桂酸、色胺、犬尿酸、煙酸、等 | 調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)、生長發(fā)育、情緒行為，疾病治療靶點(diǎn) |
中心碳代謝 | 26 | 檸檬酸、蘋果酸、延胡索酸、琥珀酸、葡萄糖、丙酮酸、6-磷酸果糖、等 | 動(dòng)植物生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，生長發(fā)育相關(guān) |
神經(jīng)遞質(zhì) | 27 | 谷氨酸、組胺、腎上腺素、去甲腎上腺素、多巴胺、乙酰膽堿、等 | 神經(jīng)系統(tǒng)疾病相關(guān)物質(zhì) |
糖 | 11 | 葡萄糖、果糖、木糖、鼠李糖、蔗糖、麥芽糖、等 | 提供生長發(fā)育必需能量 |
植物激素 | 16 | 吲哚乙酸、脫落酸、玉米素、吲哚丁酸、吲哚丙酸、褪黑素、水楊酸、茉莉酸、等 | 植物體內(nèi)調(diào)節(jié)生長、增殖，調(diào)控種子成熟休眠萌發(fā)，非生物脅迫研究，生物應(yīng)激反應(yīng)等 |
類黃酮 | 45 | 槲皮素、蘆丁、葛根素、芹菜素、橙皮苷、柚皮素、山奈酚、等 | 植物次生代謝物質(zhì)，多種藥理活性 （心血管系統(tǒng)活性、抗菌及抗病毒活性、抗腫瘤活性、抗氧化活性等） |
技術(shù)特點(diǎn)
方法特異性強(qiáng)，針對(duì)明確目標(biāo)代謝物進(jìn)行檢測
定量準(zhǔn)確性高，運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)品對(duì)目標(biāo)代謝物進(jìn)行精準(zhǔn)定量
檢測靈敏度高：基于先進(jìn)的質(zhì)譜平臺(tái)，靈敏度可達(dá)pg級(jí)
送樣建議：
（1）樣本量要求：
血清/血漿：200 μL/sample
尿液：1mL/sample
動(dòng)物組織：200mg/sample
糞便/腸道內(nèi)容：200mg/sample
植物組織：1-2g/sample
菌體/細(xì)胞：1-5 x 10^7cells/sample
培養(yǎng)液：1mL/sample
（2）生物學(xué)重復(fù)：
植物和微生物：建議8個(gè)以上，不低于6個(gè)
動(dòng)物：建議12個(gè)以上，不低于8個(gè)
臨床樣品：建議100個(gè)以上，不低于30個(gè)
案例分析
靶向代謝組學(xué)揭示了三陰性乳腺癌細(xì)胞和培養(yǎng)基中氨基酸及其衍生物的動(dòng)態(tài)變化[1]
研究背景
臨床上，三陰性乳腺癌（TNBC）患者復(fù)發(fā)率和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移率高，預(yù)后差，生存率低。許多癌癥患者對(duì)氨基酸及其衍生物的需求量增加，谷氨酰胺由細(xì)胞外來源或內(nèi)源性合成的增加提供。還沒有報(bào)道從細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外的角度來探索TNBC癌細(xì)胞的氨基酸和衍生物特征。
研究目的
對(duì)HCC1143細(xì)胞系、HCC202非三重陰性乳腺癌細(xì)胞系（非TNBC）細(xì)胞裂解物和細(xì)胞培養(yǎng)基樣品中的40種氨基酸及其衍生物進(jìn)行定量分析，探討了TNBC和非TNBC細(xì)胞系的氨基酸和衍生物代謝特征。
研究結(jié)果
本研究描述了TNBC和非TNBC細(xì)胞之間代謝失調(diào)的一種新的動(dòng)態(tài)描述，在細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外的氨基酸譜中都相關(guān)。對(duì)TNBC細(xì)胞的這些獨(dú)特代謝物進(jìn)行定量分析可能有助于對(duì)TNBC的深入了解和新的治療靶點(diǎn)。
圖1 細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外關(guān)鍵氨基酸紊亂代謝途徑的動(dòng)態(tài)描繪
參考文獻(xiàn)
[1] Kou F, Zhu B, Zhou W, et al. Targeted metabolomics reveals dynamic portrayal of amino acids and derivatives in triple-negative breast cancer cells and culture media[J]. Molecular Omics, 2020.
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