LC-MS全代謝組

LC-MS Metabonomics

全代謝組又稱非靶向代謝組（Untargeted metabolomics），對樣本進行全面的、無側(cè)重的檢測，通過比較實驗組和對照組樣本，找出差異代謝產(chǎn)物，結(jié)合生物信息分析，找出富集差異通路，整合代謝網(wǎng)絡(luò)。全代謝組旨在提供一個全面的研究視角來比較差異，通常用于標志物的篩選、分子機制研究及多組學整合分析。

LC-MS全代謝組學 

技術(shù)的優(yōu)點

實驗流程

分析內(nèi)容

送樣要求

 注：頂空進樣的樣本最少2g

儀器設(shè)備

Thermo Scientific TSQ Altis

AB Sciex TripleTOF? 5600

小鹿智囊

1、代謝組研究相對于基因組和蛋白質(zhì)組研究而言有什么不同之處？

主要特點包括三方面：一、基因和蛋白表達的有效的微小變化會在代謝物上得到放大，從而使檢測更容易；二、代謝組學的技術(shù)不需建立全基因組測序及大量表達序列數(shù)據(jù)庫；三、因為代謝產(chǎn)物在各個生物體系中都是類似的，所以代謝組學研究中采用的技術(shù)更通用。 

 2、代謝組的樣品重復(fù)性有什么要求？ 

代謝組學基于多元統(tǒng)計分析方法進行的，在樣品準備上相對于轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組而言需要更多的重復(fù)數(shù)據(jù)。一般建議植物樣品：最少6次，建議8次生物學重復(fù)；

模式動物及微生物樣品：最少8次，建議10次生物學重復(fù)；

臨床樣品：30次生物學重復(fù)以上，如組織樣品不好取樣，可控制在20次重復(fù)以上。

 3、靶向代謝檢測平臺的選擇？

GC-MS和LC-MS兩種平臺各有優(yōu)勢，主要是由目標化合物的理化性質(zhì)決定，GC-MS適合易揮發(fā)性、分子量不太大的化合物，而且，離子源為EI，碎片信息多，有成熟的圖譜庫，便于化合物檢索，對于非揮發(fā)性成分則需要衍生化；而LC-MS離子源為APCI或者ESI源，適合做中等或強極性的化合物，分子量范圍廣，靈敏度高，前處理簡單，但是LC-MS的價格要貴點，因此可以根據(jù)實際情況選擇合適的檢測平臺。

 4、關(guān)于代謝組數(shù)據(jù)庫問題，老師經(jīng)常問起數(shù)據(jù)庫是商業(yè)庫還是自己建的庫，類型？

GC-MS數(shù)據(jù)庫：Nist、feihn；

LC-MS數(shù)據(jù)庫：HMDB、Metlin、自建庫（大連化物所-許國旺組）。

實例分析

冠狀動脈疾病綜合代謝組學特征分析

基本信息

材料：冠心病患者血清                             主要技術(shù)：LC-MS全代謝組、靶向代謝組

期刊： J. Am. Coll. Cardiol                      影響因子：19.896

文章摘要

對來自四個中心的2324名疑似冠狀動脈疾病（CAD）患者進行造影檢查，分組如下：正常冠狀動脈（NCA），非梗阻冠狀動脈粥樣硬化（NOCA），穩(wěn)定型心絞痛（SA），不穩(wěn)定型心絞痛（UA）和急性心肌梗塞（AMI）。通過LC-Q-TOF-MS分析代謝圖譜并進行分析。通過對CAD樣本的交叉驗證比較，共鑒定了89種差異代謝產(chǎn)物。改變的代謝途徑包括降低的磷脂分解代謝，增加氨基酸代謝，增加短鏈?；鈮A，減少三羧酸循環(huán)，以及減少初級膽汁酸的生物合成。作者還發(fā)現(xiàn)12個生物標志物AUC值可達0.938至0.996（n = 1,086），在測試階段預(yù)測值為89.2％至96.0％（n = 933），外部集也達到85.3％到96.4％（n = 305）。

方法流程

1、CAD患者

2、血漿收集

3、LC-MS分析

4、差異代謝物

5、OPLS-DA統(tǒng)計分析

6、代謝通路富集

7、代謝產(chǎn)物及相關(guān)性分析

8、診斷標志物

9、ROC曲線及外部測試

小鹿推薦

代謝組是尋找生物標志物最常用的手段之一，但目前大多數(shù)代謝產(chǎn)物生物標志物還不足以取代現(xiàn)有的臨床測試，一方面，疾病階段的復(fù)雜性使大多數(shù)代謝產(chǎn)物的預(yù)測結(jié)果受到影響，另一方面，重復(fù)性不佳而導(dǎo)致生物標志物的靈敏性和特異性減弱。本文通過對冠心動脈疾病的不同分組及交叉驗證確定了代謝標志物，并利用來源不同的樣本進行驗證，保證了代謝產(chǎn)物標志物的靈敏性、特異性及可重復(fù)性，值得臨床研究的借鑒。

文獻來源

Fan Y et al. Comprehensive Metabolomic Characterization of Coronary Artery Diseases. 2016, J. Am. Coll. Cardiol.

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注：該產(chǎn)品未在中華人民共和國食品藥品監(jiān)督管理部門申請醫(yī)療器械注冊和備案，不可用于臨床診斷或治療等相關(guān)用途