項目簡(jiǎn)介
非靶向代謝組采用LC-MS/MS技術(shù)，無(wú)偏的檢測細胞，組織，器官或生物體內受刺激、擾動(dòng)前后小分子代謝物（大多為1000Da以?xún)鹊膬仍葱》肿踊衔铮┑膭?dòng)態(tài)變化，結合生信分析篩選差異代謝物，對代謝物進(jìn)行通路富集分析，可揭示其變化的生理機制，是后基因組學(xué)功能研究利器。
技術(shù)原理
非靶向代謝組技術(shù)需對每個(gè)樣本分別進(jìn)行代謝物提取，純化，QC樣本制備，色譜分離，質(zhì)譜檢測；
該技術(shù)采用高效液相色譜作為分離系統，以高分辨率質(zhì)譜為檢測系統的串聯(lián)質(zhì)譜進(jìn)行代謝物檢測，更適用于揮發(fā)及熱穩定性差代謝物鑒定，靈敏度高，分析范圍廣，重復性好。
質(zhì)譜檢測基于被測物質(zhì)荷比（m/z）進(jìn)行。代謝物在離子源轉換成氣相離子進(jìn)行一級質(zhì)譜掃描，特定離子進(jìn)入碰撞室二級碎裂形成子離子，進(jìn)行二級質(zhì)譜掃描，基于數據依賴(lài)采集方式，獲取一級譜圖和二級譜圖。
分別使用一級譜圖和二級譜圖與in-house標準品數據庫匹配進(jìn)行一級代謝物和二級代謝物鑒定和定量分析。
技術(shù)原理示意圖
技術(shù)路線(xiàn)
技術(shù)優(yōu)勢
高通量：一次性盡可能檢測樣本中所有代謝物。
高保真：樣本前處理少，保留樣本最原始信息。
低成本：前期實(shí)驗少，一次進(jìn)樣分析，成本較低。
應用廣：疾病早篩和預后biomarker，疾病代謝機理研究，食品研發(fā)，微生物工程，藥物療效及安全評估，新藥靶標開(kāi)發(fā)，網(wǎng)絡(luò )藥理學(xué)，植物農業(yè)等。
樣本要求
1.樣本類(lèi)型及樣本量：
細胞>10^6個(gè)
血漿、尿液等體液>100ul
糞便>100mg
動(dòng)物組織>50mg
植物組織>100mg
生物學(xué)重復數：
一般項目：>6個(gè)生物重復 ；臨床項目：>10個(gè)生物重復
2.樣本保存及運輸：樣品無(wú)污染，采集后速凍（-80℃或者液氮），標識清楚，干冰運輸
分析內容
我司非靶向代謝組學(xué)提供系統、完善的生物信息分析：
數據質(zhì)控：CNS主流生信分析軟件，XCMS進(jìn)行原始數據處理和質(zhì)控。
代謝物鑒定：豐富的功能數據庫注釋?zhuān)琀MDB，KEGG等數據庫對代謝物進(jìn)行鑒定和注釋。
代謝物定量：全面的定量分析，包括主成分分析（PCA）、生物重復性分析、相關(guān)性分析等。
差異代謝物篩選：嚴格的篩選閾值和算法，包括偏最小二乘判別分析（PLS-DA）、正交偏最小二乘判別分析（OPLS-DA）等。采用Fold Change，P value和VIP值三重閾值標準鑒定差異代謝物。
差異代謝物功能富集分析：完善的差異功能分析，HMDB，KEGG等數據庫對差異代謝物進(jìn)行注釋和富集分析。
交互式報告：動(dòng)態(tài)交互可視化火山圖、PCA圖、Pathway圖等。
其他個(gè)性化分析。
分析結果示例
PCA圖及PCA散點(diǎn)負載圖
差異代謝物火山圖及熱圖
差異代謝物KEGG代謝通路注釋
其余結果圖示例
典型案例
案例1 歐洲阿茲海默人群隊列研究揭示血漿中的原發(fā)性脂肪酰胺與腦淀粉樣蛋白負荷、海馬體積和記憶有關(guān)
研究對認知健康個(gè)體（n = 242），輕度認知障礙個(gè)體（n = 236），阿茲海默患者（n = 115）的593份血漿樣品中的883種代謝物進(jìn)行了檢測和分析，發(fā)現了8種代謝物與腦脊液（CSF）中淀粉樣蛋白β相關(guān)，1種代謝物與CSF中t-tau蛋白相關(guān)，分別為伯脂肪酸酰胺（PFAM），脂因子和氨基酸。其中PFAM，谷氨酸鹽和天冬氨酸與海馬體積和記憶亦有關(guān)。為阿爾茨海默病生物標志物為發(fā)現外圍性疾病小分子生物標志物提供理論依據。
9個(gè)選定代謝物的AUC曲線(xiàn)
檢測出來(lái)與已知AD標志物相關(guān)的代謝物
案例2 血漿代謝組學(xué)揭示對慢性血栓栓塞性肺動(dòng)脈高壓（CTEPH）的治療反應
對患有慢性血栓栓塞性肺動(dòng)脈高壓患者（CTEPH）與健康對照（HC）和疾病對照（DC）分組進(jìn)行代謝組學(xué)檢測，定義并驗證了CTEPH血漿代謝譜和代謝產(chǎn)物改變特征。利用接受者操作特征分析（ROC分析）確認了12種代謝物可作為區分CTEPH患者和HC的biomarker（曲線(xiàn)下面積（AUC）0.64–0.94，所有p <2×10 -5）和HC（AUC 0.58–0.77，所有p <0.05），并觀(guān)察到許多代謝變化與特發(fā)性肺動(dòng)脈高壓（IPAH）所觀(guān)察到的顯著(zhù)相似。而檢測的代謝譜中只有5種代謝物（5-甲基硫代腺苷，N1-甲基腺苷，N1-甲基肌苷，7-甲基鳥(niǎo)嘌呤，N-甲?；琢虬彼幔┛蓪TEPH與IPAH區分。僅1種特定的代謝譜，可將CTEPH與HC、DC區分。結論暗示血漿代謝物梯度變化和與肺動(dòng)脈高壓相關(guān)的代謝物的心肺組織代謝物以及對PEA手術(shù)有反應的代謝物可能是評估未來(lái)靶向治療干預措施的合適無(wú)創(chuàng )標記物。
區分慢性血栓栓塞性肺動(dòng)脈高壓（CTEPH）患者與健康對照（HC）和疾病對照（DC）的差異代謝物熱圖
關(guān)鍵代謝物的ROC圖及曲線(xiàn)下面積
參考文獻：
[1]Roberts LD, Souza AL, Gerszten RE, Clish CB. Targeted metabolomics. Curr Protoc Mol Biol. 2012;Chapter 30:Unit30.2-30.2.24. doi:10.1002/0471142727.mb3002s98.
[2]Swietlik EM, Ghataorhe P, Zalewska KI, et al. Plasma metabolomics exhibit response to therapy in chronic thromboembolic pulmonary hypertension. Eur Respir J. 2021;57(4):2003201. Published 2021 Apr 1. doi:10.1183/13993003.03201-2020.
