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靶向代謝組學


技術簡介

靶向代謝組學（Targeted Metabolomics）是針對某一物質或某一類目標代謝物，以標準品為參照，對目標代謝物在生物體內絕對濃度進行測定，或對已篩選得到的生物標記物進行驗證。

技術原理

首先提取目標代謝物標準品的離子對和保留時間等信息，依靠三重四極桿（QQQ）的多反應監(jiān)測（MRM）模式采集樣本中代謝組數(shù)據(jù)，實現(xiàn)代謝物的絕對定性；然后通過外標定量法或內標定量法建立標準品的標準曲線，實現(xiàn)樣本中代謝物的絕對定量。

產品服務


類別

代謝物數(shù)目

代表性物質名稱

應用方向

短鏈脂肪酸

7

乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸、戊酸、異戊酸、己酸

調節(jié)血糖、抗炎作用，可以調節(jié) 腸道菌群組成、參與能量代謝反應

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、調節(jié)腸道菌群，參與多種代謝通路調節(jié)；植物抗逆生長相關

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

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

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

調節(jié)免疫反應、生長發(fā)育、情緒行為，疾病治療靶點

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

動植物生命活動的物質基礎，生長發(fā)育相關

神經遞質

27

谷氨酸、組胺、腎上腺素、去甲腎上腺素、多巴胺、乙酰膽堿、等

神經系統(tǒng)疾病相關物質

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

植物體內調節(jié)生長、增殖，調控種子成熟休眠萌發(fā)，非生物脅迫研究，生物應激反應等

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，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）


技術特點

方法特異性強，針對明確目標代謝物進行檢測

定量準確性高，運用標準品對目標代謝物進行精準定量

        檢測靈敏度高：基于先進的質譜平臺，靈敏度可達pg級


送樣建議：

（1）樣本量要求：

血清/血漿：200 μL/sample

尿液：1mL/sample

動物組織：200mg/sample

糞便/腸道內容：200mg/sample

植物組織：1-2g/sample

菌體/細胞：1-5 x 10^7cells/sample

培養(yǎng)液：1mL/sample

（2）生物學重復：

植物和微生物：建議8個以上，不低于6個

動物：建議12個以上，不低于8個

臨床樣品：建議100個以上，不低于30個


案例分析

靶向代謝組學揭示了三陰性乳腺癌細胞和培養(yǎng)基中氨基酸及其衍生物的動態(tài)變化[1]

研究背景

臨床上，三陰性乳腺癌（TNBC）患者復發(fā)率和遠處轉移率高，預后差，生存率低。許多癌癥患者對氨基酸及其衍生物的需求量增加，谷氨酰胺由細胞外來源或內源性合成的增加提供。還沒有報道從細胞內和細胞外的角度來探索TNBC癌細胞的氨基酸和衍生物特征。

研究目的

       對HCC1143細胞系、HCC202非三重陰性乳腺癌細胞系（非TNBC）細胞裂解物和細胞培養(yǎng)基樣品中的40種氨基酸及其衍生物進行定量分析，探討了TNBC和非TNBC細胞系的氨基酸和衍生物代謝特征。

研究結果

本研究描述了TNBC和非TNBC細胞之間代謝失調的一種新的動態(tài)描述，在細胞內和細胞外的氨基酸譜中都相關。對TNBC細胞的這些獨特代謝物進行定量分析可能有助于對TNBC的深入了解和新的治療靶點。


圖1 細胞內和細胞外關鍵氨基酸紊亂代謝途徑的動態(tài)描繪


參考文獻

[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.