代谢组学——肿瘤学研究的重要技术平台.pdfVIP

中国肿瘤生物治疗杂志 Vo1．14 No．6 Dec．20o7 Chinese Journal of Cancer Biotherapy ·585· [文章编号] 1007-385X(2007)06-0585-04 · 综 述 · 代谢组学——肿瘤学研究的重要技术平台 Metabolomics-- an important technology platform for cancer research 洪 毅综述，谈冶雄，王红阳 审阅(上海第二军医大学东方肝胆外科医院，上海 200438) [摘 要] 代谢组学(metabonomics)是对某一生物或细胞所有低分子量代谢产物进行定性和定量分析的一门新学科，与基因 组学、转录组学、蛋白质组学等一起构成系统生物学的技术平台。代谢组学分析技术以磁共振和色谱、质谱串联技术为主，获 得的代谢谱数据借助化学计量学工具和模式识别软件进行分析。已报道的肿瘤特异性代谢产物涵盖各类生物大分子的物质 代谢，代谢组学从机体的动态代谢途径寻找肿瘤等疾病特异性代谢产物，识别人体疾病代谢状态的差异，从而进行疾病分类 和诊断。代谢产物是基因表达的终产物，分析生物代谢图谱型特征更能够揭示基因和表现型之间的关系，以达到监测和推断 基因功能的目的，为进一步深入分析肿瘤生物机制提供可能。 [关键词] 代谢组学；系统生物学；肿瘤；代谢产物；肿瘤标志物 [中图分类号] R730 [文献标识码] A 代谢组学…是对某一生物或细胞所有低分子量代 全部功能。代谢组学能定量测量生物体基因修饰和受 谢产物进行定性和定量分析的一门新学科。随着人类 病理生理刺激所产生的与时间相关的多元代谢产物， 基因组计划的完成，生命科学已进入后基因组时代。 目的是通过分析生物体处于不同发育阶段或不同生长 在基因组学、转录组学、蛋白质组学平台基础上加入代 环境中的化合物，跟踪其代谢路径，以期能描绘出基 谢组学等新内容，逐步形成了较完整的系统生物学技 因、蛋白和代谢产物之间各种复杂的相互作用全图，系 术平台，使人们能更好地从系统生物学水平揭示肿瘤 统地对生物体功能进行阐述。代谢组学在疾病诊断方 的病因和机制，发掘新的诊断工具与方法。 面的应用正逐渐趋于成熟，机制研究也在进一步深入。 恶性肿瘤是一种多因素参与造成机体各系统功能 2 代谢组学的分析技术 平衡紊乱的复杂疾病，其代谢作用与正常组织明显不 同。通过代谢组学在给定的时间和条件下对某一生物 许多生物组织和体液都可以进行代谢组学研究。 系统所有小分子代谢物质的定量分析，就可以对生物 以体液为例，包括唾液、血液、尿液、胆汁、乳液、脑脊液 内源性代谢物的整体情况进行定量或对造成其内因和 和组织萃取液等，不同体液的来源、分布及功能各不相 外因变化的规律进行分析。本文就代谢组学与其它组 同，因此其包含的代谢产物成分也存在较大差异。代 学的区别和关系、代谢组学研究的技术和分析方法、在 谢组学分析生物体系中所有的代谢产物，单一的分离、 肿瘤研究中应用的进展及发展趋势进行综述。 分析技术难以满足这一要求。因此，越来越多的分离、 分析手段及其组合出现在代谢组学的研究中 ，如： 1 系统生物学与代谢组学的基本概念 核磁共振(NMR)、薄层色谱(TLC)、紫外或二极管阵列 系统生物学 是在细胞、组织、器官和生物体整体 检测器的高效液相色谱(HCPLC／UV／PDA)、紫外检测 水平多层次、多系统研究其结构和功能各异的各种分 器的毛细管电泳(CE／UV)、激光诱导检测器的毛细管 子及其相互作用，用计算生物学方法整合各组学数据 电泳(CE／LIF)、