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代谢组学中代谢指纹研究技术进展摘要：代谢组学主要考察生物体系受刺激或扰动后其内源性代谢产物的变化，从而研究生物体系的代谢途径。代谢指纹分析技术是代谢组学常用的研究手段之一。本文对代谢组学及代谢指纹分析技术的研究进展作相应的论述。 关键词：代谢组学；分析技术；代谢指纹分析 中图分类号：Q493.1文献标识码：A文章编号：1672-979X(2008)09-0062-04 Progress on Metabolic Fingerprinting Analysis in Metabonomics SUN Xiang-ming, DU Juan, NAN Li-li (1. Research Center on Life Sciences and Environmental Sciences, Harbin University of Commerce; 2. Engineering Research Center on Natural Anticancer Drugs of Ministry of Education, Harbin 150076, China) Abstract：Metabonomics mainly investigates the change of endogenous metabolism of biological system that is stimulated or disturbed, and studies the metabolic pathways of biological system. Metabolic fingerprinting analytical technique is one commonly used study method in metabonomics. This paper reviews the progress on metabonomics and metabolic fingerprinting analytical technique. Key words：metabonomics; analytical technique; metabolic fingerprinting analysis 1代谢组学简介 1.1代谢组学的概念 代谢组学是通过考察生物体系受刺激或扰动后（某个特定的基因变异或环境变化）其代谢产物的变化或随时间的变化，是研究生物体系代谢途径的新技术[1]。Nicholson最初给出的定义是：定量测量生物体因病理生理刺激或基因改变引起的代谢应答变化[2,3]，系统性的代谢组学概念应将机体的代谢过程与微生物代谢以及外源环境因子的相互作用因素综合起来[4]。在其它文献的描述中还突出了代谢组学的时空动态性和全局性观点，体现了代谢组学与静态的代谢物组学的差别[5]。因此，代谢组学是一个具有更广泛意义的系统生物学概念。严格地说，代谢物组是指某一生物或细胞所有的代谢产物（metabolite）。在实际工作中由于分析手段的局限性，更多的人倾向于将代谢物组局限于某一生物或细胞中所有的低相对分子质量（Mr）代谢产物。与基因组学、转录组学和蛋白质组学相对应，代谢组学是一门对某一生物或细胞所有低Mr代谢产物进行定性和定量分析，以监测活细胞中化学变化的科学。研究过程中，逐步提出了一些相关概念，如代谢物靶目标分析（metabolite target analysis）、代谢轮廓（谱）分析（metabolic profiling analysis）、代谢组学（metabonomics或metabolomics）和代谢指纹分析（metabolic fingerprinting analysis）。 1.2代谢组学的技术平台 代谢组学主要研究作为各种代谢路径的底物和产物的小分子代谢物（Mr＜1 000）。其样品主要是尿液、血浆或血清、唾液以及细胞和组织的提取液。研究大致分为3个阶段：样品制备，代谢产物检测、分析与鉴定以及后期数据分析和模型建立。 与原有的各种组学技术只分析特定类型的物质不同，代谢组学所分析对象的大小、数量、官能团、挥发性、带电性、电迁移率、极性以及其他物理化学参数差异很大，单一的分离分析手段往往难以保证无偏向的全面分析。色谱、质谱、核磁共振波谱、红外光谱、原子光谱、库仑分析、紫外吸收、荧光散射、发射性检测和光散射等分离分析手段及其组合都应用于代谢组学的研究，一般根据样品的特性和实验目的，选择最合适的分析方法。目前最常用的分离分析手段是气相色谱和质谱联用（GC/MS），液相色谱和质谱联用（LC/MS），核磁共振（NMR）及傅里叶变换红外光谱与质谱联用（FTIR/MS）。 2