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）的多反應監測（MRM）模式采集樣本中代謝組數據，實現代謝物的絕對定性；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，實現樣本中代謝物的絕對定量。
產品服務
類別 | 代謝物數目 | 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 | 調節血糖、抗炎作用，可以調節 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、調節腸道菌群，參與多種代謝通路調節；植物抗逆生長相關 |
膽汁酸 | 43 | 膽酸、?；悄懰?、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 | 調節免疫反應、生長發育、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 | 植物體內調節生長、增殖，調控種子成熟休眠萌發，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基中氨基酸及其衍生物的動態變化[1]
研究背景
臨床上，三陰性乳腺癌（TNBC）患者復發率和遠處轉移率高，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.
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