代谢组学的应用.ppt

1、代谢组学在中药领域的应用,Contents,代谢组学概况,代谢组学的特点,1,2,3,代谢组学在中药领域的的应用,一、代谢组学概况,代谢组学是继基因组学和蛋白质组学之后新近发展起来的一门新学科。,代谢组学是利用现代分析技术，考察生物体在不同状态下其代谢产物的变化，通过代谢物图的整体分析，结合化学信息学分析方法确定代谢物成分的变化模式,揭示生物体在特定时间、环境下整体的功能状态。,代谢组学概念：,一、代谢组学概况,（一）研究对象代谢组学研究样本主要是尿液、血浆、血清、唾液以及细胞和组织的提取液（二）研究步骤,样品制备,代谢产物分离,数据分析,模型建立,一、代谢组学概况,（三）分析手段最常用技术手

2、段是核磁共振（NMR）、质谱与色谱联用技术（GCMS、LCMS），电喷雾四级杆飞行时间质谱（Q-TOF）。（四）数据分析与表征主成分分析技术（PCA）偏最小二乘法-判别分析技术（PLS-DA）,一、代谢组学概况,(五)代谢通路分析代谢组学通过代谢产物的量化表达来追踪机体固有代谢通路的变化，以通过代谢通路的调节表达规律来阐明机体生理病理变化的实质和规律。(六)代谢组学涵盖以下几个层次：代谢物靶标分析；代谢产物谱分析；代谢指纹图谱分析；代谢组学分析；代谢表型分析；,二、代谢组学的特点,特点,C,A,D,B,放大基因和蛋白表达的微小变化,从而使检测更容易,无需特征化的数据库，且代谢产物的种类要远小于

3、基因和蛋白的数目,对机体损伤小，其检测的体液主要是尿液与血清代谢产物具有通用性；,信息量大，代谢组学能够提供整个机体功能统一性的信息;能够反映生理病理状态。,二、代谢组学的特点,中药“多组分、多靶点、整合调节作用”的特点与代谢组学“整体性、系统性、综合性”相吻合。因此，代谢组学可能是现代科学中可以概括中药抽象整体观思想的重要途径。,代谢组学应用于中药的优势：,三、代谢组学在中药领域的应用,代谢组学与中药质量控制研究,代谢组学研究可对各原料药有效成分进行动态监测，从而克服采用不同原料药材的中药成品质量不稳定的弊端，并对道地药材进行指纹图谱水平鉴别。,代谢组学与中药整体疗效、药效物质基础及作用机制

4、的研究,将代谢组学技术应用到中药的整体药效评价，作用机制及药物在体内的“代谢指纹图谱”研究，不仅可监测药物所引起的内源性代谢物的变化，推测体内生化过程和状态的变化，进而推断中药的作用机制，体内代谢物的终端信息，寻找或阐明药物作用的靶点和受体。,三、代谢组学在中药领域的应用,代谢组学与中药安全性和毒性研究,中药成分复杂，难以用单一器官或组织的毒性反应来评价。应用代谢组学可动态性无伤害地检测机体生物体液的代谢图谱的变化，动态评价药物毒性效应，确保中药用药的合理性和安全性,代谢组学与中药活性成分代谢产物研究,4,植物代谢物是中药的活性成分，应用现代代谢组学研究方法对药材进行指纹图谱水平鉴别，检测药物

5、的活性成分和代谢产物，将会对中药的研究起到一定的推动作用。,三、代谢组学在中药领域的应用,5,代谢组学与中药单味药和方剂的研究,目前，代谢组学在中药单味药研究中应用比较广泛，应用代谢组学的方法可以推测发生改变的内源性代谢物和发生异常的代谢通路，从而阐明药物的作用机制。中药方剂通过多途径、多靶点的协同、将药效进行整合，从而在一些复杂疾病的治疗中体现出优于单成分、单靶点药物的疗效优势，但其作用机制不明，这也是制约其发展的瓶颈。利用代谢组学的整体综合信息来研究方药的作用机制具有优势。,三、代谢组学在中药领域的应用,6,中药作用模型的鉴别和确证,新药的发现最终必须在整体动物的药理和疾病模型上予以证实，才能将生物活性化合物转化为候选药物以进行开发研究。代谢组学能在鉴别和确证药理和疾病模型发挥作用，可以区别不同种属、不同品系动物模型的代谢状态，鉴别与人体疾病状态的差异，寻找人类疾病、药效和毒性的适宜动物模型。,7,筛选中药种质资源,生物的个体特征除决定于先天遗传因素外，还受其存环境的诸多影响，这些内外因素决定了生物个体的总体特征代谢表型。应用代谢组学技术研究中药种质资源代谢表型，将为中药资源的可持续发展和利用提供科学根据和保障。,展望：,进入后基因组时代后，代谢组学作为一门新技术在中医药方面