炙手可熱的代謝組學(xué)——了解一下？

炙手可熱的代謝組學(xué)——了解一下？

代謝組學(xué)是繼基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)之后，出現(xiàn)的新興“組學(xué)”。

代謝組(Metabolome)是指參與新陳代謝、維持生物體正常生長(zhǎng)功能和生長(zhǎng)發(fā)育的所有內(nèi)源小分子，尤其指分子質(zhì)量為1,000以下的小分子物質(zhì)，如：氨基酸、肽、碳水化合物、脂類、核酸等。代謝組學(xué)(Metabolomics)是研究生物體系(細(xì)胞、組織 或生物體)受刺激或擾動(dòng)后代謝組的變化的科學(xué)。如果說(shuō)基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)告訴我們可能發(fā)生的事件，那么代謝組學(xué)則可以告訴我們實(shí)際發(fā)生的事件。

下面通過(guò)研究案例來(lái)了解如何進(jìn)行代謝組研究

標(biāo)題： Macranthoidin B Modulates Key Metabolic Pathways to Enhance ROS Generation and Induce Cytotoxicity and Apoptosis in Colorectal Cancer

期刊：Cell Physiol Biochem (IF=5.1)

單位：上海交大

時(shí)間： 2018年4月23

關(guān)鍵詞：Colorectal cancer，Macranthoidin B， Natural product ，Metabolomics ，Cancer therapy

背景：氧化應(yīng)激誘導(dǎo)和活性氧(ROS)介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡已成為抗癌治療的有效策略。mcranthoidin B (MB)是ROS介導(dǎo)的腫瘤凋亡的有效誘導(dǎo)因子，但其作用機(jī)制尚不清楚。

研究路線：

1.   利用MB處理結(jié)直腸癌細(xì)胞HCT-116，并確定其對(duì)結(jié)直腸癌細(xì)胞功能的影響： 利用CCK-8 檢測(cè)MB對(duì)CRC細(xì)胞增殖的抑制作用并觀察細(xì)胞形態(tài)，同時(shí)通過(guò)流式和WB 檢測(cè)MB對(duì)CRC細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)作用。

2.   MB通過(guò)調(diào)節(jié)抗氧化酶來(lái)誘導(dǎo)ROS的生成： 利用熒光素化學(xué)發(fā)光和實(shí)時(shí)PCR檢測(cè)結(jié)腸癌細(xì)胞中超氧化物生成依賴MB處理的濃度。

3.   進(jìn)一步評(píng)估MB對(duì)小鼠CRC腫瘤生長(zhǎng)的影響

MB處理的癌細(xì)胞移植小鼠檢測(cè)腫瘤體積和重量。

4. 研究MB對(duì)小鼠CRC細(xì)胞代謝組的影響

利用高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(LC-MS)與氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)檢測(cè)MB處理前后結(jié)腸癌細(xì)胞（n=4）總代謝產(chǎn)物的變化。結(jié)果共鑒定到236種代謝物，其中31種差異顯著。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)MB處理的HCT-116 CRC細(xì)胞中碳水化合物、氨基酸和多肽、脂類、核苷酸、輔因子和維生素代謝的特異性調(diào)控與增強(qiáng)ROS和激活caspase-3引起的細(xì)胞凋亡密切相關(guān)。

所有鑒定到的代謝物熱圖

PLS-DA分析結(jié)果圖

差異代謝物通路網(wǎng)絡(luò)圖（紅色上調(diào)，藍(lán)色下調(diào)）