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结合脂质组学和代谢组学以深入了解细胞机制 [复制链接]

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RaoxuWang,etal.Integrationoflipidomicsandmetabolomicsforin-depthunderstandingofcellularmechanismanddiseaseprogression..JournalofGeneticsandGenomics

摘要

基于质谱(MS)的组学技术现在广泛用于分析多个基质中的小分子,从而提供细胞代谢表型的综合描述。细胞、组织和生物体的代谢组由多种分子组成,包括脂类、氨基酸、糖、有机酸等。代谢组学主要集中在亲水类,而脂质组学由于生物体脂质的复杂性而成为一个独立的组学。脂质和小代谢物在疾病发病机制中的潜在作用已在人类各种疾病中得到广泛研究,但在系统层面上的认知还很缺乏,这可能与目前的分析技术在代谢物覆盖率和定量准确性方面的不足有关。在科学家们不断努力开发高覆盖率的组学方法的同时,代谢组学和脂质组学的结合正在成为一种新兴的机制研究方法。代谢组学和脂质组学的结合提供了一个完整的代谢图谱,能够进行全面的网络分析,以确定疾病病理中的关键代谢驱动因素,从而促进对疾病进展中脂质和其他代谢产物之间联系的研究。在这篇综述中,我们总结了基于组学的关于脂质和代谢物在某些威胁公共健康的主要疾病发病机制中的作用的发现。我们还讨论了结合脂质组学和代谢组学对深入了解疾病发病的分子机制的优势。

1.引言

代谢组学是组学科学的一个相对年轻的分支,在提供最接近细胞内已发生事件的描述方面具有巨大潜力。解释代谢组学数据的一个主要挑战是,所分析的分子可能代表代谢反应和细胞过程的不同阶段的产物,这些产物可能在不同的生物体中甚至同一生物体的不同细胞中具有不同的功能。由于代谢物在结构多样性和广泛的物理性质(如极性、稳定性、溶解性等)方面具有化学异质性,代谢组学相对于其他组学在分析方面提出了额外的挑战。为了在单一分析方法中实现更高的代谢物覆盖率,技术开发仍在进行中。脂质组学是一门连接脂质生物学、技术和医学的新兴学科,致力于构建细胞/组织脂质组的全方位图谱。由于脂质的结构和功能多样性,加上其较高的内源性丰度,原本归入更广泛的代谢组学范围内的脂质组学已成为一个独立的领域(图1)。根据LIPIDMAPS分类,脂质进一步分为八大类,包括脂肪酰、甘油脂、甘油磷脂、甾醇脂、丙烯醇脂、鞘脂、糖脂和聚酮。其中,前6种是哺乳动物的主要脂质。脂质组学的综合分析方法有多种,包括鸟枪法和基于色谱-质谱联用(MS)的脂质组学。本质上,代谢组学主要

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