炙手可热的代谢组学——了解一下？

炙手可热的代谢组学——了解一下？

代谢组学是继基因组学、转录组学、蛋白质组学之后，出现的新兴“组学”。

代谢组(Metabolome)是指参与新陈代谢、维持生物体正常生长功能和生长发育的所有内源小分子，尤其指分子质量为1,000以下的小分子物质，如：氨基酸、肽、碳水化合物、脂类、核酸等。代谢组学(Metabolomics)是研究生物体系(细胞、组织 或生物体)受刺激或扰动后代谢组的变化的科学。如果说基因组学和蛋白质组学告诉我们可能发生的事件，那么代谢组学则可以告诉我们实际发生的事件。

下面通过研究案例来了解如何进行代谢组研究

标题： 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)

单位：上海交大

时间： 2018年4月23

关键词：Colorectal cancer，Macranthoidin B， Natural product ，Metabolomics ，Cancer therapy

背景：氧化应激诱导和活性氧(ROS)介导的细胞凋亡已成为抗癌治疗的有效策略。mcranthoidin B (MB)是ROS介导的肿瘤凋亡的有效诱导因子，但其作用机制尚不清楚。

研究路线：

1.   利用MB处理结直肠癌细胞HCT-116，并确定其对结直肠癌细胞功能的影响： 利用CCK-8 检测MB对CRC细胞增殖的抑制作用并观察细胞形态，同时通过流式和WB 检测MB对CRC细胞凋亡的诱导作用。

2.   MB通过调节抗氧化酶来诱导ROS的生成： 利用荧光素化学发光和实时PCR检测结肠癌细胞中超氧化物生成依赖MB处理的浓度。

3.   进一步评估MB对小鼠CRC肿瘤生长的影响

MB处理的癌细胞移植小鼠检测肿瘤体积和重量。

4. 研究MB对小鼠CRC细胞代谢组的影响

利用高效液相色谱-串联质谱(LC-MS)与气相色谱-质谱(GC-MS)检测MB处理前后结肠癌细胞（n=4）总代谢产物的变化。结果共鉴定到236种代谢物，其中31种差异显著。进一步分析发现MB处理的HCT-116 CRC细胞中碳水化合物、氨基酸和多肽、脂类、核苷酸、辅因子和维生素代谢的特异性调控与增强ROS和激活caspase-3引起的细胞凋亡密切相关。

所有鉴定到的代谢物热图

PLS-DA分析结果图

差异代谢物通路网络图（红色上调，蓝色下调）