本書(shū)第1章介紹了代謝組學(xué)的概念和分類(lèi),第2章對(duì)代謝組學(xué)實(shí)驗(yàn)流程中的每個(gè)步驟進(jìn)行了詳細(xì)解釋?zhuān)?章總結(jié)歸納了代謝組學(xué)實(shí)驗(yàn)中需要記錄的關(guān)鍵信息,第4章提供了一些有助于代謝組學(xué)研究的相關(guān)資料,第5章簡(jiǎn)述了代謝組學(xué)研究中常用的數(shù)據(jù)處理和繪圖軟件的基本操作,第6章總結(jié)全書(shū)。本書(shū)可以為代謝組學(xué)初學(xué)者和相關(guān)領(lǐng)域從業(yè)者提供代謝組學(xué)的知識(shí)圖譜,有助于研究者更好地利用代謝組學(xué)技術(shù)解決科學(xué)研究中遇到的問(wèn)題。
1.代謝組學(xué)是包含生物化學(xué)、分析化學(xué)、生物信息學(xué)等技術(shù)的綜合學(xué)科,有一定的難度,本書(shū)為初學(xué)者打造,幫助初學(xué)者深入掌握代謝組學(xué)技術(shù)方法。2.作者從2017年開(kāi)始運(yùn)營(yíng)公眾號(hào)代謝組學(xué)分享平臺(tái),為初學(xué)者提供學(xué)習(xí)和交流平臺(tái),撰寫(xiě)的代謝組學(xué)文章有些閱讀量超5000次。3.本書(shū)為代謝組學(xué)初學(xué)者服務(wù),提供簡(jiǎn)單易學(xué)的代謝組學(xué)入門(mén)基礎(chǔ)知識(shí)、相關(guān)實(shí)驗(yàn)技術(shù)、方法,如何搜集科研資料與撰寫(xiě)報(bào)告,對(duì)常用分析軟件進(jìn)行介紹。
代謝組學(xué)通過(guò)研究體內(nèi)內(nèi)源性代謝物種類(lèi)和濃度的變化來(lái)解釋機(jī)體生命活動(dòng)的代謝本質(zhì)。作為系統(tǒng)生物學(xué)的一個(gè)分支,該技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)的許多領(lǐng)域。代謝組學(xué)具有多學(xué)科交叉的特點(diǎn),其綜合了生物化學(xué)、分析化學(xué)、生物信息學(xué)等技術(shù),對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)有一定的門(mén)檻。編者從2009年開(kāi)始接觸代謝組學(xué),當(dāng)時(shí)相關(guān)書(shū)籍較少,大部分知識(shí)只能通過(guò)發(fā)表的文章來(lái)獲得,在學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中也積累了一些經(jīng)驗(yàn),形成了一些知識(shí)體系和框架。在 2017年開(kāi)始更新自己的公眾號(hào)代謝組學(xué)分享平臺(tái),分享代謝組學(xué)的相關(guān)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。隨著關(guān)注人數(shù)的不斷增加,讓我感覺(jué)這種基礎(chǔ)知識(shí)的分享對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)非常有必要。在私信和留言中也總能收到來(lái)自讀者的肯定和感謝,一位讀者留言說(shuō)我可以將公眾號(hào)的文章整理一下出一本書(shū),因此我萌生了出版此書(shū)的念頭。
本書(shū)首先介紹了代謝組學(xué)的概念和分類(lèi),接著對(duì)代謝組學(xué)實(shí)驗(yàn)流程中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行逐一解釋和說(shuō)明,然后對(duì)代謝組學(xué)實(shí)驗(yàn)記錄和報(bào)告書(shū)寫(xiě)進(jìn)行概述,最后從整體上對(duì)代謝組學(xué)技術(shù)進(jìn)行總結(jié),旨在為代謝組學(xué)初學(xué)者提供入門(mén)的基礎(chǔ)知識(shí),使讀者能夠更好地了解代謝組學(xué)并將其應(yīng)用到實(shí)際科研中解決問(wèn)題。此外,本書(shū)還提供了一些代謝組學(xué)學(xué)習(xí)的相關(guān)資料,并對(duì)常用的數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹。總之,作為一本學(xué)習(xí)手冊(cè),希望該書(shū)能夠?yàn)楦魑蛔x者提供盡可能全面的知識(shí)圖譜,成為代謝組學(xué)研究和學(xué)習(xí)過(guò)程中的一本實(shí)用工具書(shū)。
本書(shū)所有內(nèi)容大多來(lái)自編者實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累和文獻(xiàn)閱讀筆記,同時(shí)參考了大量專(zhuān)家學(xué)者的論文著作,在此一并表示感謝。由于編者水平有限,缺點(diǎn)和疏漏之處在所難免,敬請(qǐng)各位讀者不吝指正,我們將虛心接受并加以修正。
編者
2024年6月
王洋,長(zhǎng)春中醫(yī)藥大學(xué),副研究員,碩士研究生導(dǎo)師。師從質(zhì)譜學(xué)家劉淑瑩教授,長(zhǎng)期從事質(zhì)譜分析及代謝組學(xué)相關(guān)研究,主要研究方向包括:敞開(kāi)式電離技術(shù)的機(jī)理探討及應(yīng)用研究,以液質(zhì)聯(lián)用為平臺(tái)的代謝組學(xué)方法開(kāi)發(fā)和應(yīng)用研究。截至目前,主持國(guó)家和省部級(jí)科研項(xiàng)目3項(xiàng),以一作者和通訊作者發(fā)表SCI學(xué)術(shù)論文30余篇,獲得吉林省自然科學(xué)學(xué)術(shù)成果一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)1項(xiàng),吉林省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng),吉林省自然科學(xué)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。
第1章 代謝組學(xué)概述 001
1.1 非靶向代謝組學(xué) 003
1.2 靶向代謝組學(xué) 011
1.3 擬靶向代謝組學(xué) 014
參考文獻(xiàn) 017
第2章 代謝組學(xué)的基本操作 019
2.1 樣本前處理 020
2.2 樣本檢測(cè) 024
2.3 數(shù)據(jù)預(yù)處理及統(tǒng)計(jì)分析 032
2.4 生物標(biāo)記物的篩選 040
2.5 化合物鑒定 041
2.6 代謝組學(xué)研究中常用的數(shù)據(jù)庫(kù) 048
2.7 代謝組學(xué)活性篩選 057
2.8 小分子代謝物如何發(fā)揮重要功能 059
2.9 活性小分子代謝物的篩選方法 063
參考文獻(xiàn) 065
第3章 代謝組學(xué)研究中應(yīng)記錄的關(guān)鍵信息 069
3.1 樣品前處理 070
3.2 樣本檢測(cè) 072
3.3 數(shù)據(jù)預(yù)處理與統(tǒng)計(jì)分析 073
3.4 化合物鑒定 075
3.5 化合物命名 076
3.6 小結(jié) 078
參考文獻(xiàn) 079
第4章 代謝組學(xué)相關(guān)資料 080
4.1 有助于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的參考文獻(xiàn) 081
4.2 代謝組學(xué)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該如何做選擇? 081
4.3 質(zhì)譜相關(guān)知識(shí) 083
4.4 高分辨液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)的發(fā)展 090
4.5 質(zhì)譜使用注意事項(xiàng) 095
4.6 代謝組學(xué)數(shù)據(jù)處理時(shí)如何去除外源性物質(zhì)干擾 096
4.7 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要注意的問(wèn)題 097
4.8 送公司測(cè)試樣本 102
參考文獻(xiàn) 105
第5章 代謝組學(xué)常用軟件操作 107
5.1 如何用 Origin軟件畫(huà)質(zhì)譜圖 108
5.2 SIMCA軟件操作 117
5.3 MetaboAnalyst軟件操作 123
5.4 HemI軟件操作 137
5.5 MS-DIAL軟件操作 142
5.6 MZmine2軟件操作 151
第6章 總結(jié) 166
6.1 代謝組學(xué)并不神秘 167
6.2 代謝組學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程 169
附錄 172
附錄一 代謝組學(xué)知識(shí)框架圖 173
附錄二 血液樣本的代謝組學(xué)研究方法 174
附錄三 尿液樣本前處理方法 175
附錄四 組織樣本前處理方法 175
附錄五 代謝組學(xué)樣本前處理和分析方法 176