炙手可熱的代謝組學——了解一下？

代謝組學是繼基因組學、轉錄組學、蛋白質組學之后，出現的新興“組學”。

代謝組(Metabolome)是指參與新陳代謝、維持生物體正常生長功能和生長發育的所有內源小分子，尤其指分子質量為1,000以下的小分子物質，如：氨基酸、肽、碳水化合物、脂類、核酸等。代謝組學(Metabolomics)是研究生物體系(細胞、組織 或生物體)受刺激或擾動后代謝組的變化的科學。如果說基因組學和蛋白質組學告訴我們可能發生的事件，那么代謝組學則可以告訴我們實際發生的事件。

下面通過研究案例來了解如何進行代謝組研究

標題： 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

時間： 2018年4月23

關鍵詞：Colorectal cancer，Macranthoidin B， Natural product ，Metabolomics ，Cancer therapy

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

研究路線：

1.   利用MB處理結直腸癌細胞HCT-116，并確定其對結直腸癌細胞功能的影響： 利用CCK-8 檢測MB對CRC細胞增殖的抑制作用并觀察細胞形態，同時通過流式和WB 檢測MB對CRC細胞凋亡的誘導作用。

2.   MB通過調節抗氧化酶來誘導ROS的生成： 利用熒光素化學發光和實時PCR檢測結腸癌細胞中超氧化物生成依賴MB處理的濃度。

3.   進一步評估MB對小鼠CRC腫瘤生長的影響

MB處理的癌細胞移植小鼠檢測腫瘤體積和重量。

4. 研究MB對小鼠CRC細胞代謝組的影響

利用高效液相色譜-串聯質譜(LC-MS)與氣相色譜-質譜(GC-MS)檢測MB處理前后結腸癌細胞（n=4）總代謝產物的變化。結果共鑒定到236種代謝物，其中31種差異顯著。進一步分析發現MB處理的HCT-116 CRC細胞中碳水化合物、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控與增強ROS和激活caspase-3引起的細胞凋亡密切相關。

所有鑒定到的代謝物熱圖

PLS-DA分析結果圖

差異代謝物通路網絡圖（紅色上調，藍色下調）