细胞代谢组学的应用

细胞代谢组学允许识别生化反应的内源性小分子，揭示活细胞中不同途径之间的联系。它还可以反映和评价健康生物和病理生物之间的生化差异，为药物干预提供方向。细胞代谢组学分析可以定性和定量地描述细胞内调节的最终产物，这些最终产物是生物系统对遗传因素或外部环境改变的最终反应。细胞代谢组学研究表明，在一个健壮的细胞代谢网络中，生物化学通路的能量行为可以通过高度互联的调节系统控制。

目前，细胞代谢组学已被应用于毒理学、药物疗效评价、细胞培养监测、新药研究、生物制药生产、食品组织学等多个领域。在后基因组时代，体外细胞代谢组学比其他方法显示出更多的优势，如易于控制实验变异，重复性高，成本低，更容易解释结果。除原代培养外，年龄、性别、学科间变异和种群控制不是体外细胞研究的主要影响因素。

用于疾病诊断的细胞代谢组学

有机体的病理变化伴随着细胞内代谢物的相应变化。代谢组学通过分析和分析病理状态下的细胞，可以识别与疾病状态相关的生物标志物或已知或未知的代谢途径。

肿瘤研究

肿瘤细胞的代谢组学研究可用于发现肿瘤相关标志物，总结肿瘤细胞的代谢特征，用于靶向治疗，等．

环境暴露的变化影响多重“组学”(Kimet al。, 2008)。

致病性感染研究

由于病原体易感宿主的局限性，细胞模型常被研究人员用于病原体感染的研究，如病原体的变异性研究、感染宿主细胞的机制研究、新药和疫苗的开发等。例如，Woods等利用UHPLC-MS检测了A型流感病毒感染后小鼠肺泡II型上皮细胞的脂质组，发现A型流感病毒导致肺泡II型上皮细胞中各种磷脂代谢紊乱，这可能进一步导致该细胞表面活性失调，导致急性呼吸窘迫综合征。

细胞代谢组学对药物作用机制的研究与药物开发

代谢组学是对细胞生化反应过程中的小分子代谢物的系统研究。小分子代谢物参与生物化学过程，可以提供许多关于生命系统的状态和功能的信息。它们可以与酶或其他蛋白质相互作用，影响细胞内代谢途径，形成代谢网络。代谢组学的研究直接响应药物作用时表型的变化，因此代谢组学可以用来阐明药物的作用机制，为药物研发提供框架。

细胞代谢组学对培养环境的影响

细胞的代谢活动离不开周围的微环境，主要依赖于:葡萄糖、氧气等生长因子。当周围环境发生变化时，细胞内的代谢物也随之发生变化。获利,米等．测量了60个人类癌细胞系培养基中的219个代谢物，检查了培养基中消耗和释放的每个代谢物的概况，并建立了癌细胞的代谢图谱，可以识别特定代谢概况和遗传或表型联系之间的关联，并可以识别癌症脆弱性，为药物开发。

哺乳动物细胞系代谢组学的五大应用领域(Čuperlovićet al。, 2010)

毒性评价的细胞代谢组学

通过代谢组学技术对化合物的毒性进行评估，可以为人类提供预警，保护人类免受环境中化学物质的伤害。

用于细胞功能研究的细胞代谢组学

阿燕et al。利用LC-ESI-TOF-MS分析了胚胎干细胞的多能性，发现胚胎干细胞具有许多高度不饱和结构的代谢物，且这些代谢物在细胞分化过程中水平降低。通过监测这些代谢物的含量、氧化谷胱甘肽的比例和抗坏血酸的水平，证明胚胎干细胞在分化过程中可以调节氧化还原状态。

参考文献

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