神经疾病的代谢组学

代谢组学寻求代谢物与生理或病理变化之间的关联，通过定量或定性分析具有100至1000 DA之间的生物体中的所有小分子代谢物。未靶向的代谢组学和靶向代谢组学是代谢组学的两个组成方面。非靶向代谢组学aims to obtain as many metabolites as possible by unbiased analysis of the entire metabolome.Targeted metabolomics使用靶向的代谢物标准来建立优化的分析方法和标准曲线，然后分析样品以准确量化特定的代谢产物。代谢组学通常使用的主要分析平台是核磁共振（NMR）和质谱法（MS）。

图1.代谢组学研究的分析工作流程（SHAOet al.，2019年）。

生物标志物可用于诊断疾病，辨别疾病的阶段和进展，或评估疾病风险和预后。在出现临床症状之前，许多疾病在生物液的化学和生化特征上经历了特定的变化。这些变化可能成为早期诊断疾病的潜在生物标志物。

代谢组技术越来越多地用于研究中枢神经疾病，例如阿尔茨海默氏症（AD），抑郁症和帕金森氏病（PD）。缺乏早期的生物标志物来诊断中枢神经系统疾病。由于它们的阴险发作，中枢神经疾病通常在早期发作时被忽略，导致随访和预后不佳。代谢组学技术可用于分析生物流体，例如脑脊液（CSF），血浆，尿液和粪便，以探索生物标志物，以早期诊断中枢神经系统疾病的诊断。

图2. PD中代谢途径失调的概述（Shaoet al.，2019年）。

神经系统疾病的发生与神经递质，磷脂，类固醇和其他代谢以及线粒体功能异常的疾病有关。大脑中的神经递质通常由小分子，例如多巴胺（DA），肾上腺素（EP），去甲肾上腺素（NE），5-羟基丙氨酸胺（5-HT），组胺，乙酰胆碱（ACH），Y-氨基抑制酸（gaba）（gaba）组成和谷氨酸（GLU）。

这些神经递质可以与每个本地交互er in terms of their release or reuptake while transmitting signals. Therefore, disruption of any of these metabolic pathways may lead to the development of CNS disorders. Metabolomics techniques, which can accurately quantify these small molecules and their metabolites simultaneously and monitor multiple metabolic pathways simultaneously, are increasingly showing irreplaceable advantages in CNS research.

In addition, to distinguish the metabolic changes caused by drug treatment factors and disease factors, metabolomics techniques can be used to study healthy individuals, first-episode patients and post-treatment patients separately, so as to reveal the pathological processes of CNS diseases, find valuable biomarkers, identify disease subtypes, evaluate drug efficacy and side effects, and search for new targets of action for new drug development.

参考

1. Shao，Y。，＆Le，W。（2019）。基于代谢组学调查的帕金森氏病研究的最新进展和观点。分子神经变性，14（1），1-12。

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