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代谢组10问10答(进阶版)

2020-09-22

上周我们发布了代谢组10问10答【基础版】(点击查看)



今天我们又带来了10个问答,在此之前我们再来复习一下知识:

代谢物指参与生物体新陈代谢、维持生物体正常生长发育功能的小分子化合物,主要是指相对分子质量小于1000的内源性小分子。

代谢组学(metabolomics):指利用质谱技术,对生物样本中所有低分子量的代谢产物进行定性和定量,并寻找代谢物与生理病理变化的相关关系的一门科学。


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1、做非靶向代谢组可以检测到某物质吗?

答案是不能保证。

代谢物种类多,含量差异大,结构复杂。非靶向代谢组学是发现代谢组学,无偏向性的对小分子代谢物同时进行检测。如果有关注的物质,要先考虑靶向检测方法。


2、代谢组是如何做样本评估的?

①、检测前:代谢物不像DNA、RNA、蛋白质这类单一物质在做完提取处理之后可以对其进行总量与浓度的定量,复杂的代谢物是无法进行科学定量的。因此,为了得到理想的结果,建议按照要求的样本量进行制备。在样本检测前,会对仪器进行调试与矫正,以保证仪器稳定工作。

②、检测中:准备好足够的QC样本,分成多份,在样本数目多时,会在样本中间穿插多个QC样本,并且及时清理仪器,以QC样本的一致性来判断仪器在样本检测中的稳定性。


3、样本一次准备不齐,能先做一批,后面将多次结果整合到一起分析吗?

这是很不科学的,需要一起分析的样本,最好是同一批上机。不同期上机会受批次效应影响,进而影响比较分析结果的准确性。


4、非靶向代谢组可以获得物质在样本中的具体含量吗?

非靶向代谢组得到的是物质的相对定量。要做绝对定量的话,首先要确认目标物质,选择对应的靶向代谢检测技术。


5、靶向代谢组为什么能做绝对定量?

不同的靶向代谢产品会有明确的可检测物质列表,针对物质列表中的物质,我们首先用标准品建立目标物质的标准曲线再进行样本检测,因此可以做到绝对定量。


6、如果想检测的物质不在靶向检测列表中怎么办?

这是个很常见的问题,代谢物有数万种,但是并不是每一种物质都有质谱平台的检测经验,并且数据库中也不一定包含该物质的一级或者二级质谱图。如果想要我们协助检测,可提供相应检测方法对应的文献来评估可行性。


7、哪些样本类型可以做代谢组?

代谢组的样本类型相对于其他组学来说,类型更加宽泛。动/植物组织,细胞及上清液,真菌/细菌的菌体上清液,土壤、根系分泌物、环境水样等都可以做代谢组。


8、样本经历过反复冻融可以做代谢组吗?

反复冻融是会引起部分代谢物质变化的,冻融次数越多,发生变化的概率越大,因此样本要避免反复冻融。


9、差异代谢物的的判定标准是什么?

显著差异代谢物的筛选标准除了fold change 与P value之外,VIP值也是鉴定差异代谢物非常重要的指标。VIP(Variable important in projection)是(O)PLS-DA模型变量的变量权重值,可用于衡量各代谢物积累差异对各组样本分类判别的影响强度和解释能力,VIP≥1为常见的差异代谢物筛选标准。


10、为什么代谢物种类那么多,最后只鉴定出来几百到上千个物质?

代谢物的注释是代谢组学的一大难点,由于代谢物分子量小,结构复杂,只通过分子量和电荷数(一级质谱)鉴定是十分不准确的,因此更依赖标准品二级谱图数据库,而像常用的HMDB、Metlin等公共数据库中约有90%的已知代谢物都没有标准的二级谱图。有二级信息的公共库,其代谢物的碎片离子谱来自于不同的质谱仪器,仪器的种类与检测模式设置不同,同一个代谢物产生的谱图也都存在偏差。因此代谢物虽然种类多数量多,但是注释出来的却相对较少。


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