代謝組學活性篩選：鑒定調控表型的代謝物

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美國加州斯克里普斯代謝組學和質譜分析中心的Carlos Guijas等在《自然?生物技術》上發表了一篇綜述性論文。該文舉例闡述了代謝組學活性篩選（Metabolomics activity screening，MAS）在鑒定和調節生物活性代謝物中的應用現狀及展望，為該技術的進一步發展提供理論和實踐依據。

代謝組學是效仿基因組學和蛋白質組學的研究思想，對生物體內所有代謝物進行定量分析，並尋找代謝物與病理生理變化相對關係的研究方式，是系統生物學的組成部分。其研究對象大都是相對分子質量1000以內的小分子物質。代謝組學在生物標誌物發現中發揮了重要作用，同時也可用來識別可能改變細胞或生物表型的代謝物。

MAS將代謝組學數據與代謝途徑及系統生物學信息（包括蛋白質組學和轉錄組學）整合在一起，篩選出一系列內源性代謝物，可用於測試這些代謝物改變表型的功能。越來越多關於使用小分子代謝物調節各種病理生理過程的文獻不斷被報道，這些被調控的過程包括幹細胞分化、少突膠質細胞成熟、胰島素信號傳導、T細胞存活、巨噬細胞免疫應答等。這使得識別和應用代謝物影響表型成為可能。與基因或蛋白質不同，代謝物通常比較容易獲得，這意味著MAS可以用於任何生物系統的高通量篩選。

代謝組學已被應用於免疫調節、心血管疾病和糖尿病的研究。相比之下，幾乎沒有人致力於研究這些生物標記物的活性。在該綜述中，Carlos Guijas除了描述MAS外，還簡要概述了五個實例，闡明了MAS在鑒定和調節生物活性代謝物中已獲得的應用成果，它們分別是調節幹細胞分化、調節2型糖尿病、調節T細胞生存狀態和抗腫瘤活性、調節先天性免疫應答及調節少突膠質細胞成熟。

代謝組學已被廣泛應用於鑒定生物標誌物和表徵生物作用機制。未來，使用MAS來鑒定可以改變表型的具有生物活性的內源性代謝物，將可能被證明是代謝組學更有效的應用。MAS的應用可以擴展到疾病調節、生物膜形成或抑制、藥物-暴露組的相互作用、植物生物學和免疫治療等方面。或許最令人感興趣的是，我們可以應用代謝物來調節生理或功能。

參考文獻：Nature Biotechnology 2018; 36:316-320

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