肝脏细胞衰老代谢组学研究进展
1.代谢组学简介：
1.1概念：
代谢组学(metabonomics)是20世纪90年代末期发展起来的一门新兴学科，通过考察生物体系受刺激或扰动后（如将某个特定的基因变异或环境变化后）其代谢产物（内源性代谢物质）种类、数量及其变化规律的科学[1]。是继基因组学、蛋白质组学、转录组学后出现的新兴组学，现已成为系统生物学研究的重要组成部分[2]。代谢组学可以寻找代谢物变化与整体生物学状况的关系及生物标志物，近年来，代谢组学广泛应用于生命科学诸多领域，如分子病理生理学、药物效能、药物开发、药物毒性及安全性评价、基因识别和功能基因组学、环境科学以及疾病诊断等方面[3-8]。
1.2研究历史：
代谢组学理念的萌芽可追溯到20世纪70年代初，Bayloy医学院发表的有关代谢轮廓分析(Metabolic Profiling analysis)方面的论文，提出尽可能多地分析生物样本中的代谢产物，报道了一种通过气相色谱质谱联用技术(GC-MS)对尿液代谢物进行分析的方法，并将这种对生物样品中多种代谢物同时分析的方法称为代谢轮廓分析，开创了对复杂样品进行代谢轮廓分析的先河[9]。这之后，代谢轮廓分析被广泛应用于体液、组织等生物样本中多个代谢物的同时定性与定量分析。在临床上，利用对血液、尿液中代谢标志物的GC-MS分析来筛选和诊断疾病的方法一直沿用到今天。1982年，荷兰应用科学研究所采用质谱对尿中代谢指纹进行研究[10]，这是质谱首次被报道应用于代谢组学的研究。1983年，英国帝国理工大学Nicholson研究组发表了第一个有关全血和血浆的1H-HMR指纹谱[11]。1986年，Journal of Chromatography A发表了一期有关代谢轮廓分析的专辑。上世纪90年代以前，主要得到发展的是代谢轮廓分析技术，人们的目标主要集中于某些特定的靶标化合物上。1997年，Oliver研究组率先提出了通过对酵母基因敲除或过表达之后导致的整体代谢物的定性和定量来定量评估基因表型的方法，与现在代谢组学的学术思想基本一致，但是尚未明确的提出代谢组学并给出具体的定义。1999年，Nicholson研究组明确提出了代谢组(metabonome)的概念―一个细胞、组织或者器官中所有代谢组分的集合，尤其指小分子物质，而代谢组学（metabonomies)则是一门在新陈代谢的动态进程中，系统研究代谢产物的变化规律，揭示机体生命活动代谢的本质的科学，随后在疾病诊断、药物筛选等方面做了大量卓有成效的代谢组学研究工作。2000年，德国的Fiehn等科学家们提出了另一种代谢组学(metabolomics)的概念[12]。现在国际上形成代谢组学两大主流领域metabolomics和metabonomies，前者一般以细胞为研究对象，后者则更注重动物的体液和组织。两大流派现已交融，研究手段涵盖NMR、GC-MS和LC-MS等技术。
1.3研究对象：
一般代谢组学关注的对象是分子量1000以下的小分子化合物。根据研究的对象和目的的不同，Fiehn 等[12]将代谢组学分为4个层次，即：
1) 代谢物靶标分析(metabolite target analysis)：对某个或某几个特定组分的定性定量分析，如某一类结构、性质相关的化合物（如氨基酸、顺二醇类）、某一代谢途径的所有中间产物或多条代谢途径的标志性组分。在这个层次中, 需要采取一定的预处理技术，除掉干扰物，以提高检测的灵敏度。
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