代謝組學(xué)在基礎(chǔ)獸醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

馬　寧，劉希望，李劍勇，楊亞軍，郭沂濤，劉光榮（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州畜牧與獸藥研究所獸藥重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，農(nóng)業(yè)部獸用藥物創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅蘭州730050）

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代謝組學(xué)在基礎(chǔ)獸醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

馬寧，劉希望，李劍勇＊，楊亞軍，郭沂濤，劉光榮
（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州畜牧與獸藥研究所獸藥重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，農(nóng)業(yè)部獸用藥物創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅蘭州730050）

摘 要：代謝組學(xué)是利用高通量檢測(cè)技術(shù)對(duì)生物體內(nèi)所有小分子代謝產(chǎn)物同時(shí)進(jìn)行定性和定量分析，結(jié)合數(shù)據(jù)處理和信息建模手段，通過模式識(shí)別的方法判斷生物體的代謝狀態(tài)。代謝組學(xué)作為系統(tǒng)生物學(xué)的重要組成部分，其在藥物研發(fā)、疾病研究、藥物毒理學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越大的作用，在基礎(chǔ)獸醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用空間和研究?jī)r(jià)值。結(jié)合代謝組學(xué)相關(guān)研究策略及在動(dòng)物藥物代謝、中獸藥研發(fā)和動(dòng)物疾病中的應(yīng)用，論文主要對(duì)代謝組學(xué)的概況，發(fā)展情況和未來趨勢(shì)等進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：代謝組學(xué)；液質(zhì)聯(lián)用；基礎(chǔ)獸醫(yī)學(xué)；獸藥

隨著人們對(duì)生命理解的提高，代謝組學(xué)的興起成為繼基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)之后系統(tǒng)生物學(xué)的新分支?；蚪M學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白組學(xué)及代謝組學(xué)彼此相輔相成的發(fā)展催生了系統(tǒng)生物學(xué)的產(chǎn)生和快速發(fā)展。生命有機(jī)體從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從低級(jí)到高級(jí)，主要分為基因、蛋白質(zhì)、代謝產(chǎn)物、細(xì)胞、組織、器官、個(gè)體和群體等幾個(gè)層次，從生命發(fā)展的角度來看，代謝組學(xué)可以認(rèn)為是其他組學(xué)的延伸和擴(kuò)展。基因組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)的研究對(duì)象主要為基因結(jié)構(gòu)組成，蛋白組學(xué)主要關(guān)注由外部刺激引起的生物系統(tǒng)表達(dá)蛋白的特征及差異，代謝組學(xué)則主要研究代謝產(chǎn)物在不同條件狀態(tài)下的變化。生物體內(nèi)小分子物質(zhì)的產(chǎn)生和變化是基因、蛋白等的一系列變化的最終體現(xiàn)，是生物體內(nèi)發(fā)生變化的最終結(jié)果，并且能夠準(zhǔn)確地反映生物體狀態(tài)。

代謝組學(xué)是把代表性組群指標(biāo)作為分析的基礎(chǔ)，借助高通量檢測(cè)技術(shù)和多變量數(shù)據(jù)處理，結(jié)合信息建模與系統(tǒng)整合的手段，從而達(dá)到目的的一種組學(xué)研究方法。代謝組學(xué)的研究對(duì)象主要為分子質(zhì)量小于1ku的內(nèi)源性小分子物質(zhì)，通過對(duì)此類代謝產(chǎn)物變化的分析可以反映生物體受到外界刺激后代謝應(yīng)答的變化［1］。根據(jù)研究的對(duì)象和目的的不同，F(xiàn)iehn等將代謝組學(xué)分為4個(gè)層次，即代謝物靶標(biāo)分析、代謝輪廓（譜）分析、代謝組學(xué)和代謝指紋分析。結(jié)合自身優(yōu)勢(shì)與其他組學(xué)相比，代謝組學(xué)具有其他組學(xué)不具備的優(yōu)點(diǎn)：①檢測(cè)相對(duì)容易，基因和蛋白表達(dá)的微小差異在代謝物質(zhì)上得到擴(kuò)大化；②代謝組學(xué)的研究不需建立龐大的數(shù)據(jù)庫，其信息量相對(duì)較??；③相對(duì)于基因和蛋白質(zhì)，代謝物的種類、數(shù)目明顯較少；④通用的研究技術(shù)和工作平臺(tái)。

1　代謝組學(xué)研究方法

代謝組學(xué)的研究步驟一般包括樣本制備采集、原始數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)預(yù)處理、多變量數(shù)據(jù)分析、識(shí)別生物標(biāo)記物和代謝通路分析等。常見的生物樣品如血液、組織、尿液、糞便、細(xì)胞和培養(yǎng)液等，采集后根據(jù)不同的試驗(yàn)需求對(duì)樣本進(jìn)行生物反應(yīng)滅活、預(yù)處理等。運(yùn)用不同的檢測(cè)平臺(tái)獲取相應(yīng)代謝物的含量、種類、狀態(tài)及其變化，得到代謝譜或代謝指紋即原始數(shù)據(jù)。預(yù)處理后的數(shù)據(jù)使用相關(guān)信息軟件采用不同數(shù)據(jù)分析方法對(duì)獲得的復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行降維和信息挖掘，最終以可視化圖表的形式表達(dá)，并研究相關(guān)代謝物變化所涉及的代謝途徑，以解釋生物體對(duì)外部刺激所產(chǎn)生的響應(yīng)機(jī)制，同時(shí)確定與其相關(guān)的代謝產(chǎn)物即生物標(biāo)記物。

1.1樣本的采集與制備

代謝組學(xué)研究要求嚴(yán)格的試驗(yàn)設(shè)計(jì)和合適的分析精度［2］。為了減少生物個(gè)體之間的差異對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的影響，需要確保采集足夠數(shù)量的樣本，這樣得到的分析數(shù)據(jù)才會(huì)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。基于代謝指標(biāo)的波動(dòng)性，收集樣品時(shí)的環(huán)境、地點(diǎn)、時(shí)間、應(yīng)激、部位、種類、樣本群體等因素在試驗(yàn)設(shè)計(jì)及實(shí)施時(shí)應(yīng)給予充分考慮。通過考慮對(duì)象化合物的性質(zhì)諸如分子質(zhì)量、酸堿性、極性等選擇相應(yīng)的分離提取手段，并且

要采取一定的優(yōu)化策略，減少預(yù)處理過程中的損失。為了確保試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確，在分析過程中要有嚴(yán)格的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，如對(duì)樣本的重復(fù)性、分析精度、空白等的考慮。樣本采集后，代謝產(chǎn)物的變化對(duì)試驗(yàn)結(jié)果同樣有較大的影響，在生物樣本處理時(shí)對(duì)殘留酶活性、氧化還原過程、代謝產(chǎn)物的降解或產(chǎn)生新的代謝產(chǎn)物等要引起足夠的重視［3］。樣品收集后通常在最短的時(shí)間里對(duì)其進(jìn)行快速淬滅，常規(guī)實(shí)驗(yàn)室滅活的方法有機(jī)溶劑提取、液氮快速冷凍、酸處理、高溫等。

1.2數(shù)據(jù)采集

前期樣本的采集和預(yù)處理工作完成后，樣品中代謝產(chǎn)物的原始數(shù)據(jù)需要合適的方法進(jìn)行測(cè)定。通常分析對(duì)象的性質(zhì)決定方法的選擇，需要充分考慮分析對(duì)象的分子質(zhì)量大小、數(shù)量、官能團(tuán)、揮發(fā)性、帶電性、極性等相關(guān)物理化學(xué)參數(shù)?；跇颖咎攸c(diǎn)和分析要求，代謝組學(xué)的分析方法要具有無偏向性、高靈敏度、高通量的特點(diǎn)。目前，在代謝組學(xué)中常用的分離分析手段主要有色譜、質(zhì)譜、核磁共振（NMR）、毛細(xì)管電泳、紅外光譜、電化學(xué)檢測(cè)等。不同分析手段所依賴的工作平臺(tái)具有不同的特征，在采集數(shù)據(jù)過程中要盡可能發(fā)揮工作平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)之處。

隨著技術(shù)的不斷革新，質(zhì)譜的靈敏度和專屬性有了很大程度提高，在同時(shí)對(duì)多個(gè)化合物進(jìn)行快速分析與鑒定中具有明顯優(yōu)勢(shì)。同時(shí)質(zhì)譜及其聯(lián)用技術(shù)也取得快速發(fā)展，諸如色譜-質(zhì)譜聯(lián)用、毛細(xì)管電泳-質(zhì)譜聯(lián)用、質(zhì)譜-質(zhì)譜聯(lián)用等，其工作平臺(tái)的優(yōu)越性吸引越來越多的研究者將質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)應(yīng)用于代謝組學(xué)的相關(guān)研究［4-6］，其中最為突出的是色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)。常用的色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)主要為氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC-MS）和液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（LC-MS）。GC-MS具有較高的分辨率和檢測(cè)靈敏度，同時(shí)有可供參考、比較的標(biāo)準(zhǔn)譜圖庫，方便于代謝產(chǎn)物的定性，諸如常用農(nóng)藥的氣相色譜圖集。然而GC-MS存在不足之處，即樣品處理過程中需要?dú)饣?，因此體系中難揮發(fā)的大多數(shù)代謝產(chǎn)物信息不能直接獲取，揮發(fā)性較低的代謝產(chǎn)物需要衍生化處理，預(yù)處理過程相對(duì)繁瑣。LC-MS相對(duì)于GCMS而言，避免了樣品前處理的復(fù)雜過程，靈敏度和較寬的動(dòng)態(tài)范圍同樣滿足代謝組學(xué)的要求，已被越來越多的研究者所認(rèn)可，廣泛應(yīng)用于代謝組學(xué)研究［7］。高效液相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜（HPLC/QTOF MS）在眾多的分析方法中優(yōu)勢(shì)明顯，離子漂移管作為質(zhì)量分析器顯著提高了儀器性能使其檢測(cè)分子質(zhì)量的范圍大、分辨能力強(qiáng)、掃描速度快。在對(duì)非靶標(biāo)代謝組學(xué)的分析中，其出色的分析定性能力，結(jié)合強(qiáng)大的生物信息學(xué)軟件，使之成為代謝組學(xué)研究中最好的復(fù)雜樣品分析技術(shù)之一。

1.3數(shù)據(jù)處理

直接從儀器導(dǎo)出的是大量的、多維的信息。為了充分挖掘原始數(shù)據(jù)中的潛在信息，需要采用不同的的化學(xué)計(jì)量學(xué)方法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類分析［8］。在代謝組學(xué)的研究中，數(shù)據(jù)的處理包括以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：原始數(shù)據(jù)預(yù)處理、代謝譜的差異統(tǒng)計(jì)分析、尋找潛在生物標(biāo)記物、鑒定潛在的生物標(biāo)記物、代謝通路分析等。隨著生物信息學(xué)軟件的快速發(fā)展，使得數(shù)據(jù)分析容易操作，更加的可視化、條理化、系統(tǒng)化。在代謝譜的差異統(tǒng)計(jì)分析之前，儀器導(dǎo)出的元數(shù)據(jù)，不能直接用于模式識(shí)別分析，還需對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，保留相關(guān)的大部分關(guān)鍵信息，剔除干擾因素，將元數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合于多變量分析的數(shù)據(jù)格式。主要的數(shù)據(jù)預(yù)處理手段包括濾噪、峰對(duì)齊、峰匹配、重疊峰解析、歸一化和標(biāo)準(zhǔn)化等。目前，正交信號(hào)校正技術(shù)（orthogonal signal correction，OSC）是軟件中常用的數(shù)據(jù)濾噪技術(shù)。

在尋找和鑒定生物標(biāo)記物的過程中，生物信息學(xué)軟件如Simca-P software（V12.0，Sweden）、Mass Profiler Professional等在分析數(shù)據(jù)過程中應(yīng)用的主要分析方法為模式識(shí)別技術(shù)，包括非監(jiān)督學(xué)習(xí)方法和有監(jiān)督學(xué)習(xí)方法。非監(jiān)督學(xué)習(xí)方法利用原始譜圖信息或預(yù)處理后的信息對(duì)不同樣本進(jìn)行歸類，繼而采用相應(yīng)的可視化技術(shù)直觀的將其結(jié)果表達(dá)出來。通過信息的分類和樣本原始信息的對(duì)比，將代謝產(chǎn)物和原始信息相互關(guān)聯(lián)，篩選與原始信息相關(guān)的標(biāo)記物，進(jìn)而利用代謝網(wǎng)絡(luò)分析鑒定生物標(biāo)記物。非監(jiān)督學(xué)習(xí)方法主要有主成分分析（principal component analysis，PCA）、非線性映射［9］、簇類分析［10］等。有監(jiān)督學(xué)習(xí)方法是通過數(shù)學(xué)模型的建立，最大程度的分離不同類別的樣品，通過多參數(shù)模型對(duì)未知的樣本進(jìn)行擬合預(yù)測(cè)。非監(jiān)督學(xué)習(xí)方法需要確認(rèn)樣品歸類的確認(rèn)集和測(cè)試模型性能的測(cè)試集。應(yīng)用于該領(lǐng)域的主要是基于主成分分析（PCA）、偏最小二乘法（partial least squares，PLS）和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（neural network，NN）的改進(jìn)方法，常用的方法有類模擬軟件獨(dú)立建模［11］和偏最小二乘法-判別分析（PLS-discriminant analysis，PLS-DA）［12］。

代謝通路分析離不開各種代謝途徑和生物化學(xué)數(shù)據(jù)庫，即數(shù)據(jù)庫和專家系統(tǒng)。相比與基因組學(xué)和蛋白組學(xué)，目前代謝組學(xué)研究尚無類似的功能完備的數(shù)據(jù)庫。生物樣本中代謝物的結(jié)構(gòu)鑒定依賴于對(duì)

不同數(shù)據(jù)庫的檢索，同時(shí)對(duì)未知代謝物的結(jié)構(gòu)鑒定或已知代謝物的生物功能解釋、代謝途徑分析都有很大的幫助。諸如京都基因與基因組百科全書（KEGG）、METLIN、PubChem Compound Database、生物化學(xué)途徑（ExPASy）、互聯(lián)網(wǎng)主要代謝途徑（main metabolic pathways on internet，MMP）、人類代謝組數(shù)據(jù)庫（human metabolome database）等。分析代謝途徑中不同分子的相關(guān)性，利用已有的數(shù)據(jù)庫構(gòu)建代謝通路，來識(shí)別樣品之間的差異和關(guān)聯(lián)，從而可以快速實(shí)現(xiàn)代謝物質(zhì)與不同樣本之間的內(nèi)在聯(lián)系。

2　代謝組學(xué)在基礎(chǔ)獸醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

代謝組學(xué)作為生物學(xué)的重要組成部分，對(duì)生物學(xué)的諸多領(lǐng)域產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。代謝組學(xué)技術(shù)平臺(tái)在健康與疾病、營(yíng)養(yǎng)科學(xué)、農(nóng)業(yè)、植物、微生物、醫(yī)藥、資源與環(huán)境等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。動(dòng)物疾病和動(dòng)物藥理研究是基礎(chǔ)獸醫(yī)學(xué)主要組成部分，疾病的正確診斷和高品質(zhì)的獸藥在保證畜牧業(yè)健康發(fā)展中發(fā)揮著舉足輕重的作用。近年來，代謝組學(xué)在醫(yī)學(xué)臨床和藥物研發(fā)中普遍使用，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，然而其在基礎(chǔ)獸醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用比較薄弱，有著很大的應(yīng)用空間。代謝組學(xué)和基礎(chǔ)獸醫(yī)學(xué)的進(jìn)一步結(jié)合，將有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2.1代謝組學(xué)在藥物研發(fā)中的應(yīng)用

ClaytonT A等［13］提出了藥物代謝組學(xué)的概念。代謝組學(xué)貫穿于新藥研制的早期發(fā)現(xiàn)到臨床開發(fā)的全過程，通過代謝產(chǎn)物變化的監(jiān)測(cè)可以無傷害地觀察動(dòng)物模型的生理狀態(tài)，動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)藥物與機(jī)體的相互作用。目前代謝組學(xué)在藥物篩選［14］、藥物藥效及毒性評(píng)價(jià)、藥物作用機(jī)制、中醫(yī)藥臨床評(píng)價(jià)等方面有著廣泛的應(yīng)用［15-18］。黃敏等［19］采用藥代動(dòng)力學(xué)和代謝組學(xué)相結(jié)合的方法研究了咖啡因?qū)Ξ惐烘?zhèn)靜作用的影響。結(jié)果表明，咖啡因和異丙嗪聯(lián)合給藥后，異丙嗪在體內(nèi)代謝加快，同時(shí)多巴胺、去甲腎上腺素和腎上腺素相關(guān)通路發(fā)生變化。藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)的變化及相關(guān)代謝通路的分析，說明了咖啡因影響異丙嗪鎮(zhèn)靜作用的可能機(jī)制，同時(shí)這種方法為聯(lián)合用藥提供了新的研究思路。

健康的機(jī)體處于動(dòng)態(tài)平衡，疾病的產(chǎn)生和發(fā)展則伴隨著這種穩(wěn)態(tài)的失衡。成功的藥物必須使代謝網(wǎng)絡(luò)中的存在缺陷的部分正常化，同時(shí)又不干擾其他維持健康所必須的代謝途徑。新藥的發(fā)現(xiàn)和開發(fā)就是通過代謝網(wǎng)絡(luò)來調(diào)整代謝途徑［14］，使其由疾病狀態(tài)恢復(fù)到正常狀態(tài)，同時(shí)不干擾其他代謝的平衡，降低和消除不良反應(yīng)或毒性。以上代謝組學(xué)整體觀念在獸用藥品的研發(fā)中同樣適用。在獸藥作用機(jī)制研究、藥物動(dòng)力學(xué)、藥物代謝、動(dòng)物疾病模型藥效學(xué)和臨床試驗(yàn)等環(huán)節(jié)均有很大的應(yīng)用空間，然而目前在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用較少。Shen Y等［20］采用差速離心法制備比格犬肝細(xì)胞微粒體并進(jìn)行了阿司匹林丁香酚酯的體外孵育代謝；在阿司匹林丁香酚酯的體內(nèi)藥物代謝試驗(yàn)中，口服給藥后，利用LC-MS/MS檢測(cè)不同時(shí)間點(diǎn)的血漿和尿液，闡明了獸用藥物阿司匹林丁香酚酯在比格犬肝微粒體和體內(nèi)的代謝過程，通過對(duì)代謝產(chǎn)物進(jìn)行分析，為藥物的作用機(jī)制和使用劑量奠定理論基礎(chǔ)。

中獸醫(yī)學(xué)是先民在生產(chǎn)實(shí)踐中同家畜疾病進(jìn)行斗爭(zhēng)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，其基本理論和中醫(yī)學(xué)一脈相承。隨著人們生活水平的逐步提高，對(duì)食品安全提出了更高的要求，獸藥殘留已成為人們關(guān)注的話題。中藥具有天然、安全、有效、低殘留、低毒等特點(diǎn)，在近幾年發(fā)展迅速。中醫(yī)理論辨證論治的整體觀與代謝組學(xué)強(qiáng)調(diào)的從統(tǒng)一的系統(tǒng)角度研究生物體的功能水平相一致。目前，代謝組學(xué)已在中醫(yī)藥現(xiàn)代化研究中得到了廣泛應(yīng)用［21］，主要體現(xiàn)在對(duì)中醫(yī)證候本質(zhì)的探索［22］、中藥的作用機(jī)制、中藥質(zhì)量控制、中藥整體藥效評(píng)價(jià)和安全性評(píng)價(jià)等［23］。Zhou S S等［24］通過優(yōu)化試驗(yàn)方案和儀器參數(shù)，利用UHPLC-QTOFMS對(duì)不同產(chǎn)地制備的中藥獨(dú)參湯的有效成分進(jìn)行定量評(píng)估，試驗(yàn)表明煎煮對(duì)其主要成分人參皂苷有顯著影響從而影響其生物活性；Kim N等［25］利用代謝組的手段對(duì)不同原產(chǎn)地來源知母的有效成分進(jìn)行分析，通過關(guān)鍵成分的確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)了用于辨別知母原產(chǎn)地的可靠、準(zhǔn)確、有效的方法；Liu Y T等［26］通過代謝組學(xué)的研究手段研究了傳統(tǒng)中藥方劑心可舒對(duì)家兔動(dòng)脈粥樣硬化疾病模型的治療效果，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)心可舒可顯著影響與動(dòng)脈粥樣硬化相關(guān)的20個(gè)潛在生物標(biāo)記物，結(jié)合代謝途徑分析，闡明了中藥方劑心可舒通過作用于脂類物質(zhì)從而發(fā)揮療效的作用機(jī)制，同時(shí)為傳統(tǒng)中藥方劑機(jī)制的研究提供了思路。

在中獸藥研究領(lǐng)域，代謝組學(xué)尚處于起步階段。科研人員已經(jīng)意識(shí)到代謝組學(xué)在中獸藥研究中存在巨大的應(yīng)用空間和實(shí)用價(jià)值。結(jié)合中獸藥的自身特點(diǎn)，代謝組學(xué)為中獸藥方劑的整體藥效評(píng)價(jià)、多靶點(diǎn)作用機(jī)制研究、藥理毒理評(píng)估、藥物動(dòng)力學(xué)研究等提供了嶄新的和強(qiáng)有力的技術(shù)手段。中獸藥的研發(fā)結(jié)合以代謝組學(xué)為中心的系統(tǒng)生物學(xué)將對(duì)中獸藥的現(xiàn)

代化產(chǎn)生巨大的影響，將是一項(xiàng)極具創(chuàng)造性的舉措。

2.3代謝組學(xué)在疾病診斷中的應(yīng)用

內(nèi)外環(huán)境因素的變化，產(chǎn)生致病因子，繼而引起機(jī)體穩(wěn)態(tài)的破壞從而導(dǎo)致病理過程的產(chǎn)生，相應(yīng)地機(jī)體的代謝產(chǎn)物也產(chǎn)生某種變化。對(duì)代謝產(chǎn)物的響應(yīng)進(jìn)行代謝組學(xué)分析，可以從根源上去理解疾病發(fā)展的過程，從而提出更加優(yōu)化的疾病解決方案。通過代謝網(wǎng)絡(luò)的分析，可以找到與疾病相關(guān)的生物標(biāo)記物，對(duì)疾病的臨床診斷具有重大意義。代謝組學(xué)在疾病研究中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在病變標(biāo)記物的發(fā)現(xiàn)、動(dòng)物疾病模型研究、疾病的診斷、治療和預(yù)后的判斷等［27-28］。Ciborowski M等［29］通過對(duì)腹主動(dòng)脈瘤不同階段血清印跡物的分析，發(fā)現(xiàn)了該病的生物標(biāo)記物，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)對(duì)病人不同階段的分型以及評(píng)價(jià)治療方案具有很大的意義；Zhao Y Y等［30］通過尿液代謝產(chǎn)物研究大鼠慢性腎衰疾病模型，發(fā)現(xiàn)尿液中潛在的12個(gè)生物標(biāo)記物，為該病的診斷提供了有力的臨床數(shù)據(jù)。

隨著養(yǎng)殖業(yè)規(guī)?；图s化發(fā)展，惡性傳染病得到了有效的控制，然而綜合因素導(dǎo)致的疾病，發(fā)病率卻在增加，而且病因?qū)W問題很難解決。諸如奶牛蹄葉炎、骨軟癥、營(yíng)養(yǎng)代謝性疾病等。代謝組學(xué)結(jié)合其他組學(xué)技術(shù)在此類疾病病因發(fā)掘中發(fā)揮著重要作用，對(duì)疾病的病因在分子水平進(jìn)行挖掘，從而使對(duì)疾病的治療極具針對(duì)性，具有極大的臨床指導(dǎo)意義。目前，代謝組學(xué)在奶牛酮病治療、營(yíng)養(yǎng)代謝病等方面的應(yīng)用已取得一定進(jìn)展，孫玲偉等［31］利用代謝組學(xué)的技術(shù)平臺(tái)，從系統(tǒng)學(xué)的角度闡明了酮病發(fā)生時(shí)奶牛機(jī)體全景式的代謝變化，豐富和發(fā)展了該病的病因?qū)W同時(shí)為該病的防治提供理論基礎(chǔ)。

3　展望

代謝組學(xué)研究的深入得益于分析技術(shù)的不斷發(fā)展，其綜合了分析化學(xué)、基因組學(xué)以及信息科學(xué)的最新研究進(jìn)展，在組學(xué)研究中居于核心地位。國(guó)內(nèi)代謝組學(xué)的發(fā)展已經(jīng)起步，還有許多基礎(chǔ)工作有待完善。如試驗(yàn)方法的選擇和優(yōu)化，數(shù)據(jù)分析所采用方法的發(fā)展和選擇等。

選取銻含量較高的貴鉛樣品(w(Sb)=19.52%，由硫酸鈰滴定法[16]測(cè)定所得)，分別采用20～150mL硝酸-酒石酸混酸進(jìn)行溶樣試驗(yàn)。結(jié)果表明，當(dāng)硝酸-酒石酸混酸用量為25mL時(shí)，樣品溶液中有較多白色沉淀，少許灰色；當(dāng)用量為50mL時(shí)，樣品溶液中有少許白色沉淀；當(dāng)用量分別為100mL和150mL時(shí)，溶液澄清，樣品可基本完全溶解，這說明酒石酸的加入確實(shí)能夠促進(jìn)樣品的溶解，也進(jìn)一步說明灰白色沉淀就是銻的氧化物。因此實(shí)驗(yàn)選擇100mL硝酸-酒石酸混酸進(jìn)行溶樣。如遇未知更高銻含量的樣品在第一次溶樣后還有白色沉淀，則需補(bǔ)加適量硝酸-酒石酸混酸繼續(xù)溶樣，直到樣品溶解完全。

代謝組學(xué)與基礎(chǔ)獸醫(yī)學(xué)相結(jié)合，尤其在疾病診斷、藥物毒性評(píng)價(jià)、藥物代謝、中獸藥現(xiàn)代化等方面，存在著巨大的應(yīng)用空間，但總體來看，其仍然處于發(fā)展階段，在方法學(xué)和應(yīng)用兩方面均面臨著極大的挑戰(zhàn)，需要其他學(xué)科的配合和交叉。

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Application of Metabonomics in Basic Veterinary Medicine

MA Ning，LIU Xi-wang，LI Jian-yong，YANG Ya-jun，GUO Yi-tao，LIU Guang-rong
（Key Lab of New Animal Drug in Lanzhou Institute of Animal Science and Veterinary Pharmaceutics，Chinese Academy of Agricultural Science，Key Laboratory of Animal Drug Discovery and Development in Ministry of Agriculture，Lanzhou，Gansu，730050，China）

Abstract：With the high-throughput detection techniques，metabonomics takes qualitative and quantitative analysis for all the low molecular weight metabolites in an organism，to determine the metabolic state by pattern recognition and combination with data processing and information modeling method.As an important part of systems biology，metabonomics has become one of the new hottest international issues in scientific research fields.It has played a more and more significant role in the field of drug development，disease research，drug toxicology，etc.Meanwhile，it has also showed a great application space and research value in the field of basic veterinary medicine.Based on the relevant research strategy of metabonomics，and its application in the field of animal drug metabolism，development in Chinese veterinary drugs，and animal disease，this paper mainly expounded an overview to metabonomics，and it's recent development situation and future trends.

Key words：metabonomics；LC-MS；basic veterinary medicine；veterinary drug

通訊作者

作者簡(jiǎn)介：馬 寧（1990-），男，河北保定人，碩士研究生，主要從事藥效學(xué)代謝組學(xué)研究。＊

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué) （31402254）

收稿日期：2014-10-11

中圖分類號(hào)：S859.794

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1007-5038（2015）05-0116-05