組學(xué)研究進(jìn)展

張強(qiáng) 王悅 李美秋 鄭健

組學(xué)是基于高通量分析的集合生物學(xué)系統(tǒng)，根據(jù)分析目標(biāo)的不同可分為基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白組、代謝組和RNA組等，以整體角度去研究生物體內(nèi)DNA轉(zhuǎn)錄、RNA翻譯、蛋白質(zhì)修飾和代謝產(chǎn)物的功能等情況。目前多組學(xué)的發(fā)展也實現(xiàn)了各個數(shù)據(jù)的互補(bǔ)，解決了人類利用單一組學(xué)無法解決的問題，使人類對生物體的表達(dá)信息研究更透徹。

1 基因組學(xué)

基因組學(xué)是由美國科學(xué)家Thomas Roderick于1986年提出的，指對所有基因進(jìn)行基因組作圖(包括遺傳圖譜、物理圖譜、轉(zhuǎn)錄本圖譜)、核昔酸序列分析、基因定位和基因功能分析的一門科學(xué)[1]。自21世紀(jì)以來，作為世界上最有影響力的學(xué)科，并不只限于生物學(xué)的范疇，而是與其他學(xué)科相互融合，不斷發(fā)展新技術(shù)、新領(lǐng)域。通過基因組測序和DNA微陣列技術(shù)可以更深地了解一個物種的分子進(jìn)化、系統(tǒng)發(fā)育和基因調(diào)控等特點。其中基因組測序的核心：第二代測序技術(shù)(NGS)，它能夠捕捉新合成的末端的標(biāo)記來確定DNA的序列，可以快速高效的鑒別單核苷酸多態(tài)性(SNPs)標(biāo)記、插入和缺失(InDel)標(biāo)記等[2]。Peterson等[3]利用雙酶切系統(tǒng)的基因組測序技術(shù)在鹿鼠的2個姐妹物種的雜交群體中共獲得了1 000多個SNPs，且具有固定差異，并利用1 000多個SNPs構(gòu)建了遺傳圖譜。DNA微陣列則可以高通量檢測分析DNA結(jié)合蛋白與大量DNA分子相互作用，用以確定轉(zhuǎn)錄因子的DNA結(jié)合親和性、特異性及序列偏好性[4]。Wong等[5]將DNA微陣列技術(shù)與最新的一種轉(zhuǎn)錄因子DNA結(jié)合特異性高通量表征技術(shù)-SELEX-Seq相結(jié)合，表征了轉(zhuǎn)錄因子NF-κB的9種二聚體與各種11-mer序列的結(jié)合親和性，進(jìn)一步鑒定基因調(diào)控區(qū)中與性狀、疾病相關(guān)的重要SNP。

20世紀(jì)90年代初，以美國為主導(dǎo)的人類基因組計劃開始興起；1998年，中國在上海和北京相繼成立了人類基因組南方研究中心，1999年，中國參加人類基因組計劃(HGP)，成為繼美、英、日、德、法之后第六個國際HGP參與國，近年來，水稻基因組、人類基因組等兩個重大科技項目以及由此在中國逐步實施的一系列基因組和功能基因組測序與研究工作都實現(xiàn)了跨越式的發(fā)展[6]。在未來10～20年間里，人類對基因組學(xué)的研究進(jìn)入后基因組研究階段，并嘗試解讀所有模式生物、模式基因組和代表生物的遺傳密碼，也將更容易、更完全地理解基因?qū)θ祟惿?、老、病、死的影響，根?jù)相關(guān)致病基因的定位、排序等信息，就能夠找到包括腫瘤以及非腫瘤疾病的許多頑癥病因，有針對的設(shè)計和篩選新藥，或者改變基因在染色體上的線性排列，糾正基因組中可能出現(xiàn)的遺傳缺陷，研制出相應(yīng)的藥物，治療相關(guān)疾病。

2 轉(zhuǎn)錄組學(xué)

轉(zhuǎn)錄組學(xué)是功能基因組學(xué)研究的重要組成部分，是一門在整體水平上研究細(xì)胞中所有基因轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄調(diào)控規(guī)律的學(xué)科[7]。作為率先開展起來的一門技術(shù)已經(jīng)在生物學(xué)研究中得到了廣泛的應(yīng)用，包括動植物和微生物基礎(chǔ)研究、臨床診斷和藥物研發(fā)等領(lǐng)域。由于基因調(diào)控復(fù)雜、測序成本高，對轉(zhuǎn)錄組學(xué)的分析只能局限在極少數(shù)基因的研究，但近幾年來隨著分子生物學(xué)的快速發(fā)展，使轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)得到了巨大的進(jìn)步，主要有基于雜交的基因芯片技術(shù)和基于測序的基因表達(dá)系列分析技術(shù)(SAGE)、大規(guī)模的平行測序技術(shù)(MPSS)、RNA測序技術(shù)(RNA-sep)?；蛐酒抢眉t、綠熒光染料分別標(biāo)記實驗樣本和對照樣本cDNA，將樣本混合后與基因芯片雜交，可顯示實驗樣本和對照樣本基因的表達(dá)強(qiáng)度，主要應(yīng)用于基因表達(dá)檢測、尋找新基因和基因突變以及基因文庫作圖等方面研究；SAGE技術(shù)是一種可以定量并同時分析大量轉(zhuǎn)錄本的方法，而MPSS是在SAGE的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，在cDNA上添加了接頭，是新一代測序發(fā)展的先驅(qū)；RNA-sep技術(shù)則是先將細(xì)胞中的所有轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物作為cDNA 文庫，然后將cDNA文庫中的DNA隨機(jī)剪切為小片段，再在cDNA兩端加上接頭，并利用新一代高通量測序儀測序，直到獲得足夠的序列，最后將所得序列通過比對或從頭組裝形成全基因組范圍的轉(zhuǎn)錄譜[8]。

最初Lockhart等[9]在研究酵母基因表達(dá)時提出了轉(zhuǎn)錄組的概念，近幾年研究范疇進(jìn)一步擴(kuò)大，將組學(xué)概念廣泛應(yīng)用于腫瘤、代謝工程領(lǐng)域和藥用植物研究中，如利用RNA測序分析技術(shù)研究抽煙對肺癌的影響、發(fā)現(xiàn)蔬菜作物轉(zhuǎn)錄組的重要基因以及用蛋白質(zhì)藥物等產(chǎn)品生成大量動物細(xì)胞系等。轉(zhuǎn)錄組學(xué)也將為疾病控制和新藥開發(fā)、作物和畜禽品種的改良提供新思路，為人類解決健康問題、食物問題、能源問題和環(huán)境問題提供新方法。隨著各種轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究技術(shù)的進(jìn)步，特別是測序技術(shù)的應(yīng)用，轉(zhuǎn)錄組學(xué)的探索已經(jīng)進(jìn)入了全新的階段。

3 蛋白質(zhì)組學(xué)

蛋白質(zhì)組學(xué)是以蛋白質(zhì)組為研究對象，從整體、動態(tài)和定量的角度去研究基因的功能，是后基因組計劃的一個重要組成部分[10]。與基因組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)相比，蛋白組學(xué)的組成更加龐大和復(fù)雜，能幫助人類從更多的角度去探究生命的本質(zhì)，因此受到國內(nèi)外高度重視。蛋白組學(xué)的發(fā)展離不開相關(guān)實驗技術(shù)的進(jìn)步，不僅可以分離、鑒定和篩選相關(guān)蛋白質(zhì)，還可以對制得的蛋白樣品進(jìn)行分析，主要核心技術(shù)包括雙向電泳、酵母雙雜交、蛋白質(zhì)芯片及質(zhì)譜分析。雙向電泳是蛋白質(zhì)組學(xué)研究中的重要分離手段，能夠提高細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)分離的分辨率，并反映機(jī)體的蛋白質(zhì)表達(dá)水平及轉(zhuǎn)譯后的修飾狀況，具有簡便、快速、高分辨率等優(yōu)點，但同時也有自動化程度低，重復(fù)性差，以及對過大和過小分子量的蛋白質(zhì)、低豐度蛋白質(zhì)、極酸或極堿和難溶的蛋白質(zhì)如膜蛋白等分離困難的缺點[11,12]。酵母雙雜交技術(shù)是鑒定蛋白互作最有效和最廣泛的分子生物學(xué)技術(shù)，該技術(shù)能直接作用于活細(xì)胞，檢測細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)互作，具有成本低、易操作、可達(dá)到全基因組水平、能進(jìn)行品種間的互作鑒定等諸多優(yōu)點[13]。蛋白質(zhì)芯片是一種高通量的蛋白功能分析技術(shù)，用于蛋白質(zhì)表達(dá)譜的分析，研究蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)的相互作用，篩選藥物作用的蛋白靶點，具有高通量、功能廣、特異性和靈敏度高等特點[14]。質(zhì)譜分析是唯一可以確定分子質(zhì)量的方法。在高分辨率質(zhì)譜儀中，能夠準(zhǔn)確測定質(zhì)量，而且可以確定化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)式，也可以測定正確蛋白質(zhì)分子的質(zhì)量，進(jìn)行蛋白質(zhì)分子鑒定、修飾和相互作用的研究[15]。

Wilkins等首次提出了蛋白質(zhì)組的概念，2001年，蛋白質(zhì)組學(xué)成為僅次于干細(xì)胞研究的六大熱點之一[16,17]。近幾年國內(nèi)外許多學(xué)者利用蛋白組學(xué)技術(shù)廣泛應(yīng)用于植物學(xué)、食品科學(xué)以及疾病研究等。Jiao等[18]對陸地棉幼苗根系在響應(yīng)鹽脅迫過程的分析中，闡明抗壞血酸氧化酶、谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶的同源蛋白表達(dá)顯著上調(diào)。Mao等[19]對不同脂肪含量的牛肉進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)分析，結(jié)果表明，HSPB1蛋白(一種熱休克蛋白)的表達(dá)具有差異。SPRAGGINS團(tuán)隊利用MALDI MSI進(jìn)行腎細(xì)胞癌組織成像，得到高分辨率的蛋白質(zhì)成像圖，結(jié)果顯示腫瘤和正常區(qū)域不同的分子分布，表明MSI可以分析組織特異性分子的能力[20]。因此，蛋白質(zhì)組的研究已開辟了一個廣大的生命科學(xué)的全新領(lǐng)域，使人類對生命的本質(zhì)和發(fā)展過程的認(rèn)知達(dá)到一個新的高度。

4 代謝組學(xué)

代謝組學(xué)是全面系統(tǒng)地研究生物樣本或器官小分子代謝產(chǎn)物的科學(xué)，可利用現(xiàn)代的分析技術(shù)針對在特定時間內(nèi)對生物體某一特定細(xì)胞、血液等代謝產(chǎn)物進(jìn)行定性、定量的多元化檢測分析，從而達(dá)到對植物、動物等組織進(jìn)行無損傷的動態(tài)研究[21]。近年，代謝組學(xué)研究分析方法愈加先進(jìn)，包括磁共振技術(shù)(NMR)、質(zhì)譜、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)和液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(LC-MS)等。NMR是當(dāng)前代謝組學(xué)研究中的主要分析技術(shù)，能完成代謝產(chǎn)物中大多數(shù)化合物的檢測，所產(chǎn)生的波譜可檢測血漿、尿液等生物基質(zhì)中一些特殊物質(zhì)的微妙變化；質(zhì)譜技術(shù)則具有較高的靈敏度和專屬性，能夠高效的分析和鑒定多種化合物；GC-MS可以同時分析幾百個化學(xué)性質(zhì)不同的化合物，具有較高的靈敏度和分辨率，可定性定量分析代謝產(chǎn)物；LC-MS相對于GC-MS能夠精密地分析高極性和高相對分子質(zhì)量的化合物，從而檢測和鑒定一些復(fù)雜的代謝產(chǎn)物[22,23]。

代謝組學(xué)是是于基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白組學(xué)后的一門新的組學(xué)研究技術(shù)，最早是由英國理工大學(xué)Jeremy Nicholson提出，2000年由德國Fiehn對這一概念進(jìn)行完善[24]，目前廣泛應(yīng)用于動物、植物、微生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。Rohart等[25]利用NMR對大白豬、長白豬和皮特蘭豬的血漿進(jìn)行代謝物檢測，結(jié)果顯示肌酸酐、纈氨酸、檸檬酸、β-丙氨酸、乳酸、丙氨酸和異亮氨酸等代謝物與豬的瘦肉率性狀相關(guān)，可以用于豬瘦肉率預(yù)測；Francini等[26]利用NMR技術(shù)分析不同品種的蘋果干中的多酚類物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)了蘋果干中兒茶素、綠原酸等活性物質(zhì)和其抗氧化能力是區(qū)別其品種的判斷依據(jù)；Orikiiriza[27]等利用NMR技術(shù)對惡性瘧原蟲患者血漿進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)其宿主脂代謝發(fā)生紊亂；熱比姑麗等[28]采用1H-NMR技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)銀屑病患者血清低密度脂蛋白、糖蛋白及酪氨酸含量較健康志愿者顯著降低，乳酸、肌酸及苯丙氨酸水平顯著升高，提示銀屑病發(fā)病存在氨基酸、脂類及其一些小分子化合代謝紊亂。綜上所述，隨著代謝組學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，應(yīng)用范圍會更加廣泛，人們將會在臨床疾病診斷、藥學(xué)及營養(yǎng)學(xué)中大大受益，進(jìn)而造福人類。

5 RNA組學(xué)

RNA組學(xué)是以基因組學(xué)研究技術(shù)為基礎(chǔ)，探索生命個體的細(xì)胞中非編碼RNA的結(jié)構(gòu)和功能，并通過RNA的轉(zhuǎn)錄以及翻譯成蛋白質(zhì)等過程去揭示生命個體的遺傳信息，進(jìn)一步解析人類基因組的結(jié)構(gòu)和功能[29]。近年來，人們從參與蛋白質(zhì)編碼的RNA逐漸深入到基因組中的非編碼RNA的研究，非編碼RNA主要包括參與蛋白質(zhì)翻譯的tRNA和rRNA、染色體復(fù)制中的端粒RNA以及在轉(zhuǎn)錄水平前后起重要作用的miRNAs等。目前，RNA組學(xué)主要核心技術(shù)有miRNA治療干預(yù)技術(shù)和RNA干擾等。miRNA是一段進(jìn)化上保守的、長度為19～25個核苷酸的非編碼單鏈RNA，它在人類腫瘤疾病中異常表達(dá)，阻礙了對許多疾病的治療，所以對miRNA的表達(dá)調(diào)控進(jìn)行一定程度的干預(yù)已成為RNA組學(xué)研究的熱點[30]。RNA干擾技術(shù)則是以雙鏈RNA為基礎(chǔ)，降解外源性和內(nèi)源性的mRNA，從而使機(jī)體外源基因和病毒基因等沉默，達(dá)到機(jī)體的特定核苷酸序列不受侵害[31]。

近年來，隨著國內(nèi)外的RNA組學(xué)技術(shù)逐步發(fā)展和進(jìn)步，對非編碼RNA研究也在腫瘤診斷和治療、農(nóng)業(yè)和疾病預(yù)防等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。姜妍等[32]使用兩種模式的干預(yù)miRNA對結(jié)直腸癌手術(shù)患者進(jìn)行觀察和對比中發(fā)現(xiàn)，使用常規(guī)模式和FTS-CIS模式對miRNA進(jìn)行干預(yù)后可使結(jié)直腸癌患者病情恢復(fù)，并且能夠降低并發(fā)癥發(fā)生率。Guo等[33]以小菜蛾為模型，利用RNA干擾技術(shù)研究昆蟲的耐藥性，發(fā)現(xiàn)當(dāng)沉默ABC轉(zhuǎn)運蛋白基因時，可降低小菜蛾幼蟲對殺蟲劑的毒素敏感性，從而降低小菜蛾的抗藥性。Linke等[34]引入了治療禽流感病毒的新方法，利用小干擾RNA的細(xì)菌載體靶向禽類黏膜上皮細(xì)胞，并使用小干擾RNA來對抗禽流感中的核蛋白及聚合酶酸性蛋白，發(fā)現(xiàn)這些抗病毒載體使病毒滴度降低了10 000倍。綜上所述，RNA組學(xué)作為基因組學(xué)之后的新興科學(xué)，在生命個體中細(xì)胞的分化和發(fā)育、表觀遺傳中RNA的調(diào)控以及人類疾病發(fā)生的診斷和治療等具有重大的意義。

6 微生物組學(xué)

微生物組學(xué)是以特定生物樣品中微生物群體為研究對象，以功能基因篩選和測序分析為研究手段，對微生物多樣性、種群結(jié)構(gòu)、進(jìn)化關(guān)系、基因功能等及其與環(huán)境之間的相互關(guān)系進(jìn)行研究的微生物研究方法，揭示了微生物多樣性與人和生態(tài)穩(wěn)定性之間關(guān)系[35]，近十幾年里，微生物組學(xué)多利用擴(kuò)增子測序技術(shù)檢測樣本中微生物的種類及構(gòu)成、微生物群落的多樣性及不同微生物的組成差異等。擴(kuò)增子測序是利用PCR反應(yīng)的引物來擴(kuò)增基因組的特定區(qū)域，靶向地捕獲目標(biāo)區(qū)域的DNA，達(dá)到目的DNA片段的富集目標(biāo)，最后針對擴(kuò)增產(chǎn)物(也被稱為擴(kuò)增子)進(jìn)行高通量測序，分析序列中的遺傳變異等信息，主要包括16SrRNA標(biāo)記和轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)(ITS)等方法[36]。16sRNA為核糖體RNA中的一部分，它具有種內(nèi)基因序列相對一致而種間差異較為明顯的特征，在全部細(xì)菌染色體基因組中表達(dá)，并且能夠調(diào)控生物蛋白質(zhì)的合成，是研究細(xì)菌系統(tǒng)分類中有效的分子標(biāo)記[37]；ITS鑒定是指對ITS序列進(jìn)行更準(zhǔn)確的DNA測序，然后將ITS序列與已知真菌ITS序列比對，從而分析種屬間和菌株間的差異的一種方法，目前廣泛應(yīng)用于真菌不同種屬的系統(tǒng)發(fā)育分析[36]。

早在19世紀(jì)巴斯德創(chuàng)立了細(xì)菌學(xué)，逐漸有了滅菌的意識和主動利用單一微生物的方法[38]。20世紀(jì)以來人們對微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生化和遺傳特性、基因調(diào)控等有了更深的了解，研究以微生物發(fā)酵為主的生物技術(shù)，近年來隨著微生物測序的方法不斷進(jìn)步，使得微生物組學(xué)廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)及生態(tài)環(huán)境等方面。Brown等[39]應(yīng)用16SrRNA分析發(fā)現(xiàn)，正常健康個體腸道中富含產(chǎn)乳酸和丁酸的細(xì)菌群，這些細(xì)菌可合成大量黏蛋白以維持腸道健康；張紀(jì)紅[40]發(fā)現(xiàn)微生物肥料可以釋放養(yǎng)分供給植物營養(yǎng)以刺激植物的生長，同時還具有抑制病菌和改良土壤等功能；Moita等[41]表明通過微生物合成的一種細(xì)胞內(nèi)聚酯-PHA可以克服純培養(yǎng)技術(shù)的一些缺點，從而顯著地降低了生產(chǎn)成本，增加了經(jīng)濟(jì)上的競爭力。因此，微生物組學(xué)的快速發(fā)展將在疾病控制、農(nóng)作物生長及工業(yè)生物技術(shù)方面發(fā)揮重要作用，未來也會與基因組學(xué)、代謝組學(xué)等共同推動組學(xué)的發(fā)展與進(jìn)步。

7 其他組學(xué)

糖組學(xué)被定義為單一生物體中全部聚糖的總稱，是研究糖組結(jié)構(gòu)與功能的科學(xué)，主要研究聚糖組的分離與純化、糖鏈組的分離、糖鏈的結(jié)構(gòu)解析及糖鏈性質(zhì)和功能。聚糖組的分離與純化主要分為：(1)糖蛋白組的親和層析法、透析法、濾膜超濾法化；(2)蛋白聚糖組的凝膠過濾層析法、凝集素親和色譜；(3)糖脂組的柱層析色譜法、薄層層析印跡法等；糖鏈組的分離則是將糖鏈從糖蛋白、蛋白聚糖或糖脂上有效分離下來并進(jìn)行高效富集，然后對糖鏈結(jié)構(gòu)進(jìn)行定量分析，其主要包括親水色譜法和固相萃取技術(shù)等；糖鏈的結(jié)構(gòu)解析和定量是糖組學(xué)的核心內(nèi)容，主要是利用生物質(zhì)譜分析、凝集素芯片技術(shù)等去獲取某一特定類型糖鏈組中所含有的所有糖鏈的結(jié)構(gòu)和含量信息[42]。目前，糖組學(xué)技術(shù)可應(yīng)用于乳腺癌和腸癌等一些常見癌癥的分析，但由于糖鏈結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，糖組學(xué)技術(shù)始終沒有進(jìn)展性的突破，與基因組和蛋白組相比仍停留在起始階段，相信隨著研究的深入，糖組學(xué)的發(fā)展會隨其他組學(xué)達(dá)到新的高度。

影像組學(xué)是通過計算機(jī)軟件，從醫(yī)學(xué)影像中得到大量有代表的影像，使用統(tǒng)計學(xué)的方法，選擇出最有價值的影像組學(xué)圖像，用來分析臨床信息、疾病的定性、腫瘤分期、療效評價和預(yù)后預(yù)測等[43]。這一概念誕生不足八年，是基于常規(guī)影像學(xué)的基礎(chǔ)上，通過對影像學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化獲取，然后進(jìn)行分割和重建圖像，再進(jìn)一步篩選有特征有代表的圖像，最后應(yīng)用臨床并且共享數(shù)據(jù)庫。2012年，荷蘭學(xué)者Lambin首次提出影像組學(xué)概念；2014年，Gillies[44]在北美放射學(xué)會提出影像組學(xué)可以預(yù)測腫瘤遺傳異質(zhì)性的程度。因此近年影像組學(xué)主要應(yīng)用于腫瘤診斷、治療和預(yù)后等方面，包括肺癌、乳腺癌、頭頸癌、直腸癌、腦腫瘤、前列腺癌、食管癌、肝癌等多種腫瘤疾病。影像組學(xué)在MRI、CT等一些超聲技術(shù)中也有初步研究，如Zhang等[45]在超聲彈性圖像中提取364個高通量特征用于乳腺腫瘤鑒別診斷，準(zhǔn)確率為88%，靈敏度為86%,特異度為89%。因此，影像組學(xué)通過醫(yī)學(xué)成像和超聲技術(shù)對目前癌癥診斷和治療等起重要作用，未來也將會對臨床醫(yī)學(xué)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響和巨大的變革。

脂質(zhì)組學(xué)是對脂質(zhì)分子種屬及其生物功能的全面描述，主要研究與蛋白質(zhì)表達(dá)有關(guān)的脂質(zhì)代謝及其功能，它是代謝組學(xué)的一個重要分支，并且屬于生命科學(xué)的范疇[46]。由于脂類化合物種類繁多，生物樣品基質(zhì)復(fù)雜，因此首先要使用固相萃取、超臨界萃取等技術(shù)提取樣品，然后利用MS、LC-MS等儀器對其全脂分析、目標(biāo)分析以及成像分析，最后使用SECD等軟件對獲得的生物標(biāo)志物進(jìn)行信息處理[47]。近年由于脂質(zhì)組學(xué)的研究方法取得了突破性進(jìn)展，廣泛應(yīng)用于疾病診斷和食品科學(xué)領(lǐng)域等。如于莉[48,49]通過脂質(zhì)組學(xué)技術(shù)對小細(xì)胞肺癌患者進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)與對照組相比早期診斷指標(biāo)中磷脂酸在小細(xì)胞肺癌的男女患者中都顯著增加，而在非小細(xì)胞肺癌患者中含量沒有明顯的變化，推測出磷脂酸的增加可能是小細(xì)胞肺癌的特異性標(biāo)志物；以及借助HPLC與MALDI-TOF-MS聯(lián)用技術(shù)，定量分析了魚肉中PC的總量，證明PC可以用作指示水體中的鎘對于鯽魚 毒害作用的生物標(biāo)志物?？傊?，通過脂質(zhì)組學(xué)儀器分析方法能夠推動脂質(zhì)組學(xué)研究的深入研究，為生命科學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)步和促進(jìn)人類健康提供有力的科學(xué)支撐。

近年來，以基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白組學(xué)和代謝組學(xué)等為基礎(chǔ)、以糖組學(xué)、影像組學(xué)和脂質(zhì)組學(xué)等為新興發(fā)展的科學(xué)的組學(xué)技術(shù)，明確了由DNA轉(zhuǎn)錄為RNA，再翻譯為蛋白質(zhì)形成代謝物的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，并且也廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，解決了人類以往無法解決的問題，然而，組學(xué)研究雖然能得到更詳細(xì)的數(shù)據(jù)，但是通過多組學(xué)聯(lián)用得到更加充分的核心數(shù)據(jù)并且加以驗證等都是人類后續(xù)要解決的問題。