代謝組學(xué)前沿技術(shù)進(jìn)展及在中藥現(xiàn)代研究中的應(yīng)用

劉慧敏，張 悅，王佳藝，聶嘉璇，宋麗麗，李遇伯

天津中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院，天津 301600

代謝組學(xué)是繼基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白組學(xué)發(fā)展起來(lái)的一門新興組學(xué)技術(shù)，可以對(duì)機(jī)體內(nèi)的小分子物質(zhì)進(jìn)行捕捉[1]；同時(shí)代謝組學(xué)作為系統(tǒng)生物學(xué)的重要組成部分，具有整體性和動(dòng)態(tài)性的特點(diǎn)，可以探究整個(gè)機(jī)體的生理和病理變化[2]。

中藥因其治療效果好、不良反應(yīng)小等被廣泛用于各種疾病的治療[3]，同時(shí)在預(yù)防和保健方面都有著卓越的貢獻(xiàn)[4]，中藥的“多組分”能夠作用于“多靶點(diǎn)”協(xié)同發(fā)揮治療作用[5]，因此普通分析方法很難全面分析中藥的藥效和毒性機(jī)制。代謝組學(xué)“整體性、動(dòng)態(tài)性、綜合性”與中藥“多組分、多靶點(diǎn)、多途徑”的特點(diǎn)不謀而和[6]，目前已利用代謝組學(xué)技術(shù)在中藥作用機(jī)制[7]、中藥安全性[8-10]、中藥化學(xué)成分[11]、中藥鑒定[12]等中藥相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行研究。但由于當(dāng)前組學(xué)技術(shù)的限制，代謝組學(xué)技術(shù)檢測(cè)缺少空間維度信息，無(wú)法準(zhǔn)確反映組織的動(dòng)態(tài)代謝過(guò)程及代謝網(wǎng)絡(luò)[13]，因此亟需發(fā)展高分辨、高覆蓋的分析方法用于代謝組學(xué)的定性定量分析。

原位質(zhì)譜、質(zhì)譜成像、代謝流、單細(xì)胞代謝組學(xué)等技術(shù)的出現(xiàn)能夠快捷、方便、全面、深入地為中藥研究提供提示和導(dǎo)向，基于以上的代謝組學(xué)新技術(shù)對(duì)中藥進(jìn)行快捷實(shí)時(shí)的定性分析；其次通過(guò)對(duì)內(nèi)源性及外源性物質(zhì)在不同組織、器官等的可視化，更直觀地分析藥物在生物體內(nèi)的分布；再者，通過(guò)對(duì)生物體中代謝產(chǎn)物的動(dòng)態(tài)跟蹤，了解代謝物在生物體內(nèi)整個(gè)變化過(guò)程和流向；最后深入分析單個(gè)細(xì)胞或亞細(xì)胞層面的代謝物。上述的代謝組學(xué)前沿技術(shù)為解決中藥現(xiàn)代化問(wèn)題提供新的研究思路，促進(jìn)了代謝組學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展（圖1）。

圖1 代謝組學(xué)前沿技術(shù)Fig.1 Metabolomics frontier technologies

1 4 種代謝組學(xué)前沿技術(shù)的概述

1.1 原位質(zhì)譜

Taka?ts 等[14]在2004 年發(fā)明了解吸電噴霧電離（desorption electrospray ionization，DESI）技術(shù)，開(kāi)創(chuàng)了常壓敞開(kāi)式離子化技術(shù)的先河，并且首先研究了DESI 質(zhì)譜技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用[15]，隨著原位電離質(zhì)譜技術(shù)的引入，質(zhì)譜領(lǐng)域進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)代，原位質(zhì)譜是能夠在普通樣品的原生環(huán)境中進(jìn)行，不需要通過(guò)在儀器外制造離子進(jìn)行預(yù)分離[16]，能夠簡(jiǎn)化分析流程，但其準(zhǔn)確度和精密度相對(duì)較低。目前原位質(zhì)譜在中藥研究[17]、食品安全檢測(cè)[18]、癌癥研究[19]、臨床診斷[20]、法醫(yī)刑偵[21]等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。原位質(zhì)譜實(shí)時(shí)分析不需要大量樣品的制備過(guò)程，能夠避免代謝物在進(jìn)行樣品制備時(shí)發(fā)生生物反應(yīng)改變其狀態(tài)，進(jìn)一步擴(kuò)展其適用性，實(shí)現(xiàn)快速的分析。但還需提高對(duì)代謝物檢測(cè)的準(zhǔn)確性和精密度。根據(jù)所構(gòu)建的離子源不同原位質(zhì)譜可分為以下幾類：DESI[22]、激光燒蝕電噴霧電離[16]、紙噴霧電離（paper spray ionization，PSI）[23]、探針電噴霧電離（probe electrospray ionization，PESI）[24]、液體萃取表面分析（liquid extraction surface analysis，LESA）、實(shí)時(shí)直接電離技術(shù)（direct analysis in real time，DART）[25]、介質(zhì)阻擋放電電離[26]、快速蒸發(fā)電離[27]和二次電噴霧電離（secondary electrospray ionization，SESI）[28]。原位質(zhì)譜操作流程見(jiàn)圖2-A。

圖2 不同前沿技術(shù)操作流程Fig.2 Operation flow of different cutting-edge technologies

1.2 質(zhì)譜成像

質(zhì)譜成像是一種無(wú)標(biāo)記的分子成像技術(shù)，能夠?qū)①|(zhì)譜數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢暬碾x子成像圖，無(wú)需復(fù)雜的樣品處理就能快速分析中藥和天然化合物的前景技術(shù)[29-30]，可以無(wú)靶向地檢測(cè)各種生物分子和異種生物[31]；但在絕對(duì)定量分析方面還存在一定困難；質(zhì)譜成像在中藥研究[32]、病毒研究[33]、生物標(biāo)志物的研究[34]、腫瘤研究[35]、法醫(yī)偵探[36]等領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。在代謝組學(xué)的研究中，利用質(zhì)譜成像可準(zhǔn)確識(shí)別并定位多種代謝物在組織及細(xì)胞間的差異性分布[37]，實(shí)現(xiàn)動(dòng)物組織中外源性藥物和植物組織中內(nèi)源性代謝物的可視化分析，為代謝物的轉(zhuǎn)運(yùn)途徑和積累規(guī)律提供了新方法。但目前的冷凍法操作存在較長(zhǎng)的時(shí)間間隔，使代謝物的狀態(tài)發(fā)生改變，難以進(jìn)行實(shí)時(shí)快速活體分析成像，而無(wú)法準(zhǔn)確反映組織的動(dòng)態(tài)代謝過(guò)程以及代謝通路[38]。質(zhì)譜成像技術(shù)根據(jù)離子源的原理不同可分為MALDI-MS、SIMS 及電噴霧電離技術(shù)[33,39]。質(zhì)譜成像分析基本流程見(jiàn)圖2-B。

1.3 代謝流

代謝組學(xué)能夠?qū)w內(nèi)的小分子代謝物進(jìn)行大規(guī)模的高通量表征，提供關(guān)于代謝物豐度的寶貴信息，但未能揭示代謝物在體內(nèi)的動(dòng)態(tài)變化，然而代謝物的蓄積既可能是合成途徑的激活也可能是代謝途徑的抑制[40]。代謝通量分析（metabolic flux analysis，MFA）是使用穩(wěn)定同位素示蹤的方法跟蹤動(dòng)態(tài)代謝活動(dòng)[41]，其綜合底物吸收及產(chǎn)物形成速率、生物合成、化學(xué)計(jì)量反應(yīng)、中間代謝物的生物合成等[42]。目前代謝流分析在中藥[43]、腫瘤[41]、植物代謝[44]、微生物代謝[45]等方面已得到廣泛應(yīng)用。代謝流技術(shù)定位于某一關(guān)鍵代謝底物或中間代謝產(chǎn)物，在代謝組學(xué)研究中，通過(guò)對(duì)不同狀態(tài)的生物體進(jìn)行代謝流分析，監(jiān)測(cè)代謝物在特定代謝通路的活躍程度，及該種狀態(tài)對(duì)代謝通路的影響程度，但實(shí)驗(yàn)成本較高且數(shù)據(jù)分析較為復(fù)雜[46-47]。代謝流分析基本流程見(jiàn)圖2-C。

1.4 單細(xì)胞代謝組學(xué)

細(xì)胞是生物體生命活動(dòng)和形態(tài)結(jié)構(gòu)的最基本單元，生物體的各種生命活動(dòng)都是在細(xì)胞層次上實(shí)現(xiàn)的[48]。單細(xì)胞代謝組學(xué)是對(duì)生物體內(nèi)相對(duì)分子質(zhì)量低于1 000 且與細(xì)胞表型相關(guān)的小分子即包括中間產(chǎn)物在內(nèi)的某些代謝物變化情況的研究[49-50]。單細(xì)胞代謝組學(xué)現(xiàn)已廣泛用于植物學(xué)[50]、腫瘤學(xué)[51]、神經(jīng)病學(xué)[52]等的研究。在單細(xì)胞水平進(jìn)行代謝物的分析，能夠?qū)蝹€(gè)細(xì)胞進(jìn)行精準(zhǔn)分析，檢測(cè)代謝通路中的小分子，為代謝物的轉(zhuǎn)運(yùn)途徑、代謝通路和積累規(guī)律提供了新技術(shù)和新方法；并將細(xì)胞代謝與細(xì)胞的各種生命活動(dòng)聯(lián)系起來(lái)[48]。但由于單細(xì)胞體積小，代謝物種類多且含量差異大，因此在樣品的取樣和預(yù)處理上仍存在一定難度。

1.4.1 細(xì)胞分離 采樣的第1 步是從有機(jī)體中分離出適當(dāng)?shù)募?xì)胞[53]，因此通常采用梯度稀釋、FACS、微孔板、微流控陣列等技術(shù)并結(jié)合立體顯微鏡及微操作器，以實(shí)現(xiàn)高效的提取或解吸細(xì)胞的內(nèi)容物。

1.4.2 細(xì)胞代謝物鑒定 利用MALDI-MS、ESI-MS等技術(shù)[54]對(duì)細(xì)胞代謝物進(jìn)行鑒定和分析。

1.4.3 數(shù)據(jù)分析 對(duì)于單細(xì)胞代謝組學(xué)研究中所獲得的原始數(shù)據(jù)規(guī)模大且性質(zhì)復(fù)雜[55]，目前單細(xì)胞代謝組學(xué)數(shù)據(jù)分析工具主要有主成分分析、線性判別分析等分析工具進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析[56]，根據(jù)分析結(jié)果與數(shù)據(jù)庫(kù)配對(duì)分析單細(xì)胞代謝產(chǎn)物及細(xì)胞間的差異代謝物。單細(xì)胞代謝組學(xué)分析基本流程見(jiàn)圖2-D。

2 4 種代謝組學(xué)前沿技術(shù)的比較

上述的4 種技術(shù)各有優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)：（1）原位質(zhì)譜的優(yōu)點(diǎn)是在質(zhì)譜真空裝置外對(duì)復(fù)雜樣品進(jìn)行直接電離，以減少提取和濃縮步驟，簡(jiǎn)化分析流程[57]，其可依據(jù)復(fù)雜中藥樣品的實(shí)際特點(diǎn)，有目標(biāo)的設(shè)計(jì)適用于待測(cè)樣品的上樣及離子化方式，從而實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)色譜-質(zhì)譜聯(lián)用方法難以實(shí)現(xiàn)的原位、實(shí)時(shí)分析等特定場(chǎng)景；然而，原位質(zhì)譜在實(shí)際應(yīng)用中面臨著許多挑戰(zhàn)其樣品具有多樣性且基質(zhì)復(fù)雜[58]，同時(shí)在目前的應(yīng)用研究中，原位電離源主要是在實(shí)驗(yàn)室中與大型質(zhì)譜儀進(jìn)行聯(lián)用，無(wú)法滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)分析的需求[59]，因此需要開(kāi)發(fā)體積小巧便攜、儀器性能良好的小型質(zhì)譜儀與原位電離源組成的小型分析系統(tǒng)。（2）質(zhì)譜成像技術(shù)能夠?qū)①|(zhì)譜數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢暬碾x子成像圖，具有前處理簡(jiǎn)單及結(jié)果清晰直觀的優(yōu)勢(shì)[32]。質(zhì)譜成像可直觀呈現(xiàn)給藥前后藥物在各組織中的代謝變化，輔助探討中藥的作用機(jī)制并用于研究中藥毒性成分的分布位點(diǎn)，為中藥安全性研究帶來(lái)新的方向。然而在利用質(zhì)譜成像達(dá)到對(duì)目標(biāo)成分的絕對(duì)定量分析還存在一定的困難，質(zhì)譜成像過(guò)程不涉及化合物的分離過(guò)程，因此僅憑借質(zhì)譜成像無(wú)法區(qū)分化學(xué)異構(gòu)體[60]。（3）代謝流分析技術(shù)的特點(diǎn)是與靜態(tài)代謝組學(xué)相比能夠以動(dòng)態(tài)的方式探索代謝活動(dòng)、揭示代謝通路的活性并且可以量化通路中的代謝通量，明確代謝前體轉(zhuǎn)化的中間代謝產(chǎn)物濃度[61]；其缺點(diǎn)在于MFA 樣品的處理及數(shù)據(jù)測(cè)定分析都非常復(fù)雜且該方法所需的質(zhì)譜、核磁等實(shí)驗(yàn)儀器較為昂貴，底物用同位素標(biāo)記的成本也非常高[62]，且如何保持代謝物的處于穩(wěn)定狀態(tài)也是關(guān)鍵。（4）單細(xì)胞代謝組學(xué)技術(shù)能在細(xì)胞水平上進(jìn)行的高通量代謝分析，獲得細(xì)胞與細(xì)胞間的代謝物，并且能結(jié)合質(zhì)譜成像技術(shù)進(jìn)一步洞悉單細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞器間代謝物的差異分布[37]，幫助解決來(lái)自同一器官或集群細(xì)胞所造成的問(wèn)題[54]，但由于細(xì)胞直徑較小且代謝物能快速轉(zhuǎn)化或降解且代謝物不能進(jìn)行放大，因此對(duì)于樣品進(jìn)行取樣和預(yù)處理是不便的；其次，單細(xì)胞中物質(zhì)含量低且每個(gè)細(xì)胞的代謝物濃度差異可高達(dá)1×106～1×109倍[48]。因此要求所用檢測(cè)方法能對(duì)多種物質(zhì)進(jìn)行響應(yīng)且不破壞細(xì)胞狀態(tài)同時(shí)具有較高靈敏度，見(jiàn)表1。

表1 代謝組學(xué)前沿技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)缺點(diǎn)Table 1 Advantages and disadvantages of application of frontier technologies in metabolomics

3 4 種代謝組學(xué)前沿技術(shù)在中藥現(xiàn)代研究中的應(yīng)用

3.1 中藥安全性的研究

中藥逐漸走向國(guó)外市場(chǎng)，中藥的安全性也備受關(guān)注，傳統(tǒng)的藥物安全性評(píng)估方法步驟繁雜，需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力[63]。隨著質(zhì)譜技術(shù)發(fā)展，一些代謝組學(xué)前沿技術(shù)也在中藥安全性研究中得到廣泛應(yīng)用。Chen 等[64]利用DART-MS 對(duì)菊三七、千柏鼻炎顆粒、花紅顆粒制劑進(jìn)行分析，表明該方法用于鑒定和分析吡咯里西啶類生物堿的可行性，比較了DART-MS 的結(jié)果與高效液相色譜質(zhì)譜的結(jié)果吻合較好，且分析速度更快。Li 等[65]利用DART-MS方法研究烏頭類生物堿經(jīng)過(guò)大鼠腸內(nèi)菌代謝后的代謝譜，共鑒定出來(lái)自3 種烏頭類雙酯型生物堿的36種代謝產(chǎn)物，并且該方法還能滿足原位及代謝物的定量分析要求。與ESI-MS 和超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜相比，具有高速、高通量方法的優(yōu)點(diǎn)。Shi 等[66]采用高分辨成像、超高效液相色譜和高分辨率質(zhì)譜法，檢測(cè)補(bǔ)骨脂樣品中未知化合物并鑒定其肝毒性，通過(guò)光譜-毒性相關(guān)性分析篩選出與肝毒性高度相關(guān)的有毒化合物，并通過(guò)高分辨成像驗(yàn)證了這6 種化合物單體的肝毒性。Wang 等[67]采用基于氣流輔助DESI 質(zhì)譜成像的原位代謝組學(xué)方法對(duì)馬兜鈴中的馬兜鈴酸I 處理大鼠腎臟切片進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，在馬兜鈴酸I 治療組中有10 種代謝物發(fā)生顯著變化且通過(guò)分析馬兜鈴酸I 治療組的圖像發(fā)現(xiàn)，相較于腎髓質(zhì)，腎皮質(zhì)的代謝物改變更為顯著表明腎皮質(zhì)比髓質(zhì)更容易受到馬兜鈴酸I 的影響。綜上，代謝組學(xué)前沿新技術(shù)為實(shí)現(xiàn)中藥中毒性成分的快速篩查及中藥毒性機(jī)制的研究提供了一種具有簡(jiǎn)便、高速、高通量特點(diǎn)的方法。

3.2 中藥藥效物質(zhì)及作用機(jī)制的研究

中藥藥效物質(zhì)及作用機(jī)制的科學(xué)闡釋是解決制約中藥現(xiàn)代化發(fā)展的有效途徑，由于中藥具有多成分、多靶點(diǎn)的特性[68]，傳統(tǒng)的研究方法忽視了各藥效物質(zhì)的協(xié)同作用，難以系統(tǒng)性辨識(shí)中藥藥效物質(zhì)。王星[69]采用DART-MS 分析方法能夠快速區(qū)分出各人參樣品中所含人參皂苷的類型并對(duì)其含量進(jìn)行比較，證明DART-MS 法可作為人參樣品質(zhì)量評(píng)估的快速方法；Gao 等[70]利用DESI 質(zhì)譜成像技術(shù)對(duì)大鼠腦中7 種鉤藤堿定量成像進(jìn)行了系統(tǒng)研究，成功地量化了生物堿在13 個(gè)腦區(qū)的分布及不同的鉤藤生物堿在大鼠大腦中的分布趨勢(shì)。特別是首次在松果體中直接檢測(cè)到鉤藤生物堿，其在該區(qū)域的富集現(xiàn)象對(duì)今后的藥效學(xué)研究具有指導(dǎo)意義。Wang 等[71]對(duì)銀杏提取物（Ginkgobilobaextract，GBE）抗心肌梗死的機(jī)制和物質(zhì)基礎(chǔ)進(jìn)行研究，其應(yīng)用MFA研究異丙腎上腺素誘導(dǎo)的缺血樣心肌細(xì)胞的能量代謝通量紊亂和GBE 成分的調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)，表明GBE 的活性成分是通過(guò)挽救受損的三羧酸循環(huán)通量，保護(hù)心肌梗死。上述研究表明，代謝組學(xué)前沿技術(shù)提高中藥質(zhì)量控制檢測(cè)效率，并且實(shí)現(xiàn)藥物的藥效物質(zhì)在體內(nèi)分布的可視化，及從代謝通路定位藥物的作用靶點(diǎn)，為進(jìn)一步研究藥物的靶點(diǎn)、藥物代謝提供一種新穎的方法。

3.3 中藥炮制機(jī)制的研究

中藥經(jīng)過(guò)炮制能夠降低藥材毒性，提升純凈度，使藥物更好地用于臨床治療，同時(shí)方便保存與儲(chǔ)藏，延長(zhǎng)藥材使用時(shí)間。在炮制過(guò)程中，必然發(fā)生了復(fù)雜的化學(xué)變化。曾星星[72]通過(guò)PSI-MS 對(duì)炮制山茱萸中化學(xué)成分進(jìn)行歸屬，并對(duì)其歸屬進(jìn)行了驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)5-羥甲基糠醛和7-α-乙氧基莫諾苷為炮制品中新增的化學(xué)成分，可作為鑒別酒蒸品與生藥材的依據(jù)。喬菲等[73]應(yīng)用質(zhì)譜成像技術(shù)對(duì)巴戟天不同炮制品空間分布進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，質(zhì)譜成像技術(shù)實(shí)現(xiàn)了環(huán)烯醚萜和寡糖空間分布的可視化分析，其結(jié)果與超高效液相色譜法含量測(cè)定結(jié)果基本一致。上述研究表明，代謝組學(xué)前沿技術(shù)為快速準(zhǔn)確鑒定中藥炮制前后化學(xué)成分變化規(guī)律及炮制后化學(xué)成分的分布變化提供一種新思路。

3.4 藥用植物代謝產(chǎn)物分布的研究

藥用植物的次生代謝產(chǎn)物具有一定的生理活性及藥理作用[74]，但次生代謝產(chǎn)物復(fù)雜多樣。因此，代謝產(chǎn)物的合成途徑、積累規(guī)律及在藥用植物中的分布等研究都具有重要意義。朱亮等[75]采用電噴霧內(nèi)部萃取電離質(zhì)譜技術(shù)，對(duì)大蒜中的化學(xué)組分直接快速分析，結(jié)果表明該技術(shù)可在無(wú)需樣品預(yù)處理的情況下實(shí)現(xiàn)大蒜組織中蒜氨酸和大蒜多糖的直接質(zhì)譜分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)藥用植物中的活性物質(zhì)的直接快速分析。米要磊等[76]首先分析瑪咖的活性成分咪唑生物堿等的裂解規(guī)律，再通過(guò)MALDI 質(zhì)譜成像定位咪唑生物堿在根橫切面的空間分布，結(jié)果表明2 種咪唑類生物堿的組織分布非常接近，均集中分布在表皮和皮層中，為藥用植物活性成分在組織中的特異性分布及其累積規(guī)律提供了重要的科學(xué)依據(jù)；任風(fēng)鳴[43]利用13C 穩(wěn)定同位素標(biāo)記酪氨酸培養(yǎng)毛黃堇植株，高效液相色譜-四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜檢測(cè)代謝通路中化合物的同位素標(biāo)記。結(jié)果顯示，在生物堿合成通路中檢測(cè)到21 個(gè)化合物被同位素標(biāo)記，標(biāo)記的形式與預(yù)測(cè)通路中化合物代謝規(guī)律一致，且證實(shí)毛黃堇中脫氫卡維丁等生物堿合成上游途徑與酪氨酸途徑合成異喹啉生物堿一致。Kajiyama 等[77]采用激光微采樣和納米流液相色譜-電噴霧電離質(zhì)譜相結(jié)合的方法，在單細(xì)胞基礎(chǔ)上對(duì)蝴蝶草花瓣細(xì)胞中花青素的相對(duì)含量進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)表明，同一組織不同細(xì)胞的花青素代謝存在明顯差異。此方法為獲得單個(gè)植物組織中每個(gè)細(xì)胞的精確代謝譜提供了一種簡(jiǎn)便的方法。上述研究表明，利用代謝組學(xué)前沿技術(shù)對(duì)藥用植物的次生代謝物進(jìn)行分析是一種更靈敏、更高通量的分析方法，能更準(zhǔn)確地闡明次生代謝途徑和代謝網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機(jī)制。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

中醫(yī)藥的應(yīng)用具有悠久的歷史，在我國(guó)醫(yī)藥衛(wèi)生事業(yè)中具有重要作用[78]，中藥的作用機(jī)制復(fù)雜，傳統(tǒng)一對(duì)一單靶點(diǎn)的研究方法已經(jīng)不能滿足中藥復(fù)雜機(jī)制的研究需求[79]，上述4 種代謝組學(xué)前沿技術(shù)以獲取高質(zhì)量質(zhì)譜數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合多樣化的數(shù)據(jù)處理方法，找到與實(shí)驗(yàn)?zāi)康南嚓P(guān)的生物學(xué)信息其不僅體現(xiàn)代謝組學(xué)“整體性、動(dòng)態(tài)性、綜合性”的特點(diǎn)，并且彌補(bǔ)了代謝組學(xué)的不足。越來(lái)越多的研究者將這些技術(shù)結(jié)合應(yīng)用，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)代謝物更高效、全面的研究；Zhu 等[80]建立了原位單細(xì)胞代謝物質(zhì)譜檢測(cè)技術(shù)，該技術(shù)結(jié)合原位電離和單細(xì)胞代謝技術(shù)，既可以確保所取樣細(xì)胞的活性，也可以在獲得該細(xì)胞的電生理活動(dòng)等信息的同時(shí)對(duì)其內(nèi)代謝物組成和含量進(jìn)行分析；此外，該技術(shù)與同位素標(biāo)記技術(shù)相結(jié)合，可以在單細(xì)胞水平上研究標(biāo)記的代謝物在神經(jīng)元內(nèi)的代謝路徑；質(zhì)譜成像技術(shù)更是單細(xì)胞可視化分析和空間分辨代謝組學(xué)的強(qiáng)有力分析手段[81]。本文所總結(jié)的原位質(zhì)譜、質(zhì)譜成像、代謝流技術(shù)均已在中藥的研究中得到應(yīng)用。由于中藥成分復(fù)雜其代謝機(jī)制復(fù)雜，而細(xì)胞內(nèi)代謝物含量極低，細(xì)胞狀態(tài)的改變會(huì)影響代謝物質(zhì)的種類和濃度的變化，在單細(xì)胞層面仍有大量物質(zhì)無(wú)法被檢測(cè)，導(dǎo)致不能完整的闡釋中藥的代謝機(jī)制。因此，目前還沒(méi)有使用單細(xì)胞代謝組學(xué)技術(shù)研究中藥的文獻(xiàn)報(bào)道，在未來(lái)的研究中要提高質(zhì)譜技術(shù)對(duì)單細(xì)胞內(nèi)代謝物的檢測(cè)靈敏度，將單細(xì)胞代謝組學(xué)應(yīng)用于中藥的研究中，更重要的是將幾種技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合應(yīng)用，通過(guò)整合不同代謝組技術(shù)的分析策略對(duì)中藥的研究具有顯著優(yōu)勢(shì)。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突