新型的代谢组学技术临床代谢组学( 二 ) _新型的代谢组学技术

(2) 递送方法的选择：迄今为止，已经成功地实施了多种用于体内稳定同位素示踪剂递送的方法，包括通过饮食或通过管饲法口服递送，或通过静脉内输注或腹膜内注射直接引入循环中。具体方法应由根据具体关注的生物学问题进行选择。无论选择哪种方法，都必须注意在示踪剂管理和进一步采样期间对实验条件的控制和标准化，以便能够从示踪剂实验中提取出可重复且生物学上合理的结论。

输注是体内测定中示踪剂给药的运用最广泛的方法。在规定的时间段内以恒定速率向血液中施用示踪剂，然后评估示踪剂进入下游组织代谢产物，可以最大程度地减少与养分管理高峰相关的剧烈瞬态效应。但是输注具有增加的侵袭性和技术复杂性以及成本高的缺点（成本高通常是因为需要大量的示踪剂），并且在研究饮食代谢产物时可能不是最佳的。
(3) 代谢通量分析（即MFA）：在标准的同位素固定MFA中，将细胞内代谢物的稳态标记模式与细胞外营养摄取或分泌和细胞生长的测量值结合起来，并整合到由于细胞内或细胞外代谢通量而引起的原子转移的数学模型中。然后，在吸收、分泌和生物量生长速率所施加的约束下，执行计算迭代过程以估算最适合所测标记模式的通量值。

【新型的代谢组学技术临床代谢组学】在体内应用MFA会带来一些障碍，主要问题是体内吸收和分泌速率的确定，通过循环不同器官之间的代谢物交换使该过程变得复杂。此外，鉴于体内示踪剂实验的持续时间通常很短，根据同位素固定MFA的要求，组织内不一定总能达到稳态标记，而动态体内测量通常仅对血样可行，这限制了INST-MFA的适用性。
5. 当前代谢流研究遇到的问题及解决方法
遇到的问题主要包括：组织异质性，真核生物代谢的区室特征，以及未建立单细胞和单细胞器代谢组学方法。
解决方法主要的有：
(1) 在代谢猝灭和代谢物提取之前，使用荧光激活细胞分选术（即FACS）根据细胞类型特异性标记物对异种细胞群体进行预分选。
(2) 采用在全细胞中快速分离线粒体和溶酶体组分的方法来探测这些细胞器的代谢。或者基于线粒体的表位标记以通过磁免疫沉淀进一步分离。
(3) 质谱成像（即MSI）空间代谢组学也许是应用最广泛的技术，具有在亚细胞（甚至亚细胞器）分辨率下表征代谢物水平和同位素标记模式的能力。当前基于MSI的方法是还需要在空间分辨率，代谢物覆盖范围和灵敏度之间进行必要的权衡。但是，可以预期，MSI仪器的不断改进，以及更高效的电离方法和替代采样方法的发展，将很快使单细胞示踪剂分析和代谢组学在体内代谢研究中成为常规应用。
二、代谢流研究示例

1. 实验材料：
CRC（结直肠癌）组织样本
正常组织样本
2. 研究方法：
此研究通过质谱和基于13C的代谢通量分析，确定谷氨酰胺依赖的三羧酸（TCA）循环回补是 SIRT5 调控大肠癌细胞的主要代谢途径。还揭示了 SIRT5 对 GLUD1 脱戊酰化和功能激活的调节作用，表明 SIRT5 是大肠癌潜在的治疗靶点。
3. 研究结果：