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代谢物组学是以机体的整体代谢产物为研究对象，应用核磁共振、GC/MS、LC/MS以及LC-MS/MS等现代分析手段，结合模式识别等生物信息学处理技术，综合分析和评价机体功能状态的一门新型组学学科。它能通过整体的代谢物图谱直接认识机体的生理和生化状态，是对基因组学及蛋白质组学的必要补充，将在后基因组时代为人类认识自身的生理、生化功能机制，疾病的诊断与防治，新药研发，环境卫生及中药现代化研究等领域发挥重要作用。
本论文中，我们以GC/MS为技术基础建立了高脂血症代谢组学的研究平台。通过分析血样中内源性代谢物在高脂血症发病过程中的经时变化，归纳出对高脂血症最具影响的若干因子，从而寻找促进或伴随疾病发生发展的生物标记物，进一步明确高脂血症的发病过程。此外，还选取了两种常用的调脂药，用代谢组学的方法研究其对大鼠高脂血症的治疗作用，进而探讨调脂药物的作用机制。
一、以气相/质谱联用(GC/MS)为基础的大鼠血样代谢组学的方法学研究
建立了以GC/MS为基础的大鼠血样代谢组学的方法学：采用甲醇沉淀蛋白的方法提取大鼠血浆中代谢物；干燥样品经肟化反应和三甲基硅烷化反应后通过GC/MSDB-5MS非极性毛细管柱分离，在总离子流(TIC)扫描方式下进行检测。从所得的色谱图中，共分离和鉴定出包括脂肪酸、氨基酸、胆固醇及糖类等40种内源性代谢物。通过方法学考证，其线性及日间、日内变异均符合生物样品的分析要求。
二、大鼠高脂血症模型的代谢组学研究
大鼠随机分为空白对照组和高脂造模组，分别在实验前及实验后第7、14、21、28天采集血样，用代谢组学方法和常规试剂盒方法检测血样。
由试剂盒检测结果可知：高脂造模组在造模第三周、第四周TC、LDL-C经自身比较和组间比较，均显著升高(P<0.05)，HDL-C均显著降低(P<0.05)，表明高脂模型已经形成。空白对照组大鼠血浆的各项指标在实验过程中，经自身比较，无显著变化。
代谢组学分析结果表明：高脂造模组大鼠在喂饲高脂饲料一周后，血样中的小分子代谢物就已发生了明显变化，而且随着喂饲时间的延长，在不同的阶段，血样中的小分子代谢物鲜明地呈现出不同的状态和层次。
与传统的检测分析方法相比，代谢组学方法可以敏锐、清晰地反映出大鼠高脂造模过程中其血样内代谢物小分子总体状态循序变化的进程，同时也为高脂血症的早期诊断和分期诊断提供了有力而可行的参考和依据。对模型深入分析还发现肌酐、草酸盐、赖氨酸和2-羟基丁酸盐等可能成为除胆固醇之外的潜在的生物标记物。
三、用代谢组学进行调脂药的药理药效研究
采用高脂饲料喂养法建立大鼠高脂血症模型，用辛伐他汀与非诺贝特对大鼠给药两周，分别在实验前及实验过程中每周采集血样，用代谢组学方法和常规试剂盒方法检测血样。
由试剂盒检测结果可知：与高脂造模组相比，辛伐他汀与非诺贝特能明显降低TC及LDL-C含量，升高HDL-C含量(p<0.01)，说明对大鼠实验性高脂血症有良好的治疗作用。
相关数据经代谢组学分析，结果表明：辛伐他汀组在实验前，高脂造模成功和给药两周后呈现出不同的生理状态，且发现用药后可引起体内某些特定的物质如肌酐、醋酸盐、葡萄糖等发生明显变化，而这些物质的变化就能直观反映出药物可能对机体产生的有用或不良的影响，为药物的药效评价及不良反应的预见提供了新的参考指标。非诺贝特组的结果与辛伐他汀组相似。同时对两组进行比较发现，尽管二者具有相似的调脂效果，但由于作用机制的不同，两组所呈现出的生理状态也是有差异的。