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代谢组学是功能基因组学和系统生物学研究的重要组成部分。作为一个发展中的代谢组学分析工具,超高效液相色谱正受到越来越多的重视。本文以UPLC/MS的代谢组学研究为中心,开展了以下几方面的工作:
我们针对8例糖尿病肾病患者、33例2型糖尿病患者和25例正常人发展了基于UPLC/MS的代谢组学研究方法。患者和正常人之间可以得到明显的区分,而且两种疾病患者都可以投影到不同的区间得到较好的区分。通过精确分子量、同位素分布、MS/MS信息和标准品对照,我们初步鉴定了亮氨酸、4-羟双氢鞘氨醇和二氢鞘氨醇等标志物。我们发现,在患者的血清中这三种标志物的水平发生了较明显的变化,这也说明代谢性疾病可能引起氨基酸代谢和磷脂代谢的异常,为临床诊断和治疗提供了一条新的思路。
我们还将UPLC/MS系统应用于前列腺增生和前列腺癌的血清的代谢组学研究。结果表明,在PLS-DA投影图中,两种疾病患者和正常人分布在三个独立的区域内,可以得到良好的区分。此外,我们还初步鉴定出PE(22∶6)、LysoPC(18∶0)、LysoPC(22∶6)、4-羟双氢鞘氨醇、二氢神经酰胺和神经酰胺等可能的标志物。
在基于UPLC的代谢组学研究平台中,由于色谱分离的引入使得整个分析时间增加,导致了较低的分析通量。我们以糖尿病患者和正常人的血清和尿样为研究模型,应用UPLC/MS系统,发展并详细比较了快速梯度洗脱和慢速梯度洗脱模式对聚类效果和标志物筛选的影响。在两种模式中,血清的PLS-DA分析结果均优于尿样,而且正离子扫描能够提供更好的聚类结果。另外,在聚类分析方面,快速梯度洗脱模式可提供与慢速梯度洗脱模式相当的效果,而且前者具有较高的分析通量。在标志物筛选方面,虽然在高丰度标志筛选方面两种模式具有相当的效果,但是考虑到快速梯度洗脱模式的不充分分离可能导致的离子抑制效应对于低丰度标志物的影响,慢速梯度洗脱模式是标志物筛选研究中更好的选择。