2.代謝組學技術平臺Metabolism

代謝組學是繼基因組學和蛋白質組學之后新近發展起來的一門學科，是系統生物學的重要組成部分。基因組學和蛋白質組學分別從 和蛋白質層面探尋生命的活動，而實際上細胞內許多生命活動是與代謝物相關的，如細胞信號（cell signaling），能量傳遞等都是受代謝物調控的。代謝組學正是研究代謝組（metabolome）——在某一時刻細胞內所有代謝物的集合——的一門學科。基因與蛋白質的表達緊密相連，而代謝物則更多地反映了細胞所處的環境，這又與細胞的營養狀態，藥物和環境污染物的作用，以及其它外界因素的影響密切相關。因此有人認為，基因組學和蛋白質組學能夠說明可能發生的事件，而代謝組學則反映確實已經發生了的事情。

代謝組學主要研究的是作為各種代謝路徑的底物和產物的小分子代謝物（MW<1000）。其樣品主要是尿液，血漿或血清，唾液，以及細胞和組織的提取液。主要技術手段是核磁共振（NMR ），液-質聯用（LC-MS），氣-質聯用（GC-MS），色譜（HPLC，GC）等。通過檢測一系列樣品的譜圖，再結合化學模式識別方法，可以判斷出生物體的病理生理狀態，基因的功能，藥物的毒性和藥效等，并有可能找出與之相關的生物標志物（biomarker）。

代謝組學在新藥的安全性評價，毒理學，生理學，重大疾病的早期診斷，個性化治療，功能基因組學，中醫藥現代化，環境評價，營養學等科學領域中都有著極其廣泛和重要的應用前景，是一門充滿朝氣的學科。

在“863”相關課題的部分支持和院創新研究基金的支持下，國家生物醫學分析中心于2002年底，在現有儀器條件下，積極開始了基于核磁共振的代謝組學技術方法的建立，并與院內相關實驗室展開了合作研究。在2003年初，就將其應用到抗癌新藥Z24的毒性研究中，獲得了較好的結果，已經發表2篇論文。在此基礎之上進行的項目“代謝組學方法的建立及其在新藥安全性評價中的應用”獲得了國家自然科學基金的資助（30371705）。目前已經利用現有條件，在核磁共振和液-質聯用譜儀上初步建立了代謝組學研究的技術，測試了數千個尿液、血漿及組織提取液樣品，對我院自主研發的新藥和模型化合物的毒性進行了代謝組學實驗研究。我們還將代謝組學技術應用到中藥現代化研究中，開展了中藥毒性的研究，對關木通的腎毒性進行考察，部分結果已經在24屆化學年會和波譜學年會上做了報告。我們還準備開展中藥復方減毒增效機理的研究，以及代謝組學方法對中藥材的質量進行研究。申請的課題“代謝組學方法在中藥毒性研究中的應用”獲得了國家自然科學基金重大研究計劃“中醫藥學幾個關鍵科學問題的現代研究”項目的資助（90409019）。目前，正準備開展中藥復方作用機理和癥候模型的代謝組學研究工作。