代谢组学活性筛选：鉴定调控表型的代谢物

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美国加州斯克里普斯代谢组学和质谱分析中心的Carlos Guijas等在《自然·生物技术》上发表了一篇综述性论文。该文举例阐述了代谢组学活性筛选（Metabolomics activity screening，MAS）在鉴定和调节生物活性代谢物中的应用现状及展望，为该技术的进一步发展提供理论和实践依据。

代谢组学是效仿基因组学和蛋白质组学的研究思想，对生物体内所有代谢物进行定量分析，并寻找代谢物与病理生理变化相对关系的研究方式，是系统生物学的组成部分。其研究对象大都是相对分子质量1000以内的小分子物质。代谢组学在生物标志物发现中发挥了重要作用，同时也可用来识别可能改变细胞或生物表型的代谢物。

MAS将代谢组学数据与代谢途径及系统生物学信息（包括蛋白质组学和转录组学）整合在一起，筛选出一系列内源性代谢物，可用于测试这些代谢物改变表型的功能。越来越多关于使用小分子代谢物调节各种病理生理过程的文献不断被报道，这些被调控的过程包括干细胞分化、少突胶质细胞成熟、胰岛素信号传导、T细胞存活、巨噬细胞免疫应答等。这使得识别和应用代谢物影响表型成为可能。与基因或蛋白质不同，代谢物通常比较容易获得，这意味着MAS可以用于任何生物系统的高通量筛选。

代谢组学已被应用于免疫调节、心血管疾病和糖尿病的研究。相比之下，几乎没有人致力于研究这些生物标记物的活性。在该综述中，Carlos Guijas除了描述MAS外，还简要概述了五个实例，阐明了MAS在鉴定和调节生物活性代谢物中已获得的应用成果，它们分别是调节干细胞分化、调节2型糖尿病、调节T细胞生存状态和抗肿瘤活性、调节先天性免疫应答及调节少突胶质细胞成熟。

代谢组学已被广泛应用于鉴定生物标志物和表征生物作用机制。未来，使用MAS来鉴定可以改变表型的具有生物活性的内源性代谢物，将可能被证明是代谢组学更有效的应用。MAS的应用可以扩展到疾病调节、生物膜形成或抑制、药物-暴露组的相互作用、植物生物学和免疫治疗等方面。或许最令人感兴趣的是，我们可以应用代谢物来调节生理或功能。

参考文献：Nature Biotechnology 2018; 36:316-320