代谢组学有哪些类型？

一、代谢组学的基本定义

代谢组学（Metabolomics）是指对生物体系中所有小分子代谢物（如氨基酸、有机酸、糖、脂质等）进行定性与定量分析的科学。其目标是通过代谢物水平的变化，揭示生理状态、疾病机制、药物作用或环境影响背后的生化过程。

代谢组学一般可按照不同维度划分：

• 按研究策略：非靶向代谢组学 vs 靶向代谢组学；

• 按检测对象或化合物类型：脂质组学、挥发性代谢组学等；

• 按实验平台：基于质谱（MS）与核磁共振（NMR）两大体系。

二、按研究策略分类

1、非靶向代谢组学（Untargeted Metabolomics）

（1）目的：全面描绘代谢谱，探索差异代谢物。

（2）特点：

• 不预设目标物；

• 可同时检测上千种代谢物；

• 适用于未知机制研究或生物标志物发现。

（3）典型应用：

• 疾病模型组与对照组差异分析；

• 药物或环境暴露效应研究；

• 微生物代谢产物探索。

（4）技术实现：

多采用 LC-MS、GC-MS 等平台，配合多变量统计（PCA、PLS-DA）和代谢通路富集分析。

2、靶向代谢组学（Targeted Metabolomics）

（1）目的：对特定代谢通路或特定代谢物进行定量检测。

（2）特点：

• 高灵敏度、高特异性；

• 可得到绝对定量结果；

• 常用于验证非靶向结果。

（3）典型应用：

• 代谢通路定量研究（如TCA循环、氨基酸代谢）；

• 疾病诊断标志物验证；

• 药物代谢动力学分析。

（4）技术实现：

通常基于 LC-MS/MS（如QqQ平台），通过标准品建立标准曲线进行定量。

三、按代谢物类型或研究领域细分

1、脂质组学（Lipidomics）

专注研究脂质类代谢物（脂肪酸、磷脂、鞘脂、甘油三酯等）。

• 对应疾病：心血管疾病、代谢综合征、神经退行性疾病；

• 技术平台：UHPLC-QTOF、Orbitrap-MS。

2、氨基酸组学 / 有机酸组学

聚焦小分子氨基酸、有机酸类代谢物，常用于能量代谢与肝功能研究。

3、挥发性代谢组学（Volatilomics）

通过 GC-MS 分析呼气、汗液等中的挥发性化合物，应用于疾病无创诊断。

4、药物代谢组学（Pharmacometabolomics）

研究个体在药物处理后的代谢响应差异，助力个体化用药与药效预测。

5、微生物代谢组学 / 共代谢组学（Co-metabolomics）

关注宿主与肠道菌群之间的代谢互作，常结合16S测序或宏基因组学。

四、按检测平台分类

平台	优点	局限性	典型用途
LC-MS	高灵敏度、适用范围广	难检测挥发性化合物	极性与中性代谢物
GC-MS	分离效率高、重复性好	样品需衍生化	挥发性/半挥发性化合物
NMR	无损、定量准确	灵敏度较低	临床血清/尿液代谢组
CE-MS	适合极性小分子	数据处理复杂	氨基酸、有机酸研究

五、不同类型代谢组学的应用方向

• 疾病机制研究：癌症、糖尿病、心血管疾病、肝炎等；

• 药物研发与毒理评价：通过代谢指纹评估药效与毒副作用；

• 食品与营养科学：研究膳食成分对代谢调控的影响；

• 微生物与环境代谢学：探究生态系统代谢网络。

六、百泰派克生物科技的代谢组学解决方案

在百泰派克生物科技，我们针对不同研究目标提供全流程代谢组学分析服务：

• 非靶向代谢组学：基于 Thermo Orbitrap Exploris 240/480 平台，高覆盖率与高重现性；

• 靶向代谢组学：提供超200+代谢物绝对定量方案（含氨基酸、有机酸、脂肪酸等）；

• 多组学整合分析：可结合转录组、蛋白组，揭示分子机制网络；

• 定制化生信分析报告：包括代谢通路可视化、差异代谢物解读与生物学意义阐释。

代谢组学并非单一技术，而是一整套覆盖“发现—验证—机制解析”的综合体系。无论是探索未知的代谢变化，还是定量分析关键代谢通路，不同类型的代谢组学都有其独特价值。在科研实践中，选择合适的代谢组学类型与分析策略，是获取高质量结果的关键一步。百泰派克生物科技致力于成为您科研路上的可靠伙伴——以高精度质谱平台和专业生信团队，助力每一次代谢发现。

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