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HM700代谢组
产品介绍
HM700代谢组通过液相色谱串联质谱（LC-MS/MS）技术对代谢物进行高通量的靶向代谢组学检测分析，可以同时检测700个代谢物，每个代谢物均使用标准曲线进行绝对定量，并进行了方法学考察验证。覆盖各类重要的代谢物和核心代谢通路，可以充分反映代谢表型，其中~400多个代谢物为肠道菌群相关代谢物。
表1 HM700代谢组检测物质类别
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代谢物类别 |
数量 |
代表性物质 |
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氨基酸和肽类 |
∽125 |
亮氨酸、色氨酸、谷氨酰胺、γ-氨基丁酸等 |
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脂肪酸 |
∽110 |
月桂酸、亚麻酸、丙酸、丁酸、花生四烯酸等 |
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有机酸及其衍生物 |
∽63 |
乳酸、苹果酸、柠檬酸、α-酮戊二酸等 |
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胆汁酸 |
∽99 |
胆酸、熊胆酸、鼠胆酸、鹅去氧胆酸等 |
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碳水化合物 |
∽51 |
6-磷酸葡萄糖、鼠李糖、果糖-6-磷酸、核糖酸等 |
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苯环型化合物 |
∽69 |
对羟基苯乙酸、马尿酸、扁桃酸、高香草酸等 |
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肉碱 |
∽23 |
肉碱、L-乙酰肉碱、异戊酰肉碱、亚油酰基肉碱等 |
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吲哚及其衍生物 |
∽24 |
吲哚乙酸、3-吲哚丙酸、褪黑素等 |
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核苷类化合物 |
∽19 |
鸟苷、肌苷、尿苷、黄嘌呤核苷等 |
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有机杂环类 |
∽25 |
咖啡因、色醇、烟碱、去氢抗坏血酸等 |
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苯丙烷和聚酮化合物 |
∽35 |
香叶木素、肉桂酸、白藜芦醇、柚皮素、表儿茶素等 |
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有机氧化合物 |
∽10 |
香草乙酮、金鸡纳酸、泛酸、肌醇等 |
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其他 |
∽47 |
视网醛、双氢青蒿素、维生素E等 |
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合计 |
700 |
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产品应用
1. 临床疾病研究：生物标志物、疾病机制、药物靶点等
2. 生物医药研究：药物作用机制、药效评价、药物开发等
3. 表型与生理功能研究：生理机制、分子分型、营养运动与健康等
4. 肠道菌群研究：生物标志物、生理病理机制、宿主-肠道菌群共代谢等
技术路线
技术参数
1. 仪器平台
LC-MS/MS：Waters ACQUITY UPLC，SCIEX QTRAP 6500+
2. 分析软件
自主研发的代谢组学软件包metaX[1]
项目执行周期
30-60个自然日
参考文献
[1] Wen, Bo, et al. "metaX: a flexible and comprehensive software for processing metabolomics data." BMC bioinformatics 18.1 (2017): 183.
案例一：小鼠早期胚胎发育过程中的代谢重塑[1]
研究设计：
为了了解胚胎着床前发育过程中的动态代谢重塑，使用质谱(MS)为基础的代谢组学直接测量胚胎中的代谢物丰度。首先建立一种利用少量细胞检测代谢物的靶向代谢组学方法，该方法纳入了256种常见和重要代谢途径（如能量代谢、碳水化合物代谢、氨基酸代谢和核苷酸代谢）的代谢产物，可以利用少量细胞检测代谢物。然后收集了100个双细胞期胚胎和100个囊胚期(BC)胚胎，它们代表合子基因组激活时的全能状态和ES细胞可衍生时的多能状态，并应用上述建立的靶向代谢组学方法进行检测，每个具有3个生物学重复。并将代谢组数据与3000个代谢相关基因的转录组、染色质状态和单细胞谱数据结合，并进行代谢网络分析。
研究结果：
1、代谢产物集富集分析表明，“TCA”是囊胚胚胎中富集最多的代谢产物集，“蛋氨酸代谢产物”、“亚精胺和精胺生物合成”和“烟酸和烟酰胺代谢”是双细胞胚胎中富集最多的代谢产物集，揭示了TCA循环和嘌呤代谢途径的动态代谢特征 ，以及双细胞胚胎中与氧化还原状态相关的单碳代谢以及多胺/GSH/烟酰胺途径。
2、双细胞胚胎对氧化还原酶相关的“GSH代谢”基因的缺失更敏感，而囊胚对“氧化磷酸化”基因的缺失更敏感，胚胎代谢组学分析揭示了双细胞和囊胚独特的代谢特征。
3、综合转录组学和代谢组学分析表明,虽然双细胞胚胎更倾向于蛋氨酸、多胺和谷胱甘肽代谢，并保持在一个更还原的状态，但囊胚胚胎具有与TCA循环相关的更高代谢产物，并呈现出更多的氧化状态。
4、α-酮戊二酸(α-KG)与其依赖的双氧酶竞争抑制剂L-2-羟戊二酸(L-2-HG)之间存在相互关系，双细胞胚胎和单细胞合子显示较高的L-2-HG，而囊胚显示较高的α-KG，L-2-HG积累阻碍了受精后整体组蛋白甲基化标记的清除，阻碍了表观遗传重塑过程并影响胚胎发育。
图1 双细胞胚胎和囊胚之间代谢物变化火山图
案例二：可解释机器学习框架揭示2型糖尿病的肠道菌群特征[2]
研究设计：
使用16S rRNA测序（粪便样本）、宏基因组测序（粪便样本）、高通量靶向代谢组学（血清样本）、可解释机器学习框架、统计分析、粪菌移植等技术方法，对一个发现队列（n=1,832，包括270例2型糖尿病患者）和两个验证队列（队列1：n=203，包括48例2型糖尿病患者；队列2：n=7,009，包括608例2型糖尿病患者）进行研究。
研究结果：
确定了可能调节T2D相关菌群特征的潜在调节因子，深入了解T2D相关肠道菌群在宿主代谢中的作用。揭示了一组与2型糖尿病风险和未来血糖升高相关的肠道菌群核心特征，可作为T2D的诊断、治疗靶点，或饮食和生活方式的干预靶点。
图2 选定的影响2型糖尿病的宿主特征
参考文献
[1] Zhao J, et al. Metabolic remodelling during early mouse embryo development. Nat Metab. 2021 Oct;3(10):1372-1384.
[2] Gou, Wanglong, et al. Interpretable machine learning framework reveals robust gut microbiome features associated with type 2 diabetes. Diabetes Care. 2021 Feb;44(2):358-366.
典型结果展示
1. 重复数要求
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样本类型 |
重复次数要求 |
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植物、微生物、细胞样本 |
≥
6个 |
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动物样本 |
≥
10个 |
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临床样本 |
≥
30个 |
每组样本的生物学重复次数要求如下，重复次数越多越好。
2. 送样量要求
样品类型 | 建议送样量（每例） |
血清、血浆 | ≥ 100 μL |
动物或临床组织、粪便、肠道内容物、微生物菌体 | ≥ 50 mg |
细胞（需每份样本细胞数目保持一样） | ≥ 107 个 |
尿液 | ≥200 μL |
培养液、发酵液 | ≥ 500 μL |
母乳、牛奶 | ≥100 μL |
Q1：不同批次实验检测的HM700代谢组数据可以一起分析吗？
A1：需要一起进行比较分析的样本，需要同时执行，一起进行样本制备，一起上机检测。分批次实验检测的话，需要对不同批次上机的样本进行整体质量控制，需要进行多批次数据的校正，说明各批次之间的数据具有可比性。华大暂不提供多批次实验检测数据的质控和校正服务。
Q2：非靶向代谢组学检测不到的代谢物，HM700代谢组可以检测到吗？
A2：非靶向代谢组学检测不到的代谢物，HM700代谢组是可能能检测到的。HM700代谢组是靶向代谢组学技术，检测更有针对性，灵敏度更高，对于目标代谢物、低含量代谢物的检出能力更强。
