【文献学习笔记-附生词及经典语句】代谢组学:超越生物标志物并走向机制(二)----代谢组学研究当前面临的挑战

  • 2019-12-05 20:20:46
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上一期书生已经给大家分享了代谢组学:超越生物标志物并走向机制(一)的学习笔记,接下来给大家分享本综述第二部分学习笔记:代谢组学研究当前面临的挑战

 

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文章信息:


Johnson C H, Ivanisevic J, Siuzdak G. Metabolomics: beyond biomarkers and towards mechanisms[J]. Nature reviews Molecular cell biology, 2016, 17(7): 451-459.

名:Nature reviews Molecular cell biology 发表时间:2016.07 IF43。35

 

 


词汇:



Evolve v。:(使)逐渐形成,逐步发展,逐渐演变,进化,进化形成

Validation  n.:生效;批准;验证;确认;证实;核实

Phenotype adj。/n。:表型(的),表现型(的)(基因和环境作用的结合而形成的一组生物特征)

Hurdles n.:(供人或马在赛跑中跨越的)栏架,跨栏,跨栏赛,难关,障碍v.:(奔跑中)跳越(某物),参加跨栏赛

In addition,…… 除此之外

Fluctuations n.:波动,涨落,起伏

Aberrant condition 异常情况

Stable isotope-assisted analysis 稳定同位素分析

 

 


 

经典句子:


This is the case especially when examining a multifaceted disease such as cancer.

尤其是在检查癌症等各种疾病时更是如此。


There are a number of methods that can be applied before and after analysis to overcome some of the biological variation associated with human studies.

有许多方法可以在分析的前后应用,以此解决一些与人类相关研究的生物变异。


Advances in data processing, statistical analysis and metabolite characterization have enabled the identification of more metabolites that are associated with a particular phenotype than was ever previously achievable。

句子主干:Advances have enabled the identification。

数据处理、统计分析和代谢物表征技术的发展使更多与特定表型相关的代谢物的鉴定成为可能,这是以前无法实现的。

 

 

 


 文献翻译:


在过去的几年里,克服了最初分析问题的挑战,代谢组学研究有了长足的发展。但人类代谢产物的鉴定和代谢产物的验证仍然存在一个重大的挑战。然而,最当前最重要的挑战是开发工作流程,以赋予代谢物生物学意义,并朝着明确疾病机制的方向发展。

 

 

代谢物鉴定与验证

 

 

代谢组学最初研究焦点是发现生物标记物,用以识别与各种疾病和环境暴露相关的代谢产物。例如,分别作为心血管疾病(CVD)和电离辐射照射的标志物等离子体三甲胺氮氧化物(TMAO)和尿牛磺酸的鉴定。为了使代谢物与表型相关,需要解决的两大障碍是代谢物鉴定和生物标记物验证。在任何给定的非靶向代谢组学实验中,只有一个子集所有代谢特征的出现才可以被阳性识别。这是依赖于新型生信分析工具(见下文,以及专栏2和补充信息S1的出现,代谢物数据库扩大和发展(见专栏2和补充信息S1)和合成以前无法获得的标准化合物,以鉴定代谢物(这些标准要么是新化合物,要么以前没有同位素标记形式)。

生物标记物的验证具有挑战性,因为对照和异常条件下代谢物浓度的细微差异难以测量,而且缺乏代谢组学实验的后续针对性研究专栏1)。这些后续实验应在额外的生物样本中进行,以验证代谢产物随表型的变化。此外,生物标记物验证面临的最大挑战之一是克服由于遗传因素和环境暴露的差异而导致的个体间代谢物变异。这些影响导致群体研究中的代谢反应显著不同,使得与特定条件相关的代谢产物难以确定,并最终难以提供临床生物标记物。尤其是在检查癌症等多方面疾病时更是如此。有许多方法可以在分析前后应用,以此解决一些与人类相关研究的生物变异。研究中,核实的实验设计统计能力使用不同分层人群患者问卷,以及回归模型,可以提取重要的代谢物。这些方法可以从分析中去除混淆的样本,有助于简化数据,排除其他影响以识别与生物刺激相关的代谢物。此外,使用适当的代谢物正常化策略,如分析代谢物比率或尿肌酐正常化研究,可能会对研究有帮助。开发相关数据库来收集代谢物浓度正常范围内,由于饮食、年龄、性别、昼夜节律和运动等等导致样本间变异性的常见因素引起的的波动数据也将是对研究有益的。事实上,一些包含特定代谢物浓度范围信息的数据库,例如涉及人类生物流体-人体代谢组数据库the Human Metabolome DatabaseHMDB)以及涉及膳食成分FooDB

 

 

代谢物的功能分析

 

 

代谢组学研究者在任何研究中面临的最大挑战或许就是将已鉴定的代谢物与其生物学作用联系起来,这是超越生物标志物走向机制的必要步骤。从人类群体研究中获得的生物标记物可以为发现疾病和代谢途径之间的联系提供一个起点,如前所述,可以利用体外实验和动物基础研究进行进一步的机制研究。此外,来源患者的原代细胞系和异种移植可以为寻找相关数据提供更可靠的模型,因为这样的样本可能控制遗传和环境影响。

然而,要评估一种或几种代谢物的生物学作用(代谢特征),首先必须确定它们在代谢途径中的功能及其相互联系,再进一步,还要确定哪些代谢途径受到异常条件的干扰。只有这样的多层次分析才能全面了解与特定代谢物相关的系统生物学变化,并有可能进一步指导的机制研究。确定代谢途径中代谢物的相互作用特别具有挑战性。代谢通路图目前包括约2000种代谢物;然而,与代谢物数据库相似,它们有些不完整,因为一些代谢物尚未被表征。经常会发现分子,加入到已知的代谢物中。从同一样本获得的代谢组学和其他组学数据(见下文)的多层次方法,可以调查疾病的全系统变化,并进一步研究代谢途径相互作用以及疾病发展进展的机制。此外,新的实验方法,如稳定同位素辅助分析(见下文),可以根据时间跟踪代谢产物在途径中的利用。


本次学习分享就到这里,有兴趣的可以关注下次分享呦~

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