精准解析生命活动:云准实验室全代谢组学方案深度解读

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代谢是生命活动的核心体现,涵盖了体内所有化学反应过程。代谢产物是细胞功能状态最直接的反映,代表着基因、转录和蛋白表达最终的生理结果。与基因组、转录组和蛋白质 组不同,代谢组紧密贴合生物表型,对环境变化响应迅速,因此被认为是最贴近疾病状态的 组学层级。
全代谢组学(Global Metabolomics)作为一门以“全谱覆盖”为目标的新兴学科,致力于在不设预定义靶标的前提下,全面分析生物样本中所有内源性和外源性代谢物的种类、含量及变化趋势。随着质谱和核磁共振等技术的发展, 全代谢组学在疾病早筛、生物标志物发现、药物反应预测、营养干预、环境暴露监测等领域展现出广阔的应用前景。
然而,与基因芯片或高通量测序技术在基因组学中的普及相比,当前全代谢组学仍面临 关键技术瓶颈:代谢物种类繁多、物化性质差异大, 尚无统一标准化的分析平台和数据库可实现全谱高通量检测。此外, 数据解析复杂、注释率低、代谢通路知识不完备, 也限制了其从基础研究快速转化到临床应用的进程。
全代谢组学正处于从技术积累向大规模应用跃升的关键阶段,亟需新一代高分辨、广覆 盖、标准化的检测平台, 以及跨组学整合与人工智能辅助的分析方法,推动其在精准医学中的实际落地。
 
 
 
 

 

 
基于 LC-MS 的代谢组学
 

 

代谢组学(Metabolomics)定义为生物系统对病理刺激或基因修饰后的动态多参数代谢反应的定性或定量测量。基于液相色谱-质谱联用技术(LC-MS)的代谢组学,具备高灵敏度、高分辨率和高通量的优势,已成为研究代谢通路、筛选生物标志物、解析疾病机制的重要技术平台。它可以用于对血液、尿液、组织、细胞等多种样本中的小分子代谢物进行系统分析, 全面描绘生物体 的代谢状态。

LC-MS 代谢组学既可以开展不设定分析靶标的非靶向研究,也可以在明确代谢物种类的前提下进行靶向定量检测,为基础科研与临床转化提供重要支撑,广泛应用于肿瘤、代谢性 疾病、神经退行性疾病、营养研究和药物开发等领域。

 
 
技术原理
 

 

LC-MS 代谢组学通过液相色谱对复杂样本中的小分子代谢物进行高效分离,随后使用质谱对其进行精确检测与分析。在非靶向模式下, 可在全代谢范围内进行特征提取和代谢物筛查,揭示未知机制和代谢变化;在靶向模式下,则通过标准品精确定量目标代谢物。无论是哪种模式,LC-MS 代谢组学都能提供高通量、高覆盖率的代谢信息, 是连接基因组、蛋白质组与表型的重要桥梁。

 
 
全代谢组学检测服务优势
 

 

1、“三级代谢组”系统分析架构,全面解析生命过程

2、检测稳定

3、全面的专有代谢物数据库

自有数据库发表在生物信息学顶级期刊

整合 HMDB,KEGG,MassBank 与 METLIN 四大代谢物数据库

4、AI 算法赋能,提高代谢物注释效率与准确性

· 自主研发AI代谢物识别算法(发表在生物信息学顶级期刊),整合机器学习与模式识别技术,显著提升复杂样本中代谢物的识别率与注释准确率;

· 基于整合四大数据库构建的 AI 知识图谱,精准匹配碎片信息;

· 有效应对同分异构体判定、信号干扰、背景噪声等传统瓶颈问题,尤其适用于临床多中心样本与复杂疾病模型;

· 可鉴定 10000+种代谢物;

· 7000+人类疾病生理重要功能代谢物;

全面覆盖机酸及其衍生物、生物碱及其衍生物、苯类化合物、脂质和脂质样分子、混合金属/非金属化合物、核苷、核苷酸及其类似物、有机氮化合物、有机氧化合物、有机磷化合物、有机硫化合物、有机杂环化合物、苯丙素类和聚酮类等多个类别。

5、个性化服务

 

 
服务内容
 

 

 

 
送样要求
 

 

 
 
数据分析
 

 

在提交数据、报告的同时,云准实验室将会同时提交一份质量控制报告

 

 
应用领域
 

 

1、研究领域

2、主要疾病

全代谢组学技术在主要疾病领域的应用

慢病领域

心血管疾病

代谢紊乱是心血管疾病的重要发病机制之一。全代谢组学可用于发现与动脉粥样硬化、心力衰竭、高血压、冠心病等相关的代谢标志物,辅助早期筛查与风险预测。

糖尿病及代谢综合征

通过对葡萄糖代谢、脂质代谢、支链氨基酸代谢等关键路径的系统性分析,全代谢组学可用于识别糖尿病前期、2型糖尿病及其并发症的代谢特征,同时也广泛应用于肥胖和胰岛 素抵抗机制研究。

肿瘤与代谢治疗

肿瘤细胞代谢重编程是癌症发展的关键特征之一。全代谢组学可识别癌细胞特异代谢产物,如乳酸、2-羟基戊二酸等,有助于靶向代谢治疗的开发和伴随诊断。

神经系统疾病

在阿尔茨海默病、帕金森病、多发性硬化等疾病中,全代谢组学可揭示脑组织和体液中脂质代谢、谷氨酸代谢、能量代谢的异常,为早期诊断和分型研究提供依据。

呼吸系统疾病

如哮喘、慢性阻塞性肺疾病 (COPD)  等疾病中,代谢组学研究已发现与气道炎症、氧化应激、脂类代谢相关的特征代谢物,为病理机制解析和药物反应预测提供线索。

感染领域

病毒和细菌感染

全代谢组学可用于监测宿主在感染病毒(如 SARS-CoV-2 、HBV 、HCV 、HIV)或细菌(如结 核分枝杆菌、金黄色葡萄球菌)过程中的代谢应答变化,有助于感染早筛、疗效评估与重 症预测。

炎症性肝病

在非酒精性脂肪性肝炎(NASH)、病毒性肝炎及肝纤维化等疾病中,全代谢组学可揭示肝脏脂质、胆汁酸、氨基酸等代谢异常,指导诊断分型和疗效监测。

真菌和寄生虫感染

全代谢组学已逐步应用于疟疾、利什曼病、念珠菌感染等少见病原体相关研究,辅助发现特异性代谢通路与宿主-病原体互作机制。

罕见病

在遗传代谢病、线粒体病、脂代谢异常等罕见病中,全代谢组学可以快速发现异常代谢物积累或缺失,辅助早期筛查、病因定位及疗效跟踪。

自身免疫疾病

如系统性红斑狼疮(SLE)、类风湿性关节炎、炎症性肠病(IBD)、干燥综合征等,全代谢 组学可揭示免疫代谢紊乱与炎症相关代谢通路,提供潜在标志物和治疗靶点。

精神心理疾病

在抑郁症、焦虑症、自闭症谱系障碍等精神类疾病中,代谢组学可用于探索神经递质代谢、肠-脑轴代谢物及氧化应激指标的变化,揭示其生物学基础并辅助精准干预。

生殖与妇儿疾病

代谢组技术已应用于多囊卵巢综合征(PCOS)、妊娠期高血压、先兆子痫、不孕不育等领域,帮助识别与卵泡发育、胚胎种植、妊娠结局等相关的关键代谢因子。

 
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云准科技

 

云准医药科技(上海)有限公司是一家专注于提供单细胞多组学、空间多组学和SomaScan蛋白质组学科研服务的公司。

围绕疾病生物学研究、药物研发、新型诊断技术开发等生物医学领域和公共卫生等全民健康领域,云准实验室已经与众多客户产生合作。

合作方向涉及肿瘤、免疫、慢病、罕见病等诸多方向以及公共卫生等全民健康领域。涉及疾病机理机制研究和分子分型、生物标记物发现、药物新靶点发现、药物机理机制研究、临床前和临床研究以及临床检测等细分领域。

一直以来,质量意识和技术创新都是云准实验室的立身之本。

未来,云准将以创新为驱动,继续对产品进行深度整合与开发,推动慢病诊疗、罕见病研究、肿瘤免疫治疗、病理诊断技术以及药物研发领域的突破性发展,必将为这些领域带来革命性变化。

 

单细胞+空间多组学技术服务

单细胞原位空间蛋白组表型分析服务 | 空间转录组整体解决方案服务 | PhenoImager多色荧光免疫成像技术服务 | 单细胞多组学解决方案 | 流式细胞分选技术服务 | 激光显微切割服务

 

显微成像扫片服务

活细胞成像及玻片扫描服务 | Marianas LightSheet 成像技术服务 | CTLS 组织透明化成像服务

 

基因测序服务

全外显子测序服务 | MassARRAY 核酸质谱基因分型检测 | 肿瘤分子诊断服务

 

高通量蛋白组学服务

SomaLogic新一代高通量蛋白组学检测服务

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