代谢组学技术在毒理学研究中的应用王骋I，高占清2(1•哈尔滨医科大学中国疾病预防控制中心地方病控制中心，哈尔滨1500"；2.中国人民解放军211医院血液内分泌科)摘要：代谢组学是新近发展起来的对细胞或生物在特定生理时期内所冇低相对分子质量代谢产物进行定性和定量分析的新技术，通过利用核磁共振和质谱对毒物干预后机体的病理和生理变化导致的代谢产物改变进行分析和探索，进而明确其毒性作用机制。本文简要综述了代谢组学技术、毒物作用生物标志物的寻找、毒理学机制研究、新药筛选及药物临床前丈全性评价、食品安全性评价，并对代谢纽学在毒理学研究中需要注意的问题进行了探讨。关键词：代谢组学；毒理学；生物标志物；代谢途径中图分类号：RHApplicationsofmetabonomicsintoxicologyWangChengi,GaoZhanqing?(1.CenterforEndemicDiseaseControl,ChineseCenterforDiseaseControlandPrevention,HarbinMedicalUniversity,Harbin150081;2.DepartmentofBloodEndocrinology,211stHoespitalofPeople'sLiberationArmy)Abstract:Metabonomicsisanewlydevelopedtechnologyforqualitativeandquantitativeanalysisonalllowmolecularweightmetabolitesincellsororganismsinaparticularphysiologicalperiod.Throughtheanalysisandexplorationonchangesinmetabolitesfromtheinterventionofpoisononthebody'sphysiologicalandpathologicalchangesusingnuclearmagneticresonanceandmassspectrometry,themechanismoftoxicitycanbeidentified.Thisarticlebrieflyreviewedthemetabonomicstechnology,theexplorationofbiomarkers,toxicologicalmechanisms,drugscreeningandpre-clinicalsafetyevaluationondrug,foodsafetyevaluation,andissuesneededtobepaidattentionintoxicologystudiesusingmetabonomics.Keywords:Metabonomics;toxicology;biomarkcr;metabolicpathway0引言代谢组学(metabonomics)是继基因组学和蛋白质组学Z后新近发展起来的一门学科，是指对机体因环境因素刺激，病理生理扰动或遗传修饰等引起的多种代谢指标动态变化的系统性定量检测⑴。目前，代谢组学已经被应用于毒理学［2-8］、植物学［9.0、药理学⑴胸、遗传学［13,］、营养学「5十］等领域。其中，毒理学是受影响较大的一个分支。代谢组学应用于毒理学领域，乂称毒理代谢组学(Toxicologicalmetabonomics)。从毒理学角度来讲，关注的重点问题是因外来化合物侵入而导致的机体受损(作川杷器官、损伤程度)和山此产生的病理生理状态改变以及生化机制。代谢纽学Z所以能在毒理学领域发挥巨大的作用，是因为毒物干预后机体的病理生理改变可以在代谢过程中全面的表现出来。最终体现在流经靶组织的血浆成分及通过血液循环传递到其他体液中内源性代谢产物的改变，利用代谢组学技术，通过测定体液组成的变化，可以全血的观测到毒物干预所引起的机体病理生理状态的改变，探讨毒物与机体作用的方式、强弱及机制等全方面的信息。代谢组学技术的发展为毒理学的发展提供了新的机遇与挑战，显示了令人鼓舞的应用前景。基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金资助课题(20102307120025)；中国博士后科学基金资助项目(20100471017)作者简介:王骋,(1974-),男,副研究员,主要研究方向：硼毒性作用机制代谢组学研究。E-mail:wangchcnghlj@163.com1代谢组学技术简介代谢组学概念是英国伦敦大学帝国理工学院的Nicholso等⑴于1999年正式提出。代谢组学是应用现代分析方法对某一生物或细胞在特定生理时期内所冇低相对分子质量代谢产物同时进行定性和定量分析，以组郡指标分析为基础，以高通量检测和数据处理为于-段，以信息建模与系统整合为目标的系统生物学的一个分支，力求探究分子水平的代谢模式变化与各种生命现象的关系。即利用核磁共振、色谱一质谱联用仪（如gaschromatographymassspectrometry,GC-MS；或liquidchromatographymassspectrometry1,LC-MS）对于体液或纟fl织提取液（通常为尿液或血液）中小分子的代谢产物（通常低于lOOODa）进行检测，再利用模式识别技术（生物统计学方法），如主成分分析、层次聚类分析及偏最小二乘法■判别分析...