“基因組學和蛋白質組學告訴你什么可能發生，而代謝組學則告訴你什么確實發生了”—Bill Lasley，UC Davis

非靶標代謝組學

技術流程

• 采樣
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• 代謝物的提取
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• 上機檢測（GC-MS、LC-MS、NMR）
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• 數據預處理（信息峰提取、識別）
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• 多元變量統計分析（PCA、PLS-DA、OPLS-DA）
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• 深度數據挖掘（代謝通路分析，關聯分析）

數據分析內容

基本數據分析

高級數據分析

應用領域

差異代謝物尋找篩選、疾病發病機制研究、藥物治療機制研究。

靶標代謝組學

技術流程

• 規范取樣
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• 樣品凍干
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• 樣品提取
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• 上機跑樣檢測
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• 下機數據分析

應用領域

驗證由發現代謝組學實驗提出的假說
進行基于假說的探索性實驗（通常根據最新的解釋），針對特定代謝物，研究代謝模型

組學研究整體框架

技術流程

案例分析

案例一：蛋白質組+轉錄組

參考文獻：Cabezas-Wallscheid N ,Klimmeck D, et al. Identification of Regulatory Networks in HSCs and Their Immediate Progeny via Integrated Proteome, Transcriptome, and DNA Methylome Analysis[J]. Cell Stem Cell , 2014 , 15 (4) :507-22
文章內容：文章針對造血干細胞（hematopoietic stem cells，HSCs)及四種多能祖細胞群（multipotent progenitor，MPP）的定量蛋白質組、轉錄組及甲基化分析數據進行了整合分析。從鑒定到的27000余條轉錄本，6000余個蛋白和15000余段差異甲基化區域（differentially methylated regions，DMRs）中，分析出與早期分化相關的協同作用的分子變化。文章數據揭示出493種轉錄因子的轉錄本與628條lncRNA的差異表達圖譜，并找出了HSCs中重點的特異表達群。同時還發現了在HSCs分化過程中的起關鍵作用的轉錄本亞型動態調控模式，以及與MPP2細胞多能性相關的細胞周期/DNA修復特征。文章在造血層級系統的頂層提供了一個綜合的全基因組的分析資料，便于探討涉及分子、細胞、表觀遺傳的機制調控。

案例二：轉錄組+蛋白質組+代謝組

參考文獻： Quirós PM , Prado MA, et al. Multi-omics analysis identifies ATF4 as a key regulator of the mitochondrial stress response in mammals[J]. Journal of Cell Biology , 2017 , 216 (7) :2027
文章內容：通過分析四種線粒體應激處理后細胞轉錄組、蛋白質組和代謝組的變化，發現ATF4基因是線粒體應激調控的關鍵基因。