从经典案例看转录组+代谢组在疾病研究中的思路

近年来，随着高通量测序技术和质谱技术的飞速发展，转录组+代谢组联合分析已成为揭示疾病分子机制和挖掘临床诊疗靶点的重要工具，为临床研究提供了全新的视角。疾病的发病机理及病程发展极其复杂，基因突变、基因表达水平的变化、代谢的改变等诸多因素都在影响着生命体特征的改变。单一组学的数据难以系统多方面地解析复杂生理过程的调控机制，也很难发出高分文章了。多组学联合分析，不仅可以相互验证，减少单一组学分析的局限性和假阳性，而且可以系统全面地解析分子功能和调控机制。转录组从基因RNA表达水平揭示调控网络，代谢组则直接反映生物体内代谢产物的变化，转录组+代谢组联合分析可筛选出和疾病变化相关的潜在关键基因、代谢物和代谢通路，从而更好地挖掘疾病的转录调控机制。

01研究思路

转录组+代谢组在疾病研究中的思路，首先是构建模型材料或直接收集相关样本，然后分别进行转录组和代谢组检测，接下来将2个组学进行关联分析，利用基因和代谢物的表达水平、富集通路等信息，筛选共同变化的基因、代谢物及代谢通路，从而解析疾病的转录调控机制。最后还可结合一些分子实验进一步验证疾病的转录调控机制。详细如下：

图1 转录组+代谢组在疾病研究中的思路。

1、收集样本

根据研究目的选择相应的样本，如疾病患者和健康对照组的组织、血清、血浆、细胞、体液等。有些研究样本无法直接获得，则需要构建模型材料，如治疗组样本。

2、转录组分析

提取样品中的RNA，并通过高通量测序技术，对样本中的RNA进行鉴定和定量，结合PCA、差异基因筛选、KEGG富集等生信分析，可寻找与病变相关的基因及代谢通路。

3、代谢组检测

提取样本中的代谢产物，并通过色谱、质谱分析，对样本中的代谢物进行定性和定量，结合PCA、差异代谢物筛选、KEGG富集等生信分析，可寻找与病变相关的代谢物及代谢通路。

4、联合分析