代謝組學/應用/營養/動物模型
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- 動物模型是希望更多瞭解代謝疾病的研究人員的重要工具。在許多情況下，無法從患有代謝疾病的活體患者身上收集資料，因為這有時需要器官解剖或其他高度侵入性手術。可以對模型動物進行改造，使其表達疾病表型，並且可以對它們進行安樂死以收集資料。情況尤其是在以下兩篇關於萊施-尼漢氏症和小鼠戈謝病模型的文章中。
- 在下面關於萊施-尼漢氏症小鼠模型的文章中，這種嚴重且有時致命的神經遺傳疾病的小鼠模型缺乏一種特定酶，該酶會影響腦中的嘌呤代謝。為了收集資料，研究人員移除、解剖和純化腦組織，以便分離純化的酶並量化嘌呤含量。
- 在下面關於戈謝病小鼠模型的文章中，研究人員設計了兩種不同的模型小鼠。這些小鼠缺乏一種能夠分解腦部有害產物的酶。第一種模型在所有腦組織中表達這種缺陷，而第二種模型在小膠質細胞（一種特定腦組織）中表達正常，以便確定該組織在該疾病的病理生理學中起什麼作用。研究人員再次需要移除小鼠的腦部進行研究。
- 本文介紹的第三篇文章是關於苯丙酮尿症的小鼠模型，研究人員創造了模型小鼠，以研究膳食中苯丙氨酸的影響。雖然這不像移除腦部那麼劇烈，但使用人類受試者進行這種研究仍然是不可能的。
- 關於代謝綜合徵的網站概述具有類似的主題。該網站討論了代謝綜合徵的動物模型的用途。研究人員可以設計許多不同的飲食，這些飲食包含不同的食物和成分，以確定代謝綜合徵的不同膳食原因。
- 需要代謝疾病的動物模型的另一個原因是用於治療的初步測試。第一個和第三個網站概述討論了動物模型在這種情況下是否有用。
- 第一個網站概述討論了使用模型動物研究藥物的組織特異性效應。利用動物模型，研究人員可以確定哪些組織可能因使用藥物而受損或得到幫助。動物藥物試驗是人類臨床試驗的重要先驅。
- 本頁上的第三個網站概述討論了使用動物模型的時間和成本效益。許多時候，當體外結果不能轉化為人類試驗時，代謝疾病藥物發現會倒退。在藥物發現和開發的早期階段使用動物模型可以防止時間、精力和金錢的浪費。
- Jinnah H. A. 等人。萊施-尼漢氏症遺傳小鼠模型中的腦嘌呤。J. Neurochem. 60, 2036-2045 (1993)。
- 研究人員已經建立了用於神經遺傳疾病萊希-尼漢綜合徵的小鼠模型。該小鼠模型缺乏次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉移酶 (HPRT) 酶。研究人員正在研究這些 HPRT 缺陷小鼠大腦中的嘌呤濃度和代謝。
- 嘌呤
- 一種雜環芳香族有機化合物，由一個嘧啶環與一個咪唑環稠合而成。嘌呤是自然界中最廣泛分佈的含氮雜環類化合物。
- 次黃嘌呤
- 一種天然存在的嘌呤衍生物，偶爾作為核酸的組成部分被發現，它以其核苷肌苷的形式存在於tRNA的反密碼子中。也稱為6-羥基嘌呤。
- 鳥嘌呤
- DNA和RNA中發現的五種主要核鹼基之一。
- 神經遺傳
- 遺傳學在神經系統發育中的作用。
- 缺失突變
- 一種基因突變，其中染色體的一部分或DNA序列缺失。
- 抗血清
- 含有多克隆抗體的血清。
- 多巴胺
- 一種神經遞質，存在於各種各樣的動物中，包括脊椎動物和無脊椎動物。
- 萊希-尼漢氏病是一種人類神經遺傳疾病，會導致許多神經行為異常，包括不自主或異常運動、攻擊性和自傷行為。該疾病是由次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉移酶 (HPRT) 酶缺乏引起的，該酶參與中樞神經系統嘌呤的代謝。HPRT 回收遊離嘌呤，使細胞無需不斷製造新的供應。
嘌呤結構
- 為了更好地理解 HPRT 酶缺乏如何影響大腦中的嘌呤水平，本研究的研究人員使用了一種 HPRT 基因缺失突變的小鼠模型。該小鼠模型已被證明可以產生不可檢測水平的 HPRT 酶或 mRNA 轉錄本。儘管模型小鼠缺少功能性 HPRT 酶，但它們並沒有表現出人類萊希-尼漢患者可觀察到的神經行為異常。然而，這些小鼠仍然為研究 HPRT 缺陷大腦中的嘌呤再利用提供了可靠的模型。
- 研究人員進行了一系列不同的實驗來分離模型小鼠和對照小鼠中的 HPRT 蛋白，並分析其大腦中的嘌呤含量。取出 HPRT 陽性小鼠的大腦並進行勻漿，然後進行一系列處理以分離純 HPRT。純化的 HPRT 製劑在 SDS-PAGE 凝膠上產生了大約 24 kDa 的單一主要條帶。使用純化的 HPRT 透過蛋白質印跡法測試多克隆兔抗 HPRT 抗血清。抗 HPRT 抗血清成功地標記了相同的 24 kDa 條帶，表明它有效地結合了小鼠 HPRT 蛋白。使用相同的純化技術對 HPRT 陰性小鼠的大腦進行分析，蛋白質印跡分析顯示抗 HPRT 抗血清沒有結合，這證實了小鼠模型實際上並沒有產生 HPRT 酶。HPRT 陰性小鼠粗蛋白提取物中的 HPRT 水平也低於可檢測限。
HPRT 代謝
- 在確認萊希-尼漢模型小鼠確實缺乏 HPRT 酶後，研究人員檢查了這些 HPRT 陰性小鼠與 HPRT 陽性對照組相比的大腦嘌呤含量。首先，推斷出 HPRT 陽性對照小鼠八個不同大腦區域的嘌呤水平，表明小鼠大腦不同部位的嘌呤濃度存在明顯差異。接下來，研究人員觀察了 HPRT 陽性和陰性小鼠的全腦組織中的嘌呤水平。他們發現對照組和小鼠模型之間幾種不同嘌呤的濃度沒有統計學上的顯著差異。然後比較了 HPRT 陽性和陰性小鼠之間不同大腦區域的嘌呤水平。同樣，大腦的不同區域在對照組和小鼠模型之間顯示出幾乎相同的嘌呤濃度。
- 研究人員從這些發現中得出結論，嘌呤再利用可能不是維持小鼠大腦中嘌呤水平所必需的。在沒有 HPRT 的情況下，小鼠大腦可能會透過增加嘌呤的產生來補償。然而，HPRT 陰性小鼠的嘌呤代謝與對照小鼠明顯不同。當放射性標記物被摻入小鼠腦嘌呤時，HPRT 陽性小鼠在兩小時後顯示的標記嘌呤量明顯低於 HPRT 陰性小鼠。這表明缺乏 HPRT 酶的小鼠的嘌呤合成速度大大加快。
- 除了嘌呤代謝的差異外，HPRT 陰性小鼠的多巴胺水平也明顯降低。多巴胺耗竭也是人類萊希-尼漢氏病的症狀，儘管在人類中，多巴胺耗竭要嚴重得多。對於 HPRT 陰性小鼠模型的進一步研究，研究人員建議使用影響嘌呤合成速率的藥物可能有助於理解萊希-尼漢氏病的神經病理學。
- 急性神經病性戈謝病的小鼠模型。Ida Berglin Enquist, Christophe Lo Bianco, Andreas Ooka, Eva Nilsson, Jan-Eric Månsson, Mats Ehinger, Johan Richter, Roscoe O. Brady, Deniz Kirik 和 Stefan Karlsson。美國國家科學院院刊。2007 年 10 月 30 日；104(44)：17483–17488。
- 戈謝病是最常見的溶酶體貯積症。它會導致身體出現許多症狀，在嚴重的情況下會使神經系統癱瘓。本研究的研究人員已經構建了兩種不同的戈謝病小鼠模型。
- 溶酶體
- 細胞器，含有消化酶
- 葡萄糖神經醯胺
- 一種糖脂，含有脂肪酸、葡萄糖和鞘氨醇。也稱為葡萄糖腦苷脂。(http://www.answers.com/topic/glucosylceramide)
- 葡萄糖神經醯胺酶
- 水解葡萄糖神經醯胺的酶。(http://en.wikipedia.org/wiki/Glucosylceramidase)
- 神經病變（神經病性的）
- 由於周圍神經系統（PNS）神經元受損而導致的功能障礙，導致周圍神經病。(http://en.wikipedia.org/wiki/Neuronopathy)
- 小膠質細胞
- 一種膠質細胞，是中樞神經系統中第一種也是主要的主動免疫防禦形式。(http://en.wikipedia.org/wiki/Microglia).
細胞的溶酶體，由#12 說明
- 雖然在此研究之前存在可行的 1 型 GD 模型，但之前建立神經病性 GD 小鼠模型的嘗試失敗了，因為小鼠會透過皮膚流失水分。本研究的研究人員已經建立了兩種可行的神經病性 GD 小鼠模型，它們有可能導致該疾病的治療方法。
- 第一個模型稱為 K14-lnl/lnl，是透過對小鼠的 gba 基因（導致 GCase 的產生）進行突變，然後將這些小鼠與一個轉基因系雜交而產生的，該轉基因系可以防止後代因之前描述的皮膚狀況而死亡。這種模型表現出與 GD 患者相似的症狀，包括大腦、脾臟和肝臟中 Glccer 水平異常，以及內臟戈謝細胞的存在。這些小鼠在約 10 天內保持無症狀，然後迅速發展成運動功能障礙和癲癇發作，然後在 3-4 天后，進入末期癱瘓。它們大腦的顯微鏡分析顯示神經元丟失和由於脂質積累而導致的空泡增大。
- 第二個模型小鼠被設計為在其小膠質細胞中具有正常的 GCase 活性，被稱為 Nestin-flox/flox。與 K14-lnl/lnl 小鼠的 10 天相比，Nestin-flox/flox 小鼠的神經病性症狀發作時間為 2-3 周，總體進展到末期需要 7-10 天。這些結果表明，小膠質細胞內的 GCase 缺乏可能會影響疾病的發作，但不是導致神經退化的主要因素。
- 這些模型可能對未來開發針對 GD 患者的治療方法具有重要意義。結果表明，透過骨髓移植恢復小膠質細胞中的 GCase 活性可以減緩疾病進展。對小膠質細胞祖細胞過表達 GCase 的基因治療也可能是可行的選擇。
- 主要焦點段落
- 交叉反應蛋白
- 一種被證明是所討論系統的一部分的蛋白質，通常可以幫助調節目標酶或系統。
- 苯丙氨酸羥化酶
- 將苯丙氨酸轉化為酪氨酸。
- 蛋白質印跡分析
- SDS-PAGE凝膠，然後轉移到硝酸纖維素膜上，透過設計用於檢測特定蛋白質的抗體進行染色。 (http://en.wikipedia.org/wiki/Western_blot)
- 乙基亞硝基脲
- 給小鼠注射的強效誘變劑，每 700 個配子產生 1 個突變。 (http://en.wikipedia.org/wiki/Ethylnitrosourea)
- 多克隆抗體
- 源自不同 B 細胞系的抗體，為同一個抗原建立許多表位。 (http://en.wikipedia.org/wiki/Polyclonal_antibody)
- 在這項研究之前，PKU 模型是透過施用苯丙氨酸類似物來實現的，這些類似物會抑制苯丙氨酸羥化酶的活性。然而，所用抑制劑固有的副作用使得解讀此類實驗變得極其困難。這表明需要一個具有遺傳缺陷的動物模型，以便對第一個發現的代謝先天性錯誤進行適當的研究。
- 使用實驗小鼠創造了三種特定於苯丙氨酸羥化酶活性缺陷和交叉反應蛋白的突變。其中兩種具有減少的苯丙氨酸羥化酶 mRNA，並表現出未經治療的人類 PKU 的特徵。所有三種都給予了缺乏苯丙氨酸的飲食，這部分逆轉了異常。研究人員使用蛋白質分析、mRNA 分析和蛋白質印跡分析來確定哪些培育的小鼠包含所需的性狀。
- 這些小鼠的創造使得研究 PKU 背後的實際機制成為可能，並由此研究了缺乏苯丙氨酸飲食的影響。更具體地說，它創造了模型來研究母親停止飲食後對後代的影響。此外，這使得研究體細胞基因治療成為可能。
- 動物模型中的飲食組成和胰島素作用。Storlien, Len H. 等人。英國營養學雜誌 (2000) 83, 補充 1, S85-S90
- 動物模型已被證明對研究營養對胰島素作用和胰島素抵抗的影響很有用。在人類受試者中不可能進行嚴格控制的飲食干預，這使得能夠對特定宏量營養素進行控制研究，並特別關注這些營養素的亞類。
- 宏量營養素
- 人類以相對較大量需要的營養素。它們包括人類以最大量消耗的化學物質類別，並提供大量能量：碳水化合物、脂肪和蛋白質。 (http://en.wikipedia.org/wiki/Macronutrient)
- 胰島素抵抗
- 對餐後分泌的正常量胰島素產生正常的胰島素反應不足，從而導致脂肪、肌肉和肝細胞中的正常胰島素反應不足。 (http://en.wikipedia.org/wiki/Insulin_resistance)
- n-3 PUFA（omega-3 多不飽和脂肪酸）
- 一類不飽和脂肪酸，它們共有的特徵是，在 n−3 位置（從脂肪酸甲基末端算起的第三個鍵）具有最終的碳-碳雙鍵。 (http://en.wikipedia.org/wiki/Omega-3_fatty_acid)
- n-6 PUFA（omega-6 多不飽和脂肪酸）
- 一類不飽和脂肪酸，它們共有的特徵是，在 n−6 位置（從脂肪酸甲基末端算起的第六個鍵）具有最終的碳-碳雙鍵。 (http://en.wikipedia.org/wiki/Omega-6_fatty_acid)
- β 受體（腎上腺素能受體）
- 一類受體，是兒茶酚胺腎上腺素 (epinephrine) 和去甲腎上腺素 (norepinephrine) 的靶點，這些兒茶酚胺通常會引起交感神經反應 (即戰或逃反應)。 (http://en.wikipedia.org/wiki/Beta_adrenergic_receptor#.CE.B2-Adrenergic_receptors)
- 瘦素
- 一種蛋白質激素，在調節能量攝入和能量消耗 (包括食慾和代謝) 中發揮關鍵作用。 (http://en.wikipedia.org/wiki/Leptin)
- 高胰島素血癥-血糖鉗夾
- 測量胰島素抵抗的“金標準”，它測量為了補償升高的胰島素水平而不引起低血糖所需的葡萄糖量。 (http://en.wikipedia.org/wiki/Hyperinsulinaemic_Euglycaemic_Clamp#Hyperinsulinaemic_euglycaemic_clamp)
- 脫氧葡萄糖 (2-脫氧-D-葡萄糖)
- 葡萄糖分子，其中 2-羥基已被氫取代，因此無法進行進一步的糖酵解，用作組織葡萄糖利用和己糖激酶活性的標誌物。 (http://en.wikipedia.org/wiki/Deoxyglucose)
- 類花生酸
- 二十碳 n-3 或 n-6 必需脂肪酸氧化產生的訊號分子，它們對許多身體系統 (主要是在炎症或免疫中) 施加複雜控制，並作為中樞神經系統中的信使。 (http://en.wikipedia.org/wiki/Eicosanoid)
- 血糖指數
- 衡量碳水化合物對血糖水平影響的指標。較低的血糖指數表明食物中的碳水化合物吸收和消化速度較慢，這可能改善胰島素作用和血糖水平的控制。 (http://en.wikipedia.org/wiki/Glycemic_index)
- 胰島素抵抗在與代謝綜合徵相關的一組疾病的發展中起主要作用，其中 2 型非胰島素依賴型糖尿病是與胰島素抵抗最直接相關的疾病。胰島素抵抗的特點是無法正常代謝碳水化合物，並且經常導致其他宏量營養素的飲食替代，因為碳水化合物被避免。但由於蛋白質水平不容易被操縱，因此低碳水化合物飲食通常是以增加飲食脂肪為代價的。增加脂肪攝入也與肥胖相關，肥胖是代謝綜合徵疾病的另一個標誌。使用動物模型的研究可以深入瞭解宏量營養素的飲食攝入，尤其是這些營養素的特定亞類，如何影響人類的胰島素作用和整體代謝。
- 對有關飲食脂肪亞型的動物模型的不斷增長的文獻進行回顧表明，存在直接和間接 (透過誘導肥胖) 對胰島素作用和胰島素抵抗發展的影響的證據。多項研究表明飽和脂肪攝入與肥胖發展之間存在明確的聯絡，但也表明多不飽和脂肪酸 (PUFA) 對肥胖具有中性或可能是保護作用。進一步的研究表明，PUFA 在最初攝入時更容易用於能量生成，並且比飽和脂肪更容易從脂肪組織中動員。摻入細胞膜中的飽和脂肪已證明具有降低細胞代謝率和抑制受體 (例如腎上腺素能受體) 結合的傾向，而 n-6 PUFA 已證明可以增加 β 腎上腺素能受體的親和力。
- 飽和脂肪透過基因調控作用來上調參與脂質合成和脂肪細胞形成的酶，而 PUFA 導致下調。在以高飽和脂肪飲食餵食的小鼠中，發現背外側下丘腦 (“進食中心”) 的神經元刺激增加，而腹內側下丘腦 (“飽腹中心”) 的刺激減少。相比之下，以富含 PUFA 的飲食餵食的小鼠僅對飽腹中心的神經元產生刺激，並且積累的脂肪比以低脂飲食餵食的小鼠少。另一項研究發現，富含 PUFA 的飲食導致迴圈瘦素水平升高，這與肥胖無關，並且可能解釋了 PUFA 對抗肥胖的能力。
- 除了預防肥胖，還有證據表明脂肪酸在調節胰島素作用方面起著更直接的作用，其中飽和度的增加會導致胰島素結合和作用的減少。在一項研究中，結合高血糖-正常血糖鉗夾、標記葡萄糖和脫氧葡萄糖，在特定餵食方案後觀察各種組織中的胰島素作用，結果發現，高飽和脂肪和單不飽和脂肪飲食的大鼠表現出主要的胰島素抵抗，而高 n-3 PUFAs 飲食的大鼠表現出正常的胰島素抵抗。許多齧齒動物模型和人群研究試圖證明膜脂飽和度與胰島素抵抗發展之間存在聯絡，但結果並不一致。飽和脂肪還會導致胰腺胰島素過度分泌，這可能是透過高胰島素血癥的影響導致胰島素抵抗的途徑。肌肉儲存的三醯甘油 (TG) 也與胰島素作用受損有關。齧齒動物模型表明，活躍的大鼠具有更高的 TG 水平，但脂滴與線粒體緊密結合，在這種情況下，胰島素作用不會受損。
- 碳水化合物亞型也被發現會影響胰島素作用。大鼠研究表明，將澱粉用蔗糖或果糖代替的飲食對胰島素作用產生負面影響，而用葡萄糖代替則沒有這種影響，這表明，影響胰島素作用的不是吸收速度，而是果糖攝入增加導致血甘油三酯水平升高。食物的升糖指數尚未顯示出對胰島素作用有直接影響，但有證據表明，緩慢消化的複雜碳水化合物對胰島素作用更有益。高直鏈澱粉 (支鏈、快速吸收澱粉) 飲食的大鼠與高直鏈澱粉 (直鏈、緩慢消化澱粉) 飲食的大鼠相比，表現出高胰島素血癥，直鏈澱粉被發現會增加葡萄糖氧化，減少脂質合成，並增加糖原合成。
- 關於蛋白質亞型的資料很少，但一項研究表明，使用鱈魚蛋白製備的高脂肪飲食不會像使用大豆或酪蛋白製備的高脂肪飲食那樣產生胰島素抵抗。進一步研究表明，這是因為胰島素刺激的葡萄糖轉運蛋白 GLUT4 的動員能力得到改善。另一項研究觀察到，在高脂肪飲食中新增 L-谷氨醯胺可改善小鼠的糖代謝和胰島素代謝控制。
課程相關性
[edit | edit source]- 這篇文章展示了動物模型，尤其是齧齒動物模型如何對研究營養物質對疾病狀態的影響非常有用，因為可以嚴格控制這些動物的飲食。
基因組學：大鼠年
[edit | edit source]http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=1247663&tool=pmcentrez
主要關注點
[edit | edit source]- 總結了大鼠和其他哺乳動物的加入將對各種研究工作產生的影響。
總體概述
[edit | edit source]- 褐家鼠 (Rattus norvegicus) 基因組是第三個被完全測序的哺乳動物基因組。由於大鼠模型能夠模擬大量的人類疾病，因此獲得基因組將有助於更好地理解人類疾病的潛在生物學和過程。此外，獲得基因組有助於更好地理解有毒物質在基因組水平上的影響，因為現在可以識別出 DNA 微陣列指出的被物質改變的基因。
- 獲得大鼠序列還有助於理解其他複雜疾病，如人類乳腺癌。瞭解基因-環境相互作用中的聯絡對於這些疾病至關重要，基因組可以幫助研究人員將其對映到大鼠模型中，並找到導致這些疾病的基因。該序列為比較基因組學領域增添了希望，在該領域中，透過與其他生物體的基因組進行比較，可以找到人類基因組的結構和基本功能成分。
- 該序列的重要性也延伸到大鼠本身，因為從該序列獲得的資訊（以及國家人類基因組研究所打算建模的其他生物體及其各自的序列）可以用來從生態角度評估化學風險。這些資訊可以幫助預測從肥料到家用清潔劑的人類化學物質對生物體的影響，從而在生態災難發生之前就將其預防。
- 獲得序列允許資料庫開發，例如在 NIEHS 設立的國家毒理基因組學中心正在進行的資料庫開發，使其能夠擴充套件其選擇範圍。現在，該中心將能夠在其主要關注微陣列和蛋白質組學的方法基礎上，結合代謝組學，因為他們現在擁有可以使用的完整基因組。
新術語
[edit | edit source]- 毒理基因組學
- 研究物質對遺傳物質的毒性作用，並嘗試利用這些資訊來預測其對生物體的毒性作用（http://en.wiktionary.org/wiki/toxicogenomics）。
- 模式生物
- 任何已被廣泛研究的生物體（例如果蠅），作為許多其他生物體的例子，並從中可以建立一般性原理（http://en.wiktionary.org/wiki/model_organism）。
- 比較基因組學
- 研究不同生物物種或菌株之間基因組結構和功能的關係（http://en.wikipedia.org/wiki/Comparative_genomics）。
- 生物醫學
- 與科學在臨床醫學中的活動和應用相關（http://wordnet.princeton.edu/perl/webwn）。
- 毒物
- 有毒或有毒物質；能夠透過中毒造成損害（http://en.wiktionary.org/wiki/toxicant）。
課程相關性
[edit | edit source]- 這篇文章展示了完整基因組序列的知識如何將代謝組學領域新增到現有的收集和比較相關醫學和環境資訊的方法中。
網站來源
[edit | edit source]代謝組學策略：識別組織特異性藥物效應
[edit | edit source]主要關注點
[edit | edit source]- 代謝組學技術正在迅速發展。這些進步很可能適用於人們長期以來夢寐以求的“個性化醫療”目標。透過在動物模型中使用生物標誌物進行初步測試，製藥公司將能夠更有效地準備臨床試驗並最終用於普遍使用。
新術語
[edit | edit source]- 代謝組學
- 對細胞、組織和整個生物體中代謝物（細胞內反應的各種最終產物）的“全球研究”（網站內定義）。
- 生物標誌物
- 用作生物狀態指標的物質。（http://en.wikipedia.org/wiki/Biomarker）
- 代謝組
- 生物樣本中所有小分子代謝物的完整集合（http://en.wikipedia.org/wiki/Metabolome）。
- 藥物代謝組學
- 個性化醫療領域，考慮每個人如何根據基因組和環境因素代謝藥物。（http://www.geneticsandhealth.com/2006/05/08/personalizing-medicine-using-pharmaco-metabonomics/）。
- 轉化藥物研究
- 將臨床、實驗室和人群發現應用到藥物的創造和改進中的藥物研究。（http://www.cancer.gov/trwg/TRWG-definition-and-TR-continuum）。
摘要
[edit | edit source]- 目前的臨床實踐是測試非常有限的因素範圍，例如葡萄糖或膽固醇水平，以監測和診斷健康問題。代謝組學和資訊學的新進展希望能夠更全面地瞭解代謝組，從而進一步提高我們診斷、監測和治療各種疾病的能力，以及這些疾病的研究能力。
- 對於疾病最有效的治療方法，個性化醫療無疑是理想的選擇，這意味著藥物、治療方案等都將根據每個患者的具體情況進行選擇和調整，而不是採用通用的劑量。然而，這種個性化治療只有在我們能夠理解體內基因組和環境相互作用的情況下才有可能實現。為了更接近這一個性化目標，一項新技術涉及識別特定的“生物標誌物”及其相關通路。有些生物標誌物可能是組織特異性的，例如，只與肌肉有關，這對於開發針對各種肌肉功能的藥物具有重要意義。它們還可以用於，希望透過測試，例如肝臟特異性生物標誌物，來預防不良藥物反應，其應用可以防止開發出破壞肝臟的藥物。
- 代謝物在不同物種之間通常非常相似，為非人類直接研究提供了途徑。例如，糖尿病動物模型和人類受試者之間的脂類分子水平非常相似。這表明在製藥和個性化醫療環境中，有可能使用各種疾病動物模型進行生物標誌物識別和測試，從而減少對個體的不良影響以及直接的人體測試。如果藥物先在動物身上進行生物標誌物測試，不僅可以識別出可能最重要的檢測指標，還可以進行類似臨床試驗，在藥物進入真正的臨床試驗之前識別出任何問題部分。
- 然而，精神疾病和癌症等疾病難以應用代謝組學。在這種情況下，藥物需要先開發出來，然後再進行測試（自上而下的開發過程）。臨床研究主要用於獲取有關疾病特定階段的更多資訊，代謝組學將在之後應用於識別疾病的亞型和階段。
- 代謝組學在醫學研究中的主要優勢在於其測試的非常特異性，這使得可以識別出特定的生物標誌物，並在之後觀察其與所研究的疾病或藥物的相關性。動物模型的使用，特別是在這種情況下，為藥物測試提供了一個更安全的環境，因為測試中不會（或很少）有人類受到傷害。
- 美國有很大一部分人超重，甚至肥胖，這會導致代謝綜合徵 (MS) 的發展。結合使用純化飲食（成分對所有研究人員都可免費獲得），代謝綜合徵及其可能導致的疾病的動物模型正在幫助闡明各種可能導致代謝綜合徵的食物和化學物質。該領域的研發希望為代謝綜合徵及其相關問題開發出解決方案和預防措施。
- 代謝綜合徵 (MS)
- 用於描述這些疾病同時發生的術語（在網站中定義）
- 營養表型組學
- 營養物質可以改變我們的生物學或表型的概念；將生理學、內分泌學、分子生物學等結合在一起（在網站中定義）
- 三種類型的飲食
- LFD（低脂飲食，約 10% 的卡路里來自脂肪）、HFD（高脂飲食，約 30-50% 的卡路里來自脂肪）和 VHFD（超高脂肪飲食，通常 <50% 的卡路里來自脂肪）（在網站中定義）
- 保健食品
- 指聲稱對人類健康具有藥效的食物提取物。（http://en.wikipedia.org/wiki/Nutraceutical)
- 轉基因小鼠
- 一種基因改造的小鼠品系，其基因組中插入了來自不同物種的 DNA。（http://en.wikipedia.org/wiki/Genetically_modified_organism)
- 肥胖正在成為當今世界的一種流行病；它會導致其他疾病，例如高血壓。超重或肥胖的人往往也面臨代謝綜合徵 (MS) 的風險，這意味著他們更容易患上 2 型糖尿病等併發症。肥胖和 MS 的發展似乎是由於遺傳和環境因素共同作用；由於人類基因組在幾百年裡幾乎沒有發生變化，肥胖最常見的原因是我們的環境，是我們的食物消費。人們認為人類曾經擁有重要的“生存基因”，使我們能夠攝入大量食物並將其儲存起來，以防將來可能出現的食物短缺時期。這些基因在今天對我們來說已經不再有用，但它們仍然存在於基因組中，由於我們每天食用的食物量很大，使得脂肪/體重增加和沉積比以前容易得多。
死亡風險和體重指數
- 由於肥胖和 MS 人數不斷增加，研究界希望開發肥胖和 MS 的動物模型。這些動物模型將有助於動物實驗，而不是直接進行人體實驗。在這種情況下，動物模型是基於所餵食的飲食誘發疾病的。通常，飼料是由“開源”純化成分飲食製成的，這使得其他研究人員能夠準確地複製所使用的動物模型，從而使所有結果都具有效力和可用性（純化成分飲食也很容易精確地複製，使總體結果更少變異）；它們也是易於修改的飲食。
- 大鼠和小鼠是幾乎任何型別動物實驗中常用的動物模型，這些動物實驗希望將來能夠進行臨床試驗或診斷/治療。它們與人類生理學有著極好的平行關係，使研究人員能夠找到解決肥胖流行的方案，而無需直接在人類身上測試任何藥物。豚鼠也常被用於提供類似於人類的脂類研究模型，因為它們的膽固醇譜從與人類相似的水平開始。在歷史上，大鼠更適合飲食誘導的高血壓模型，因為其體型較小、可獲得大量生理資料以及“穩健的血壓反應”。然而，考慮到所有這些可變性，未來的目標是創造一種齧齒動物品系，可用於代謝綜合徵研究的每個領域，從而使結果更具可比性和廣泛適用性。
瞭解衰老
有許多不同的過程會導致衰老。研究衰老的一種方法是識別各種相互作用的生理系統及其功能。當這些功能由於退化而開始變得不正常時，就會發生衰老。這會導致機體出現一系列損傷，最終導致死亡。一種流行的適應方法是代謝控制分析 (MCA)，它試圖選擇哪些改變對衰老至關重要。
受損組織和細胞的修復不足在功能喪失和死亡中發揮作用。不同的引數用於衡量功能。例如，研究側重於腎臟過濾、肌肉力量、神經元活動和 B 細胞胰島素分泌來確定衰老程度。一些生物體比其他生物體具有更強的抵抗和修復損傷的能力，導致更長的壽命。然而，即使在控制環境中，大多數典型的抗衰老資源（如低壓力、充足的食物來源、預防感染）都可用，衰老仍然會發生並導致死亡。根據對一些酵母和果蠅進行的實驗，可以明顯影響壽命的是基因組的表達方式以及是否存在單個基因的遺傳突變。
進化，即在長時間內種群等位基因頻率的變化，在描述衰老過程方面發揮著重要作用。自然選擇可能影響了衰老，因為它最大限度地提高了組織維持，以提高生物體的繁殖成功率，導致不同生理功能的下降率相似。獨立因素，如個人暴露於陽光或適應不健康的生活方式，會改變這種預期下降率，但總的來說，對於大多數進化生物體來說，它可以很容易地預測。
功能下降歸因於體內功能通路和細胞數量的變化。細胞數量會隨著衰老的進展而增加或減少，但研究尚未確定功能受損或中斷之前估計的細胞數量。由於細胞損傷導致功能障礙，細胞努力修復自身，因此細胞數量很可能會減少。因此，功能和細胞數量之間可能存在密切的關係。 
代謝細胞史是衡量功能下降的另一個引數。它基本上代表了細胞從最早狀態到發生變化後的後續狀態之間的差異。基因組和發育史等影響細胞變化的因素會改變基因表達、訊號通路，並導致 DNA 修飾。氧化損傷也會影響酶和細胞器的活性，從而導致衰老。
限制飲食可能會延長壽命
七十年多來，人們一直致力於確定限制飲食對不同訊號通路的影響，這些研究帶來了延長壽命的希望。對酵母、猴子和齧齒動物等不同物種的研究表明，這些物種在接受營養不足的飲食後，壽命並未延長。然而，有證據表明衰老的生物標誌物被延緩了。此外，對齧齒動物的研究表明，限制飲食可以減輕癌症、骨質疏鬆症、心血管疾病和自身免疫性疾病等多種疾病的嚴重程度。
進化提供了限制飲食如何延長壽命的解釋。最被接受的假設是這種機制是在饑荒期間進化的。當食物資源稀缺時，一些物種發展出新的機制來適應。限制飲食也為這些物種帶來了適應性優勢。
用鐘形曲線來顯示限制飲食對壽命的影響。當食物攝入量從高攝入量減少到限制飲食攝入量時，可以獲得最佳壽命，而當飢餓盛行時，壽命會急劇下降。在高食物攝入量時，中間壽命也較低，但繁殖輸出量要高得多。另一方面，在限制飲食區域，繁殖輸出量減少，但壽命更長。 
需要注意的是，衰老是由於自由基對 DNA 的損傷造成的。限制飲食透過減少活性氧物種和最佳化損傷修復來發揮反作用。AMPK 和 TOR 等某些蛋白質已被證明參與限制飲食的生理途徑，因為它們對不同的營養水平做出反應。AMPK 產量增加和 TOR 產量減少是限制飲食中明顯的生理反應。 
最近發現的轉錄因子將有助於進一步理解限制飲食的機制。但更大的問題尚未得到解答：這些因素和途徑在物種之間是否保守？限制飲食的遺傳途徑是什麼？揭示遺傳途徑可以在開發改變限制飲食併產生相同長壽效應的藥物方面發揮革命性作用。
總結 遵循接近飢餓但沒有營養不良的飲食可能會延長你的壽命，並降低患癌症、糖尿病和心血管疾病的風險。對酵母、蠕蟲、果蠅和猴子等不同生物的實驗室實驗為這一假設提供了啟示，但它仍在研究中，因為遺傳途徑尚未被發現。揭示限制飲食產生的機械途徑可以在創造藥物模擬物方面發揮革命性作用。
代謝組學在發現方面發揮著至關重要的作用
[edit | edit source]主要關注點
[edit | edit source]- 主要焦點段落
新術語
[edit | edit source]- 微陣列
- 透過使用一系列斑點來分析許多樣本，其中使用特定於目標分子的標籤。當結合時，標籤會變色，隨著目標分子量的增加，顏色的強度也會增加。1
- R 程式語言
- 用於統計計算和圖形分析的軟體環境。
- 生物資訊學
- 將資訊科技整合到生物學中進行分析。
- PPAR (過氧化物酶體增殖物啟用受體)
- 一種孤兒核受體，在調節甘油三酯、血糖穩態和胰島素抵抗方面發揮關鍵作用。(在論文中解釋)
- 生物標誌物
- 一種用於指示生物狀態的物質。它是客觀測量和評估的特徵，用作正常生物過程、病理過程或對治療干預的藥理學反應的指標。 (http://en.wikipedia.org/wiki/Biomarker)
- 串聯質譜法
- 涉及多個質譜選擇步驟，在步驟之間進行某種形式的碎裂 (http://goldbook.iupac.org/T06250.html)
摘要
[edit | edit source]- 代謝組反映了當前的生理狀態。這意味著可以建立與人類疾病具有相同症狀的動物模型，這些模型顯示出完全相同的生化模式，使公司能夠大規模監測疾病狀態並評估藥物在人體試驗之前的作用。然後可以拍攝當前生理狀況的“快照”以監測疾病進展。
- 這種型別的研究帶來了許多最初沒有想到的新發現。正在發現新的生物標誌物，以及改進的儀器和更好的生物資訊學方法用於資料分析和共享。由於這些研究的規模很大，必須使用 R 程式語言等程式來解釋大量資訊，以便解釋微陣列。由於樣本數量龐大，質譜法和液相色譜法或氣相色譜法被用來分離各種代謝物。
- 從本質上講，研究界一直在進行大量的體外研究，結果在早期看起來很有希望，但一旦試驗開始，他們就開始看到最初沒有想到的副作用，因為早期試驗是在簡單而非複雜系統中進行的。使用具有與受影響個體相同生理模式的動物模型，研究人員可以從早期開始使用動物模型來測試他們的藥物。這降低了成本，因為“回到繪圖板”需要更多資金，因為人們必須花幾個月甚至幾年時間才能找出原始分子中哪個部分導致了問題，導致更多資金用於重複相同型別的工作。代謝組學中的動物模型使研究團隊能夠從一開始就考慮身體中的所有因素，減少了在開發過程中需要退回許多步驟的需要。它還有助於定義動物中用於研究的複雜表型，而不是使用傳統的簡單表型。
代謝生物標誌物：會議回顧
[edit | edit source]主要關注點
[edit | edit source]- 對涉及代謝組學的最新工作的回顧。代謝組學方法已被用於廣泛的應用，包括髮現新的生物標誌物、診斷和評估藥物毒性。
新術語
[edit | edit source]- 藥物基因組學
- 藥理學的一個分支，涉及遺傳變異對患者藥物反應的影響，方法是繪製基因表達和單核苷酸多型性 (SNP) 的圖譜。然後利用這些資訊，根據患者的基因型，最大限度地提高測試藥物的療效，並儘量減少其毒性和潛在的副作用。 (http://en.wikipedia.org/wiki/Pharmacogenomics)
- 辛伐他汀
- “他汀類”藥物的一種，用於控制血液膽固醇水平並預防心血管疾病。 (http://en.wikipedia.org/wiki/Simvastatin)
- 精神分裂症
- 精神疾病的一種精神診斷，其特點是現實感知或表達異常。它與多重人格障礙無關，因為它通常與多重人格障礙混淆。 (http://en.wikipedia.org/wiki/Schizophrenia)
- 核磁共振 (NMR) 光譜法
- 一種利用某些原子核的磁性來提供有關分子或分析物混合物中化學實體的數量和型別的技術。 (http://en.wikipedia.org/wiki/NMR_spectroscopy)
- 斯普拉格-道利大鼠
- 一種多用途的白色大鼠品種，廣泛用於醫學研究，並具有可用於某些實驗的特定解剖特徵。 (http://en.wikipedia.org/wiki/Sprague-Dawley%23Sprague_Dawley_rat)
- 慶大黴素
- 一種氨基糖苷類抗體，用於治療許多細菌感染，尤其是革蘭氏陰性細菌引起的感染。它對腎臟有嚴重毒性，會抑制腎細胞中的蛋白質合成。 (http://en.wikipedia.org/wiki/Gentamicin)
- 順鉑
- 一種鉑類化療藥物，用於治療各種癌症。它具有腎毒性和神經毒性。 (http://en.wikipedia.org/wiki/Cisplatin)
- 環孢素
- 一種免疫抑制劑藥物，在器官移植後廣泛使用，以降低受體免疫系統的活性並預防器官排斥。它會產生各種不良藥物反應，包括腎毒性和肝毒性。 (http://en.wikipedia.org/wiki/Cyclosporine)
- 代謝組學方法可應用於生化和生物醫學研究的廣泛應用領域。在 2007 年由劍橋健康科技研究所舉辦的一次會議上，一些採用代謝組學分析的最新研究成果被公佈。以下是會議討論主題的摘要。
- 杜克大學醫學院的 Rima Kaddurah-Daouk 博士在會上介紹了幾個靶向和隨機代謝組學分析平臺和資訊學工具，這些工具被用於定義幾種中樞神經系統疾病的代謝特徵及其對藥物干預的反應。研究揭示了神經遞質和脂質代謝生化途徑的損傷，並且正在進行進一步的研究以更準確地繪製這些損傷。該小組還建立了國家藥物反應表型代謝組學聯盟，旨在整合代謝組學和藥理基因組學資料，以便更全面地定義藥物反應表型。會議上公佈了對心血管疾病藥物辛伐他汀分析的初步資料。
- 阿斯利康的 Stephen Furlong 博士回顧了與精神分裂症相關的代謝變化，這些變化可以在尿液、血液和皮膚中檢測到。他還展示了人類血漿和尿液樣本資料，比較了臨床上正常個體與接受兩種不同藥物治療的患者。
- 普渡大學的 Daniel Raftery 博士討論了增強核磁共振 (NMR) 光譜在代謝譜分析中的能力的先進技術。雖然 1D NMR 和多元統計已被有效地用於根據對數百種代謝物的解釋來區分健康和疾病樣本，但高濃度代謝物一直是主要關注點。關注主要成分和次要成分的新方法將允許更好地區分健康和疾病狀態。結合 NMR 和質譜可以關聯資料，這有助於識別由於疾病或飲食引起的代謝途徑的變化，並可能有助於識別未來的藥物靶點。
- 加州大學戴維斯分校的 Vladimir Tolstikov 博士在會上介紹了代謝組學方法在盲目和有目標的資料探勘以及從生物體液中尋找和驗證生物標誌物方面的應用。這是對之前一項研究的擴充套件，該研究證明了質譜在檢測尿液中腎細胞癌的有效性。尿液被認為是進行代謝組學分析的理想生物體液，尤其是在用於檢測腎臟和泌尿系統的疾病時。
- 弗吉尼亞生物資訊學研究所的 Vladimir Shulaev 博士介紹了使用數學、統計和機器學習演算法進行代謝組學指紋識別和資料處理，以研究乳腺上皮細胞中惡性腫瘤的進展。
- 有三個報告引用了代謝組學方法來識別藥物毒性。第一個報告由默克研究實驗室的 Qiuwei Xu 博士發表，該報告主要討論了使用基於 NMR 的代謝組學來了解在開發新型治療劑過程中藥物毒性的潛在機制。
- 美國食品藥品監督管理局國家毒理學研究中心的 Laura K. Schnackenberg 博士報道了一項研究，旨在確定兒童和成人人群對腎毒性的易感性差異。與人類嬰兒、幼兒、青年和成熟成年人年齡相似的 Sprague-Dawley 大鼠接受慶大黴素或順鉑治療，並觀察腎毒性生物標誌物的變化。該小組得出結論，代謝組學研究可以用於預測兒童藥物在新的藥物的臨床前和臨床研究中的安全性。
- 科羅拉多大學健康科學中心的 Natalie Serkova 博士在會上介紹了一項研究，該研究使用代謝組學生物標誌物來區分腎移植後發生的病理。透過高解析度 NMR 光譜檢測到的代謝組的差異被用來區分由於缺血再灌注損傷而表現出移植延遲功能的患者與表現出環孢黴素毒性的患者。尿酸和眾所周知的腎髓質損傷標誌物 TMAO 被確定為再灌注損傷的標誌物，而血液中乳酸升高和谷胱甘肽濃度降低以及 TMAO 輕微升高是環孢黴素毒性的跡象。
- 這個網站包含對最近一次生物標誌物會議的概述，重點介紹了代謝組學在研究中的具體應用。一項研究採用動物模型透過代謝組學技術研究治療藥物的毒性。
http://www.pharmafocusasia.com/clinical_trials/metabolomics_drug_effects.htm
- 一旦更全面地瞭解代謝組，其未來的應用將包括個性化藥物治療和藥物研究。
- 個性化藥物治療將是醫學領域的重大突破，因為它將為個人提供更好的醫療保健。可以根據個人代謝組的不同因素預測藥物劑量，包括環境的影響、個人的遺傳學、年齡，甚至包括腸道微生物組的特定組成。這將有助於最大限度地減少副作用並最大限度地提高治療效率，因為能夠預測會發生什麼並最佳化藥物應用。有時，一般的藥物治療可能會產生潛在的危害，但可能不會出現任何立即的症狀，而更深入地瞭解代謝組將有助於預測和檢測這些影響。已經進行了這類研究，使用來自代謝組的資訊來檢測和預測高劑量辛伐他汀和阿託伐他汀對肌肉組織的影響。在這項研究中發現的組織特異性代謝組標誌物（生物標誌物）可以應用於研究藥物在生理環境中的反應。
- 最近一項研究比較了 Zucker 糖尿病肥胖大鼠與高甘油三酯血癥患者的脂質組學譜。這種跨物種比較有可能產生可應用於兩種物種的生物標誌物，從而能夠在更多的大鼠身上進行測試，而不是依賴人類患者。
- 生物標誌物也可以應用於癌症等具有多個階段的疾病。可以從疾病的不同階段和/或亞型獲得不同的生物標誌物，然後可以使用這些生物標誌物來準確確定患者處於哪個階段，以便他們可以最佳化治療。
- 生物體液
- 任何從體內排洩或以其他方式獲得的液體（http://www.medterms.com/script/main/art.asp?articlekey=38690）
- 藥物代謝組學
- 在藥物發現和開發過程的各個階段使用代謝組學技術（http://www.phenomenome.com/company/news/?a=39）
- 病理生理學
- 對正常機械、物理和生化功能紊亂的研究，無論是由疾病引起，還是由疾病或異常綜合徵或可能不符合稱為疾病的條件引起的（http://en.wikipedia.org/wiki/Pathophysiology）
- 高甘油三酯血癥
- 一種高脂血症的形式，其中血液中甘油三酯過多（http://en.wiktionary.org/wiki/hypertriglyceridemia）
- 生物樣本庫
- 幾種型別的生物材料（例如種子）或資訊（例如 DNA）儲存庫（http://en.wiktionary.org/wiki/biobank）
- 該網站探討了更深入地瞭解代謝組學在藥理學和個性化藥物治療方面的潛在應用。
- 確定資源的主要關注點。可能的答案包括特定生物體、資料庫設計、資訊整合，但還有很多其他可能性。
審閱者：Erin H
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- 在此輸入您的文章摘要。請注意，每個條目開頭（有時也包括結尾）的標點符號至關重要。它應該在 300-500 字之間。文章的主要論點是什麼？他們試圖回答什麼問題？他們找到明確的答案了嗎？如果是，答案是什麼？如果不是，他們發現了什麼或他們的發現中存在什麼矛盾的觀點？
- 輸入關於本文資料與傳統代謝課程之間聯絡的 100-150 字描述。本文是否與特定途徑（例如，糖酵解、檸檬酸迴圈、類固醇合成等）或調節機制、能量學、位置、途徑整合相關？它是否談到了新的分析方法或思想？本文是否展示了與人類基因組計劃（或其他基因組計劃）的聯絡？
本文的重點是使用無效小鼠模擬 Rett 綜合徵並確定該疾病的代謝特徵。
審閱者：Robert Van B。
- Rett 綜合徵
- X 連鎖神經系統疾病，幾乎隻影響女性人群。它是由 MECP2 基因的突變或缺失引起的。（來源：http://en.wikipedia.org/wiki/Rett_syndrome）
- 無效小鼠
- 近交系小鼠，其特定蛋白質或酶發生了敲除。（來源：近交系小鼠，其特定蛋白質或酶發生了敲除。）
- 膽鹼磷脂
- 將膽鹼分子整合到其結構中的磷脂。在生物膜的形成中起著重要作用。（來源：http://en.wikipedia.org/wiki/Choline）
- 代謝組學
- 對特定細胞過程留下的獨特化學指紋進行的系統研究。（來源：http://en.wikipedia.org/wiki/Metabolomics）
- 滲透壓調節
- 水的代謝調節。（來源：http://en.wikipedia.org/wiki/Metabolomics）
- MRS
- 磁共振波譜，使用氫來表徵和量化膽鹼含化合物、肌醇和其它代謝物的含量。（來源：http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_resonance_spectroscopy）
- 神經遞質
- 內源性化學物質，它們在神經元和其他細胞之間傳遞、放大和調節訊號。（來源：http://en.wikipedia.org/wiki/Neurotransmitter）
Rett 綜合徵是一種 X 連鎖神經系統疾病，會導致女性嚴重智力障礙。Rett 綜合徵是由 MECP2 基因的突變或缺失引起的。MECP2 編碼一種鳥嘌呤結合蛋白的生成，該蛋白作為轉錄抑制因子，對正常神經元功能至關重要。RS 是由異常基因表達導致的，具有明顯的臨床表型。闡明特定基因型導致的特定生化變化非常困難。為了更好地評估與 Rett 綜合徵相關的代謝變化，使用了無效小鼠模型。先前的研究表明，Mecp-2 小鼠模型具有重要的神經解剖異常，例如整個大腦和與認知和運動功能相關的結構的大小減小。檢測到膽鹼磷脂週轉率降低的代謝指紋，表明細胞生長減弱，與腦部尺寸減小相一致。這項先導研究的主要目的是研究與 Mep2 缺失相關的腦代謝表型。這項研究使用了來自 Mecp-2 小鼠模型的腦組織。使用核磁共振波譜法測量小鼠體內的磷脂水平。比較了無效小鼠和野生型小鼠體內磷脂和其他代謝物的水平。三種膽鹼物質：膽鹼、磷酸膽鹼和甘油磷酸膽鹼在全腦提取物中顯示出水平下降的趨勢。16 種磷脂類和亞類在無效小鼠和野生型小鼠之間顯示出顯著差異。這些磷脂變化可能解釋了 Rett 綜合徵中的一些表型症狀。磷脂代謝在細胞生長中起著至關重要的作用，因為磷脂構成細胞膜的基質。隨著 PL 代謝的減少，生長將減緩，腦發育將受到阻礙，並出現智力障礙。這些症狀是 Rett 綜合徵的典型特徵。Mecp2 無效小鼠中滲透壓調節的改變表明與腦部尺寸變化的另一個聯絡，這是由神經元和星形膠質細胞引起的。還觀察到神經遞質代謝的特定變化，暗示了由於 Mecp2 缺失導致的腦功能障礙的特定機制。
本課程詳細討論了磷脂代謝。瞭解磷脂代謝的調節及其對生長的影響非常重要。磷脂代謝途徑受到嚴格的調控，並與生長發育密切相關。磷脂代謝調節很複雜，但這項研究表明 MECP-2 在此過程中起著關鍵作用。
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審閱者：Alex E。
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- 開發使用 NMR 技術檢測豚鼠尿液代謝物來量化氣道炎症的無創技術。
審閱者: Scott M.
- 痰
- 尤其是來自肺部、支氣管或上呼吸道疾病的呼吸道分泌物。 (來源: http://www.merriam-webster.com/dictionary/sputum)
- 高解析度質子核磁共振 (1H NMR)
- 磁性原子核在磁場中具有的特性，以及應用的電磁 (EM) 脈衝或脈衝，導致原子核從 EM 脈衝中吸收能量並將其輻射回來。高解析度 NMR 使用更稀有的 15N 同位素探測分子，該同位素具有自旋 -1⁄2。 (來源: http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_magnetic_resonance)
- 地塞米松
- 糖皮質激素類固醇激素的一種強效合成成員。它具有抗炎和免疫抑制作用。 (來源: http://en.wikipedia.org/wiki/Dexamethasone)
- 腹腔內給藥
- 將物質注射到腹膜 (體腔) 中。 (來源: http://en.wikipedia.org/wiki/Intraperitoneal_injection)
- 卵清蛋白
- 蛋清的主要成分，是一種水溶性蛋白。它可用於刺激受試者的過敏反應。 (來源: http://www.biology-online.org/dictionary/Ovalbumin)
- 組胺引起的呼吸道高反應性 (AHR)
- 對刺激物（如組胺）反應，肺部氣道突然變窄的趨勢。 (來源: http://encarta.msn.com/dictionary_561536596/airway_hyperreactivity.html)
- 嗜酸性粒細胞
- 一種型別的白細胞（白血球），其細胞質內含有粗大的圓形顆粒，大小一致，通常具有雙葉（兩個葉）核。 (來源: http://www.medterms.com/script/main/art.asp?articlekey=3268)
- 中性粒細胞
- 哺乳動物中最常見的白血球型別。 (來源: http://en.wikipedia.org/wiki/Neutrophil_granulocyte)
- 目前確定氣道炎症和哮喘嚴重程度的方法包括痰液分析或侵入性研究。一種準確、簡單且無創的新方法將使疾病的確定變得更加容易。代謝物是小的非肽類分子，可以顯示出疾病狀態的變化。本文研究了在尿液中是否存在可測量的代謝物，代表哮喘疾病狀態。豚鼠被用作五組模型。它們是控制組、非疾病治療組、疾病組、疾病和挑戰組以及疾病挑戰和治療組。豚鼠被用作模型是因為它們與人類呼吸系統的相似性。豚鼠的呼吸能力透過其肺部壓力來衡量。收集尿液樣本並使用高解析度質子核磁共振進行測量，以確定 50 種已知且易於識別的代謝物。然後分析這些測量結果以確定哪些代謝物在不同組之間存在統計學上的顯著差異。結果發現，可以使用判別分析來區分每組。雖然並非所有測量的代謝物都是已知的或具有已知的功能，但確實出現顯著的已知代謝物是草醯乙酸、葡萄糖和酪氨酸。進行的測試證明，使用 NMR 進行尿液分析可以確定疾病狀態，並且該測試簡單、無創且比目前可用的測試更準確。高解析度質子 NMR 測試可以一次分析檢查多種代謝物的存在和水平。大多數替代方法只檢測單一代謝物，或者只對一類患者有效。實驗中獲得的其他知識是在挑戰組中 2-羥基異丁酸、3-羥基丁酸、3-甲基己二酸、葡萄糖、酪氨酸和肌酸水平降低。雖然在該實驗中沒有刻意尋求這些具體資訊，並且在將該測試轉移到人類測試時可能不相關，但這些資訊可用於顯示人類患者的預期結果，甚至有助於確定疾病狀態對分子水平的影響。
- 本文在檢查尿液代謝物時涉及了幾個途徑，並將多個系統聯絡在一起，因為呼吸系統疾病的影響可能由腎臟系統的結果決定。它清楚地表明這些系統是相互關聯的。雖然本文提出的單個想法都不是新的，但它確實提出了一種使用 NMR 技術確定氣道炎症的新方法。這種新方法非常適合醫療目的，因為它不需要醫院現有的資源或培訓之外的任何新資源或培訓，並且速度快且準確。
基因工程和生物技術 http://www.genengnews.com/articles/chitem.aspx?aid=1354