簡介:
非靶向代謝組學(xué)旨在發(fā)現(xiàn)具有差異代謝物及其所處代謝徑。它以組學(xué)的視角無偏向性地檢測所有的內(nèi)源性小分子代物,并在代謝層面發(fā)現(xiàn)具有差異的代謝物(潛在的生物標(biāo)物)及其所處代謝途徑,進(jìn)而分析和探索引起這種生命現(xiàn)象或病理現(xiàn)象背后的代謝機制。并采用生物信息學(xué)手段研究生物受到擾動(如基因改變或環(huán)境變化)后內(nèi)源性代謝物的整體謝特征或變化規(guī)律。與傳統(tǒng)的數(shù)個代謝物測定或靶向代謝組學(xué)定量相比,全譜代謝組學(xué)的特點在于對所有的內(nèi)源性小分謝物(通常是濃度較高的代謝物)同時進(jìn)行測定,因此得到的代謝信息更客觀全面,從而避免研究的方向性錯誤。
我們的優(yōu)勢:
- 無便向性,適用于各類型樣本和代謝物;
- 適合于復(fù)雜基質(zhì),單次檢測可獲得更多代謝物和代謝網(wǎng)絡(luò)信息;
- 自建3500+常見物質(zhì)標(biāo)品數(shù)據(jù)庫+購買各種商業(yè)數(shù)據(jù)庫+公共數(shù)據(jù)庫,超過十萬種代謝物信息;
- 全程人工校對,機器和人工只能輔助,使用保留時間、保留指數(shù)、質(zhì)核比和多級碎片離子信息進(jìn)行物質(zhì)定性,結(jié)果更準(zhǔn),物質(zhì)數(shù)量更多。
樣本量要求:
樣本名稱 |
最低量 |
一般量 |
動物和臨床各類組織樣本 |
5-10mg |
50mg |
血樣(血清、血漿和全血) |
10μl |
50μl |
尿樣 |
10μl |
50μl |
糞便和腸道內(nèi)容物 |
10mg |
25mg |
體液樣本(腦脊液和唾液等) |
5-10μl |
25μl |
植物組織樣本(根、莖、葉、花和果實等) |
10mg |
50mg |
細(xì)胞和微生物菌體 |
1*10^5cells |
1*10^6cells |
培養(yǎng)基和發(fā)酵液 |
10μl |
50μl |
基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析
1.數(shù)據(jù)檢查
對所有樣本的總離子流色譜圖(TIC)色譜圖進(jìn)行可視化檢查,如圖1:

2.數(shù)據(jù)預(yù)處理:
講儀器檢測得到的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為通用格式,然后對質(zhì)譜數(shù)據(jù)進(jìn)行峰匹配,峰對齊和保留時間校正,得到去卷積的質(zhì)譜數(shù)據(jù)。然后,對來自于同一個物質(zhì)的各個峰數(shù)據(jù)進(jìn)行歸屬分析。
3.多維統(tǒng)計分析:
對數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理,將處理后的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到SIMCA軟件進(jìn)行多維統(tǒng)計分析,在軟件中首先進(jìn)行Pareto格式化(par scaling)和平均中心化(mean-centering)處理,然后再進(jìn)行PCA、PLS-DA和OPLS-DA等多維統(tǒng)計分析。
● 3.1整體PCA分析和組件PLS-DA
采用SIMCA軟件對整體樣本進(jìn)行PAC分析(主成分分析),用于解釋和分析各組樣本之間的代謝差異。如圖2:整體PCA分析

對樣本進(jìn)行PLS-DA分析(偏最小二乘法判別分析),用于分析組間的差異代謝物信息的顯著性,并進(jìn)行Permutation test (置換檢驗),結(jié)合模式的Q2和R2Y,驗證模型的可靠性。如圖3:組間樣本PLS-DA分析和Permutation test

● 3.2 組件OPLS-DA分析和volcano plot分析
為消除無關(guān)噪音信息及準(zhǔn)確獲得兩組樣本間的顯著性差異代謝物信息,我們采用組間OPLS-DA(正交偏最小二乘法判別分析)進(jìn)行分析,進(jìn)而獲得OPLS-DA模型和相關(guān)值(VIP值),作為下一步進(jìn)行差異物定性篩選的參考。并可對OPLS-DA分析的結(jié)果進(jìn)行Loading Plot 分析和S-plot 分析,另外使用R語言平臺進(jìn)行Volcano Plot (火山圖)分析。如圖4:組件樣本OPLS-DA分析和volcano plot分析、S-plot分析和Volcano Plot分析
4.單維統(tǒng)計分析
對數(shù)據(jù)進(jìn)行單維統(tǒng)計分析,dui對數(shù)據(jù)分別jin'xing進(jìn)行Shapiro Wilk's test、Welch's Test和Wilcoxon Mann-Whitney test(U test)。呈正態(tài)分布的變量則采用Wilk's test結(jié)果,而呈非正態(tài)分布的變量則采用Wilcoxon Mann-Whitney test結(jié)果,綜合得到各變量在各對比組之間的顯著性分析結(jié)果(p-value)
5.差異代謝物定性
多維統(tǒng)計分析(VIP>1)結(jié)合單維統(tǒng)計(p-value<0.05)尋找差異性表達(dá)代謝物,
采用軟件人工結(jié)合的方式,使用RT和特征M/Z(GC-MS)或精確分子量和二級質(zhì)譜(LC-MS)與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行逐一對比分析,差異性代謝物的定性方法為:搜索自建的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)數(shù)據(jù)庫、Fiehn GC/MS Metabolomics RTL Library 、Golm Metabolome Database、Metlin、HMDB、KEGG、Lipid和NIST等商業(yè)數(shù)據(jù)庫。差異物列表示例如表1:組間樣本的差異性代謝物示例
Metabolites |
p-value |
VIP |
FC(A/B) |
HMDB |
KEGG |
Pathway(KEGG) |
pyruvic acid |
2.16E-03 |
1.71 |
-0.51 |
HMDB00243 |
C00022 |
Glycolysis/Gluconegenesis;Citrate cycle(TCA cycle);Pentose phosphate pathway |
glucose |
4.11E-02 |
1.82 |
2.65 |
HMDB00122 |
C00031 |
Glycolysis/Gluconegenesis;Pentose phosphate pathway;Galactose metabolism |
gluconic acid |
1.52E-02 |
1.63 |
0.68 |
HMDB00625 |
C00257 |
Pentose phosphate pathway |
mannitol |
4.11E-02 |
1.45 |
1.47 |
HMDB00765 |
C00392 |
Fructose and mannose metabolsm |
dulcitol |
2.16E-03 |
1.74 |
3.72 |
HMDB00107 |
C01697 |
Galactose metabolism |
galactonic acid |
2.16E-03 |
1.96 |
2.24 |
HMDB00565 |
C00880 |
Galactose metabolism |
ethanolamine |
2.16E-03 |
2.10 |
1.00 |
HMDB00149 |
C00189 |
Glycerophospholopid metabolism |
6.相關(guān)性分析
●6.1 Pearson Correlation 分析
為了表征各差異性代謝物之間的(濃度)相關(guān)性,我們會對這些物質(zhì)的定量信息經(jīng)行Pearson Correlation分析。如圖5:差異性代謝物的相關(guān)性矩陣圖

●6.2熱圖分析:
為了表示差異物之間的聚類關(guān)系,我們會對這些物質(zhì)的定量信息進(jìn)行熱圖分析,如圖6:差異性代謝物的熱圖

7.代謝通路分析
●7.1代謝通路進(jìn)行歸類分析
我們采用KEGG數(shù)據(jù)庫對每個差異代謝物所屬的代謝通路進(jìn)行歸類分析,如圖7:差異性代謝物所屬KEGG代謝通路實例

●7.2metametabonanalyst pathway分析
我們用軟件metametabonanalyst對差異性代謝物進(jìn)行pathway analysis,metabolome view如圖8所示:

Pathway views如表2所示,total表示該途徑所含的代謝物總數(shù),hits表示該途徑含有差異性代謝物數(shù),-log(p)表示圖8縱坐標(biāo)值,impact表示圖8橫坐標(biāo)值。參數(shù)如表2組間樣本的pathway view所示:
Pathyway |
Total |
Expected |
Hits |
Raw p |
-log(p) |
Holm adjust |
FDR |
Impact |
Pantothenate and CoA biosynthesis |
16 |
0.39402 |
2 |
0.05672 |
2.8695 |
1 |
1 |
0 |
Zeatin biosynthesis |
16 |
0.39402 |
2 |
0.05672 |
2.8695 |
1 |
1 |
0 |
Butanoate metabolism |
20 |
0.49252 |
2 |
0.08457 |
2.4702 |
1 |
1 |
0 |
Alanine,aspartate and glutamate metabolism |
21 |
0.51715 |
2 |
0.09208 |
2.3851 |
1 |
1 |
0 |
C5-Branched dibasic acid metabolism |
4 |
0.098505 |
1 |
0.09504 |
2.3534 |
1 |
1 |
0 |
Citrate cycle(TCA cycle) |
20 |
0.49252 |
1 |
0.39526 |
0.9282 |
1 |
1 |
0 |
Pyruvate metabolism |
20 |
0.49252 |
1 |
0.39526 |
0.9282 |
1 |
1 |
0.1148 |
Purine metabolism |
55 |
1.3544 |
2 |
0.39526 |
0.9244 |
1 |
1 |
0.065 |
定制化分析
1.定制化代謝t通路分析
我們根據(jù)客戶的實驗結(jié)果,集合各方面現(xiàn)有成果,進(jìn)行定制化的代謝通路分析,如圖9定制化代謝通路分析圖示例:
2.其他定制分析
如s使用Cytoscape軟件對樣本的代謝組、蛋白組、基因組進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析(如圖10),包括但不限于多組學(xué)關(guān)聯(lián)分析、多平臺數(shù)據(jù)整合分析等根據(jù)客戶實際要求,我們指定詳細(xì)的方案進(jìn)行科學(xué)合理的分析。只要是基于代謝組學(xué)技術(shù)的所有統(tǒng)計分析,我們都可以提供高質(zhì)量技術(shù)服務(wù)。

bio-equip.com
企業(yè)簡介:譜領(lǐng)生物是一家專注于代謝組學(xué)與生物質(zhì)譜應(yīng)用技術(shù)研發(fā)服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè),由國內(nèi)最早一批開展代謝組學(xué)與生物質(zhì)譜研究的資深科學(xué)家團隊組建,擁有先進(jìn)的硬件設(shè)備和卓越的技術(shù),并匯聚了理論深厚、經(jīng)驗豐富的高技術(shù)專業(yè)人才和管理人才。
主要服務(wù)產(chǎn)品分為非靶向代謝組學(xué)(傳統(tǒng)優(yōu)勢服務(wù)項目)、精準(zhǔn)的靶向定量代謝組學(xué)(業(yè)內(nèi)最全、特色服務(wù)項目)、精細(xì)化的脂質(zhì)組學(xué)、基于穩(wěn)定性同位素標(biāo)記技術(shù)的代謝流組學(xué)(業(yè)內(nèi)僅有、特色)和領(lǐng)先數(shù)據(jù)分析服務(wù)。自建的包含3000+代謝物信息的氣相色譜質(zhì)譜和液相色譜質(zhì)譜代謝物標(biāo)準(zhǔn)品數(shù)據(jù)庫,配合Golm代謝組數(shù)據(jù)庫、Fiehn代謝組數(shù)據(jù)庫、NIST數(shù)據(jù)庫和脂質(zhì)理論庫等商業(yè)和公共數(shù)據(jù)庫,可提供代謝物準(zhǔn)確定性定量服務(wù)。其中,譜領(lǐng)靶向定量代謝組學(xué)技術(shù)服務(wù)項目種類最多,形成了品牌,在國內(nèi)居于領(lǐng)軍位置。
2016年,譜領(lǐng)代謝組學(xué)技術(shù)服務(wù)在行業(yè)內(nèi)率先通過ISO9001:2008質(zhì)量管理體系認(rèn)證;2017年,譜領(lǐng)生物商標(biāo)正式獲得國家商標(biāo)局注冊證書,開啟了品牌戰(zhàn)略步伐。本著“專注、創(chuàng)新、精準(zhǔn)、領(lǐng)先”的科學(xué)理念,譜領(lǐng)生物持續(xù)創(chuàng)新,致力于為生物醫(yī)藥領(lǐng)域科學(xué)研究和產(chǎn)品開發(fā)提供專家級代謝組學(xué)整體解決方案。譜領(lǐng)生物在臨床大樣本代謝組學(xué)研究,尤其在實驗測試標(biāo)準(zhǔn)化、質(zhì)量控制和數(shù)據(jù)校正等方面擁有豐富的經(jīng)驗。譜領(lǐng)代謝組學(xué)平臺已助力客戶發(fā)表了多篇高影響因子論文,數(shù)篇論文影響影子達(dá)到30分左右。迄今已為歐美和國內(nèi)兩百多所高校、科研院所、醫(yī)院和企業(yè)提供專家級的代謝組學(xué)技術(shù)服務(wù),獲得國內(nèi)外客戶廣泛高度評價。
企業(yè)文化:企業(yè)理念:秉承以學(xué)術(shù)研究為核心,以服務(wù)體驗為中心,以達(dá)到促進(jìn)學(xué)術(shù)研究與學(xué)術(shù)創(chuàng)新的最終目的為己任的義務(wù)。
價值觀:追求卓越,鼓勵探索。
愿景:提供一流的一站式轉(zhuǎn)化組學(xué)方法學(xué)研究、方法開發(fā)綜合解決方案。
使命:通過高性價比、高效率的創(chuàng)新型服務(wù)和一流售后追蹤服務(wù)幫助廣大客戶解決學(xué)術(shù)研究上的系統(tǒng)性問題,縮短整個項目周期、降低實驗成本。