代谢组学如何从海量数据提炼生物学洞见


	代谢组学如何从海量数据提炼生物学洞见

2026年3月26日,德国慕尼黑举办的Analytica展会将推出一场聚焦代谢组学与脂质组学的高规格论坛。该活动由LCGC国际主办,旨在应对现代分析平台产生的海量、复杂数据带来的挑战,探讨从多维数据分析到单细胞多组学的最新策略。来自学术界与工业界的四位专家将围绕化学计量学方法、转化性脂质组学、肠道健康生物标志物发现及单细胞工作流程展开深度对话。

随着气相色谱 - 质谱联用(GC–MS)、液相色谱 - 质谱联用(LC–MS)及毛细管电泳 - 质谱联用(CE–MS)等联用技术的普及,代谢组学数据已从简单的表格演变为包含多重因素的复杂结构。瑞士日内瓦大学的Serge Rudaz教授指出,传统假设驱动的方法难以应对这种多维架构,必须引入主成分分析(PCA)和偏最小二乘法(PLS)回归等专用多元统计方法。这些工具不仅能有效降低数据维度,还能精准提取关键的生物学信号,特别是针对多因素、纵向及多模块数据架构,需制定定制化的处理策略。

西班牙圣保罗CEU大学的Coral Barbas教授则聚焦于转化性脂质组学。她介绍,借助高分辨率质谱、专家 curated 数据库及计算工作流,脂质注释的深度与置信度已显著提升。其团队基于NIST SRM 1950参考物质构建了高度 curated 的人血浆脂质组数据库,并应用电子轰击离子激发(EIEIO)质谱技术,实现了对不饱和脂质中碳 - 碳双键位置的无歧义鉴定。此外,基于图谱的方法已扩展至呼吸系统疾病及恶性高热等危急病症,为疾病诊断和风险分层提供了关键的脂质生物标志物。

英国帝国理工学院的李佳博士展示了代谢组学在肠道健康领域的应用。通过将代谢组学与肠道微生物组分析相结合,研究团队成功刻画了炎症性肠病(IBD)相关的代谢改变,并揭示了减重手术等肠道干预措施引发的系统性变化。该研究特别强调了宿主与微生物的共代谢作用,识别出反映或介导肠道健康的关键通路及微生物衍生代谢物,为消化疾病研究开辟了快速演进的新方向。

英国沃特世公司的David Heywood博士则带来了单细胞多组学的最新突破。他展示了一种结合超高效液相色谱(UHPLC)与多反射飞行时间质谱(TOF-MS)的单细胞工作流程。该工作在数据非依赖采集模式下运行,针对HT-29、Caco-2等人类细胞系进行测试,在6.5分钟的运行时间内,单细胞可鉴定约200种脂质和100多种极性代谢物,质量精度低于500 ppb。研究还发现Caco-2细胞中甘油三酯水平升高,提示其存在游离脂肪酸消耗与再合成过程,而HT-29细胞中磷脂酰胆碱水平较高,与其分泌黏液的表型一致。

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