技術分享-什麼是代謝體學?

什麼是代謝體學?

代謝體學 (Metabolomics) 是指在特定的時間點下，對生物體內 (細胞，組織，生物體液) 的小分子代謝物進行定性和定量[1]。而代謝物 (metabolic) 泛指分子量小於1500 M.W.的物質，例如: 葡萄糖，脂質，胺基酸...等。

代謝物為生物系統中的最終產物，相較於基因或蛋白，更能直接表現生物體在特定時間下的狀況，且最接近表現型 (phenotype)，且更能反應出環境變化對生物體的影響[2]。

早在中國古代時期，中醫利用螞蟻來檢測人體的尿液中是否含有高含量葡萄糖，來判斷人是否有糖尿病，這是最古早利用代謝體學來檢測疾病的案例[3]。且在古希臘時期，古人製作了”Urine charts” (fig. 1) 來描述在不同醫藥的條件下，病患尿液的顏色、氣味與味道，這是代謝體學在醫療應用上的開端[1]。

Figure 1. Urine charts. (Nicholson and Lindon, 2008)

代謝體學的應用 (fig. 2) 除了用於醫學疾病的診斷上，更應用於植物或其他動物，用以研究在不同的環境或處理條件下，生物體內的代謝物變化以及分子間的交互作用為何[4]，是目前正在快速發展的研究領域 (fig. 3)!

Figure 2. Application of metabolomics. (Gomez-Casati et al., 2013)

Figure 3. Publication numbers of metabolomics. (data from Pubmed; keyword: Metabolomics)   

References: 

[1] Nicholson, J. K., & Lindon, J. C. (2008). Systems biology: metabonomics. Nature, 455(7216), 1054-1056.

[2] Fiehn, O. (2002). Metabolomics–the link between genotypes and phenotypes. Plant molecular biology, 48(1-2), 155-171.

[3] Van der Greef, J., & Smilde, A. K. (2005). Symbiosis of chemometrics and metabolomics: past, present, and future. Journal of Chemometrics, 19(5‐7), 376-386.

[4] Gomez-Casati, D. F., Zanor, M. I., & Busi, M. V. (2013). Metabolomics in plants and humans: applications in the prevention and diagnosis of diseases. BioMed research international, 2013.