“基因组学和蛋白质组学告诉你什么可能发生，而代谢组学则告诉你什么确实发生了”—Bill Lasley，UC Davis

非靶标代谢组学

技术流程

• 采样
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• 代谢物的提取
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• 上机检测（GC-MS、LC-MS、NMR）
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• 数据预处理（信息峰提取、识别）
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• 多元变量统计分析（PCA、PLS-DA、OPLS-DA）
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• 深度数据挖掘（代谢通路分析，关联分析）

数据分析内容

基本数据分析

高级数据分析

应用领域

差异代谢物寻找筛选、疾病发病机制研究、药物治疗机制研究。

靶标代谢组学

技术流程

• 规范取样
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• 样品冻干
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• 样品提取
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• 上机跑样检测
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• 下机数据分析

应用领域

验证由发现代谢组学实验提出的假说
进行基于假说的探索性实验（通常根据最新的解释），针对特定代谢物，研究代谢模型

组学研究整体框架

技术流程

案例分析

案例一：蛋白质组+转录组

参考文献：Cabezas-Wallscheid N ,Klimmeck D, et al. Identification of Regulatory Networks in HSCs and Their Immediate Progeny via Integrated Proteome, Transcriptome, and DNA Methylome Analysis[J]. Cell Stem Cell , 2014 , 15 (4) :507-22
文章内容：文章针对造血干细胞（hematopoietic stem cells，HSCs)及四种多能祖细胞群（multipotent progenitor，MPP）的定量蛋白质组、转录组及甲基化分析数据进行了整合分析。从鉴定到的27000余条转录本，6000余个蛋白和15000余段差异甲基化区域（differentially methylated regions，DMRs）中，分析出与早期分化相关的协同作用的分子变化。文章数据揭示出493种转录因子的转录本与628条lncRNA的差异表达图谱，并找出了HSCs中重点的特异表达群。同时还发现了在HSCs分化过程中的起关键作用的转录本亚型动态调控模式，以及与MPP2细胞多能性相关的细胞周期/DNA修复特征。文章在造血层级系统的顶层提供了一个综合的全基因组的分析资料，便于探讨涉及分子、细胞、表观遗传的机制调控。

案例二：转录组+蛋白质组+代谢组

参考文献： Quirós PM , Prado MA, et al. Multi-omics analysis identifies ATF4 as a key regulator of the mitochondrial stress response in mammals[J]. Journal of Cell Biology , 2017 , 216 (7) :2027
文章内容：通过分析四种线粒体应激处理后细胞转录组、蛋白质组和代谢组的变化，发现ATF4基因是线粒体应激调控的关键基因。