蛋白质-代谢物组相互作用的代谢组学新方法研究

Metabonomics plays a crucially important role in the research of clinical diagnosis, pathological mechanism, and new treatment target discovery and greatly promoted the studies in biology and medical science. However, there are some defects, such as potential biomarkers lack of specificity preventing its application in clinic and difficulties in confirming all biomarker’s functions. In this study, the method of metabonomics study in protein-metabolites interactions was established by immobilizing heart fatty acid binding protein (H-FABP) with photocrosslink in enrichment of metabolites which specific binding with the protein and studying the protein-metabolites interactions by metabonomics study. Compared with traditional clinical metabonomics, the method has advantages in the detection of metabolites which with low concentration or specificity and clinical applicable. The method was then applied in cardiovascular diseases study in order to provide basis for clinical treatment and targets for new drug development.

代谢组学极大地促进了诸多生物、医学问题的研究，使其在临床疾病诊断、病理机制的探索、治疗新靶点的发现等研究中发挥了极为重要的作用，但是它也存在缺陷，如找到的潜在生物标志物缺乏特异性从而难以在临床上得到应用、不能确认所有代谢物的功能等。本项目建立蛋白质-代谢物组相互作用的代谢组学研究方法体系，即选择心肌型脂肪酸结合蛋白（H-FABP），经光交联剂将其固定，通过与代谢物相互作用，富集能与其特异性结合的一类代谢物组（主要为脂类），进而通过代谢组学方法对H-FABP -代谢物组进行分析。相对于传统的临床代谢组学研究方法，该方法有以下优势：通过蛋白质对代谢物的富集能实现对低浓度（痕量）的代谢物的检测；找到的生物标志物具有特异性和临床应用性；不需要进一步的实验验证。将该方法应用于心血管疾病的研究，以期为临床治疗提供依据，为新药开发提供靶标。

代谢组学在临床疾病诊断、病理机制的探索、治疗新靶点的发现等研究中发挥了极为重要的作用，但同时也存在缺陷，代谢组学的发展迫切需要发展新的方法。本项目建立了蛋白质-代谢物相互作用的代谢组学新方法，通过蛋白质-小分子相互作用，实现了对一类小分子化合物群的无歧视分析。并以心血管疾病的研究为实例，通过固定与心血管疾病特异性相关的心肌型脂肪酸结合蛋白（H-FABP），发现油酸、花生四烯酸、亚油酸、二十二碳六烯酸、二十碳二烯酸是与疾病相关的潜在生物标志物。本项目建立的方法为发现与疾病发生、发展和药物疗效相关机制提供了新的研究思路和模式。