創新技術實現生物樣本代謝物大規模分析

[jlee42]

牛津大學化學系McCullagh研究團隊在《Nature Protocols》發表突破性技術成果，開發出可對細胞、組織及生物流體中的代謝物進行系統性分析的新方法。 這項技術突破通過陰離子交換色譜-質譜聯用技術（AEC-MS），顯著提升了高極性及離子型代謝物的大規模分析能力，為細胞基礎代謝途徑和代謝過程的核心驅動物質研究開闢了新路徑。
自1970年代起，離子交換色譜技術雖在化學領域廣泛應用，但受限於難以與質譜直接聯用的技術瓶頸。 該團隊創新性地採用電解離子抑制技術，首次實現高性能離子交換色譜系統與質譜設備的直接連接，使分子特異性與選擇性得到革命性提升。 這項技術突破已應用於多個研究領域，包括與牛津凱尼迪研究所合作的腸道菌群能量基質研究，發現微生物組衍生的丁酸鹽可增強宿主免疫應答; 以及糖尿病相關研究中揭示高糖環境下GAPDH和PDH酶活性受抑導致ATP生成障礙的代謝機制。
牛津大學化學系教授詹姆斯·麥卡勒格指出："這項新代謝組學協議的開發令人振奮，它不僅拓展了現有應用場景，更開闢了菌群代謝、抗菌素耐藥性影響研究及癌症早期生物標誌物發現等全新方向。 "
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作為「組學」技術的重要分支，代謝組學與基因組學、蛋白質組學共同構成了分子系統分析的立體圖景。 代謝物水準變化作為疾病診斷、營養狀態評估及環境暴露反應的敏感生物標誌物，其研究能力的提升將直接推動生物化學、分子醫學等領域的進步。 該方法已成功應用於糖尿病代謝紊亂機制解析及腸道菌群代謝通路研究，其技術細節詳見於2025年8月22日發表的《Nature Protocols》論文（DOI： 10.1038/s41596-025-01222-z）。