联合分析专题：带你了解转录组+代谢组联合分析在医学方向的研究思路

       转录组是研究功能基因的利器，通过转录组测序可以得到大量差异基因和众多调控网络，围绕转录组开展的多组学分析策略已是多种类型高分文章的必备“法宝”。但是单一的转录组难以确定关键途径，也无法鉴定控制关键途径的结构。

       代谢组学是基于LC-MS/MS液质联用技术对生物样本中的小分子代谢物进行定性和相对定量分析。可以利用代谢组来反映表型的状态变化，但是单独代谢组检测，无法解释影响表型的基因机理。

       转录组+代谢组的多组学分析，可以同时实现从“因”和“果”两个层面来探究生物学问题，相互间进行验证，从海量的数据中筛选出关键基因、代谢物及代谢通路，深度解析生物系统的宏观发育过程，解释生物过程的复杂性和整体性。

联合分析思路及案例：

下面分享三篇医学领域代谢组+转录组联合分析的文章，供各位老师参考。

文章一

文章题目：代谢组学和转录组学联合分析揭示乳腺癌治疗的新方法

发表期刊：CANCER RESEARCH

影响因子：IF=13.312（一区）

测序技术：代谢组、转录组

研究概述：

      三阴性乳腺癌（TNBC）占所有乳腺癌的15-20%，TNBC没有靶向治疗，患者只能依靠手术、化疗和放疗，这些治疗方法的效果不如靶向治疗，而且会损害健康组织。本研究以TNBC患者、PDX患者以及ER+患者为研究对象，通过非靶代谢组和转录组联合分析确定了体内外代表性乳腺癌亚型细胞系的代谢表型和基因表达表型，以及在ER+肿瘤和TNBC中富集的特定代谢物。此外，作者还检测了代谢物与基因表达特征之间的相关性。最后，通过针对多个TNBC模型中代谢通路的药物途径进行功能验证实验，发现用嘧啶生物合成抑制剂或谷氨酰胺酶抑制剂靶向富含核苷酸/碳水化合物的TNBC细胞系或PDX异种移植物可产生治疗效果，且嘧啶生物合成抑制剂的治疗效果优于化疗药物，可以用于后期TNBC患者的靶向治疗。此外，作者还基于本研究产生的数据开发了一个公共的交互式数据可视化门户(http://brcametab.org)，以促进未来对于乳腺癌的研究。

技术路线：

文章二

文章题目：转录组学和代谢组学联合分析揭示高血压诱导的海马损伤的机制

发表期刊：Frontiers In Molecular Neuroscience

影响因子：6.261

测序方式：代谢组、转录组

研究概述

      高血压由于其高患病率和多种并发症，是世界范围内的一个公共卫生挑战。高血压引起的海马体损伤会导致行为改变和各种脑部疾病。尽管高血压对海马有多方面的影响，但海马病变的机制仍不清楚。

      在本研究中，作者选取32周龄自发性高血压大鼠（SHR）和WistarKyoto（WKY）大鼠作为研究对象。采用旷场实验（OFT）、高架十字迷宫实验（EPM）和Morris水迷宫实验（MWM）等行为学实验来展示大鼠的行为特征。并通过转录组学和代谢组学分析，了解海马在代谢和遗传水平上的变化。与WKY大鼠相比，SHR大鼠不仅出现记忆能力下降，而且表现出更多活跃和冲动行为。此外，转录组分析筛选了103个差异表达基因。代谢组学分析筛选了56种差异显著的代谢物，包括各种氨基酸及其相关代谢物。联合分析显示，高血压诱导的海马病变与本研究中检测到的差异代谢物和差异基因密切相关。本研究结果为分析高血压诱发海马损伤的发病机制提供了依据。

技术路线：

文章三

文章题目：代谢组学和转录组学联合分析败血症所致心肌功能障碍的代谢紊乱

发表期刊：Frontiers In Molecular Biosciences

影响因子：6.113

测序方式：代谢组、转录组

研究概述

      脓毒症诱导性心肌功能障碍（SIMD）是最常见和最严重的脓毒症相关器官功能障碍。作者的目的主要是研究在SIMD患者的心脏中发生的代谢变化。通过向小鼠腹腔注射脂多糖（LPS），建立了动物SIMD模型，通过转录组测序和代谢组学分析，共鉴定出118个差异代谢物（DEMs）和3081个差异基因（DEGs），代谢组学-转录组学联合分析确定了五种代谢物。最终确定在SIMD模型小鼠的心脏组织中会发生严重的代谢紊乱。该研究结果可能有助于开发SIMD的治疗方法。

技术路线：