人尿代谢物发现3000余种并非最终结果

2013年9月11日 07:56 网络转载   诸平阅读:177次
 
  据《科学日报》(ScienceDaily)网站2013年9月5日报道,加拿大、美国、奥地利的科学家合作,花费了7年多时间,有近20位科学家参与的一项研究成果,对于人尿液中化学物质的分析鉴定。研究结果显示,人尿液中有3000余种化学物质或者代谢物,预计此项研究结果将会对医疗、营养、药物以及环境测试有重大影响。参与此项研究的科学家分别来自加拿大阿尔伯塔大学(University of Alberta)生物科学系、计算科学系;加拿大国立纳米技术研究所;美国哈佛医学院(Harvard Medical School)马萨诸塞州总医院(Massachusetts General Hospital)心血管研究中心;奥地利BIOCRATES生命科学公司(BIOCRATES Life SciencesAG)。




  此项目的资深科学家David Wishart指出,之前并没有想到会有这么多不同的化合物随着人们的尿液而进入厕所。Wishart的研究团队利用最先进的分析化学技术包括核磁共振光谱、气相色谱、质谱和液相色谱系统地识别和量化数以百计的化合物,而且人尿液样本来源广泛。为了帮助补充他们的实验结果,他们也使用了计算机数据挖掘技术来检索100多年以来出版的有关人尿液研究的科学文献。这种化学物质的详细目录包括尿液中成千上万种代谢物的化学名称、同义词、概述、结构、浓度以及相关疾病,收录于一个免费的被称之为尿液代谢物数据库(Urine Metabolome Database)即UMDB。UMDB是一个世界性的促进临床、药物和环境验尿研究的参考资源库,UMDB是由加拿大国家代谢组学的核心机构代谢组学创新中心来维护和更新。

  医师、营养师和环境科学家对于尿液的化学成分特别感兴趣,因为它不仅显示了一个人的是否健康的关键信息,而且也与他们吃什么、喝什么、服用什么药以及暴露于什么污染物的环境之中有直接关系。关于尿液分析用于医疗目的甚至可以追溯到3000多年前。事实上,直到19世纪后期,尿液分析以颜色、味道和气味(称为验尿) 为主要方法,是早期的医生用于诊断疾病的方法之一。即使在今天,每天都有成千上万次尿液的化学测试,被用于识别新生儿代谢紊乱,诊断糖尿病,监测肾功能,证实膀胱感染和检测非法药品的使用等。可以说尿液检查对临床诊断、判断疗效和预后有着十分重要的价值。

  Wishart说,“大多数医学教科书只列出了尿液中的50到100种化学物质,而最常见的临床尿液测试只测量6到7种化合物, 扩大尿液中已知的化学物质和改进尿液测试技术,我们可以在同一时间检测出尿液中的数百种化学物质,可以真正实现测试服务于医疗,为有效治疗提供参考依据。”因此这项研究的具有特别重大的意义,因为它将允许一个全新一代的快速、廉价和无痛医疗测试,即使用尿代替血液或组织切片进行检测相关生物标记物,为医疗提供参考依据。尤其是新的尿液测试结果对于结肠癌、前列腺癌、腹腔疾病,溃疡性结肠炎、肺炎和器官移植排斥反应等诊断治疗和预后,提供了重要参考,而且一直在积极进行开发,并即将进入市场投入临床应用。人尿液代谢组的研究论文已经在PLoS ONE杂志网站发表——Souhaila Bouatra, Farid Aziat, RupasriMandal, An Chi Guo, Michael R. Wilson, Craig Knox, Trent C. Bjorndahl,Ramanarayan Krishnamurthy, Fozia Saleem, Philip Liu, Zerihun T. Dame, JennaPoelzer, Jessica Huynh, Faizath S. Yallou, Nick Psychogios, Edison Dong, RalfBogumil, Cornelia Roehring, David S. Wishart. The Human Urine Metabolome. PLoS ONE, 2013; 8 (9): e73076 DOI:10.1371/journal.pone.0073076.

  就代谢组(metabolome)单词本身而言,它是由"metabolism"(新陈代谢) and "genome"(基因组)演变而来的,是指生物体内源性代谢物质的动态整体。而传统的代谢概念既包括生物合成,也包括生物分解,因此理论上代谢物应包括核酸、蛋白质、脂类生物大分子以及其他小分子代谢物质。但为了有别于基因组、转录组和蛋白质组,代谢组目前只涉及相对分子质量较小(>1000)的小分子代谢物,而且是指在特定组织内发现的代谢物整体。人尿液的研究是阿尔伯塔大学等研究人员所进行的系列研究的一部分,旨在系统地描述整个人类代谢组。2008年,同样是阿尔伯塔大学的研究团队描述了人类脑脊液的化学成分;2011年他们确定了人类血液的化学成分。

  Wishart说他们目前的测定结果还不能认为是人尿液化学成分的最终结果,因为随着新技术开发和更加灵敏的仪器诞生,可能还会有许多种存在于尿液中的未知化合物将被确认。事实上,几乎每一天都有新化合物被添加到UMDB。虽然人类基因组计划依然继续吸引世界绝大部分的注意力,但是Wishart认为他们在人类代谢组方面的这些研究已经对人类健康有更明显和直接的影响。更多信息请浏览原文(The Human Urine Metabolome )。

相关文献题录:

  HMDB: the Human Metabolome Database


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