植物代谢组学及其在淫羊藿药材研究中的应用

靖汝楠，冯静茹，王一孝，张颜颜，李真，李莉，刘昕，张伟东

（吉林大学药学院，吉林 长春 130000）

代谢组学（metabonomics/metabolomics）通过研究生物体系（细胞、组织或生物体）在受到外界刺激后其内部小分子代谢物的动态变化，进而揭示生物体整体功能状态。代谢组学主要对生物体内代谢物进行定量分析，并寻找代谢物与生理病理变化的相对关系，是系统生物学的组成部分。其研究对象大都是相对分子质量1 000 以内的小分子物质[1]。植物代谢组学是代谢组学的一个重要分支。到目前为止，已知植物大约有30 万种。植物独特的次生代谢可产生超过20 万种次生产物，所产生的代谢物的数量有20 万～100 万种[2]。同一植物在不同环境、不同部位、不同产地或者不同的炮制方法，所得到的代谢物均有差异。这些代谢物结构迥异，数量庞大，可以使植物很好地适应环境的变化，植物类中药的次生代谢物往往是与药效相关的活性成分，也通常作为研究中药材药效学的物质基础[3]。

1 代谢组学在植物研究领域的应用

代谢组学自从兴起之后，其代谢物代表的就是终端生物信息的含义，位于生命活动调控的末端，蕴含了丰富、全面的生物标志物的信息，在生命体研究中是重要的科研工具。植物代谢组学的一般研究流程，见图1，对于收集的样本进行前处理，通过气相色谱质谱联用（GC-MS）、液相色谱质谱联用（LC-MS）及核磁共振（NMR）等技术进行成分分析，用主成分分析（PCA）、聚类分析（HCA）、偏最小二乘法判别分析（PLS-DA）及正交偏最小二乘法判别分析（OPLS-DA）等方法对数据进行整合挖掘，得到生物标志物等有效信息。……