代谢物及细胞感受代谢物异常与肿瘤发生发展重大项目指引细胞代谢
代谢物功能词典解析
目录页丨Contents功能词典概述菌群代谢物功能介绍氧化脂质功能介绍氨基酸功能介绍01代谢物功能词典1）介绍代谢物的功能；2）解释代谢物如何发挥功能；3）代谢物会对哪些疾病产生影响。
菌群代谢物氧化脂质氨基酸02代谢物相关菌群潜在的生物学功能短链脂肪酸：乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、2-甲基丙酸、戊酸、异戊酸、己酸厚壁菌的梭状芽孢杆菌降低结肠pH ，抑制病原体生长；抗炎、抗肿瘤；刺激水和钠的吸收；胆固醇合成；为结肠上皮细胞提供能量，涉及肥胖、胰岛素抵抗和2型糖尿病、结直肠癌。
胆汁酸：胆酸，鼠胆酸，脱氧胆酸，鹅去氧胆酸，α-鼠胆酸，β-鼠胆酸，ω-鼠胆酸，牛磺胆酸，石胆酸，熊去氧胆酸，猪去氧胆酸等乳杆菌，双歧杆菌，肠杆菌，类杆菌，梭状芽孢杆菌吸收膳食脂肪和脂溶性维生素，促进脂质吸收，维持肠道屏障功能，信号系统内分泌功能，调节甘油三酯，胆固醇，葡萄糖和能量稳态。
胆碱及其代谢物：甲胺，二甲胺，三甲胺，氧化三甲胺，二甲基甘氨酸，甜菜碱普氏杆菌、双歧杆菌调节脂质代谢和葡萄糖稳态。
涉及非酒精性脂肪肝，饮食诱导肥胖，糖尿病和心血管疾病。
维生素：维生素K ，维生素B12，生物素，叶酸，核黄素，吡哆醇双歧杆菌提供补充内源性维生素来源，增强免疫功能，发挥表观遗传效应，调节细胞增殖。
脂质：共轭脂肪酸，LPS ，肽聚糖，酰甘油，鞘磷脂，胆固醇，磷脂酰胆碱，磷酸乙醇胺，甘油三酯双歧杆菌，罗氏菌，乳杆菌，克雷伯氏菌，肠杆菌，柠檬酸杆菌，梭状芽孢杆菌影响肠道通透性，激活肠脑-肝脏神经轴以调节葡萄糖稳态；LPS 诱导慢性全身性炎症；结合脂肪酸改善高胰岛素血症，增强免疫系统并改变脂蛋白图谱。
胆固醇是产生甾醇和胆汁酸的基础。
其他：D-乳酸、琥珀酸、赖氨酸、葡萄糖、尿素、α-酮异戊酸、肌酐、大麻素、2-花生四烯酰类杆菌，假丁酸弧菌， 瘤胃球菌，粪杆菌属，小分子杆菌属，双歧杆菌，异形杆菌直接或间接合成或利用化合物或包括内源性大麻素系统在内的连锁途径的调制。
硫辛酸代谢组学-概述说明以及解释
硫辛酸代谢组学-概述说明以及解释1.引言1.1 概述硫辛酸是一种重要的有机硫化合物，广泛存在于自然界中。
它在生物体内通过一系列的代谢途径进行转化和利用，参与了许多生物过程。
随着代谢组学研究的发展，人们对硫辛酸的代谢组学进行了深入的探索。
硫辛酸代谢组学是一门研究硫辛酸代谢及其与生物系统之间相互作用的学科。
通过分析硫辛酸及其代谢产物在生物体内的表达和变化情况，可以揭示出硫辛酸代谢与健康之间的关系，从而为疾病的诊断与治疗提供新的思路和方法。
硫辛酸代谢与健康息息相关。
硫辛酸是体内重要的抗氧化物质，具有清除体内自由基、抑制氧化损伤的作用。
它还参与了维持细胞内氧化还原平衡、调节细胞信号传导和基因表达等重要生理过程。
硫辛酸代谢的紊乱与多种疾病的发生和发展密切相关，如癌症、心血管疾病、神经系统疾病等。
因此，深入研究硫辛酸代谢对于促进健康、预防疾病具有重要意义。
当前，硫辛酸代谢组学在疾病的早期诊断、疾病的生物标志物发现和评估、药物研发等方面展现出广阔的应用前景。
通过分析硫辛酸及其代谢产物在不同病理状态下的变化规律，可以发现潜在的生物标志物，为疾病的早期诊断提供新的方法。
此外，硫辛酸代谢组学还可以为药物的研发提供参考，通过研究药物对硫辛酸代谢的影响，评估药物的疗效和安全性。
综上所述，硫辛酸代谢组学的研究对于揭示硫辛酸代谢与健康之间的关系、促进健康、预防疾病以及指导疾病治疗具有重要意义。
同时，硫辛酸代谢组学的应用前景广阔，将为疾病的早期诊断和治疗提供新的思路和方法。
文章结构部分可以从以下几个方面进行叙述：1. 文章整体结构：首先，介绍文章的整体结构，即分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要是对研究主题进行概述和确定研究的目的；正文部分则是详细探讨硫辛酸代谢组学，包括硫辛酸的代谢途径、与健康的关系以及在疾病中的作用；最后，结论部分对硫辛酸代谢组学的研究意义和应用前景进行总结。
2. 引言部分介绍：在引言部分，可以对硫辛酸代谢组学的背景进行简要叙述，包括硫辛酸在生物体内的重要性以及其代谢途径的研究进展。
肿瘤代谢物2-HG与胶质瘤发生发展及其检测
肿瘤代谢物2-HG与胶质瘤发生发展及其检测陈妍红;陈小平【摘要】IDH mutation is prevalent in lower-grade glioma and secondary glioblastoma. Patients bearing IDH mutation are char-acterized by overproduction of 2-HG. 2-HG plays a role in regu-lation of DNA and histone hypermethylation in glioma, thus re-sulting in impaired cell differentiation and tumor formation. As a surrogate marker of mutant IDH, there is increasing interest in development of detection methods for 2-HG. LC-MS is widely used in detecting 2-HG in vitro, and reliable measurement of 2-HG by the non-invasive MRS has been tested in vivo and ex vivo previously. However, whether 2-HG could represent an inde-pendent predictor of patient survival or other clinical features for glioma still needs further study. In this review, we summarize the mechanism adopted by 2-HG in glioma initiation and pro-gression, as well as the detection method tested in clinic. We try to provide guidance to the future combination therapy using mu-tant IDH inhibitors.%低级别胶质瘤和复发胶质母细胞瘤患者常携带异柠檬酸脱氢酶(IDH)编码基因突变.代谢组学研究发现,IDH突变患者肿瘤组织中代谢物2-羟基戊二酸(2-HG)的相对浓度升高. 2-HG可通过影响 DNA 甲基化、组蛋白甲基化修饰、细胞能量代谢等机制抑制肿瘤细胞分化,影响胶质瘤的发生、发展.建立灵敏、特异的2-HG检测方法是临床应用2-HG作为IDH突变替代标志物的前提. 2-HG体外检测主要基于LC-MS技术,应用1H-MRS技术无创检测胶质瘤组织中2-HG相对水平的方法已进入临床试验阶段.但目前关于2-HG是否可作为胶质瘤患者独立分子标志物仍存在争议.该文重点对2-HG影响胶质瘤发生、发展的机制及检测方法进行总结,为后续相关研究及靶向药物的开发提供参考.【期刊名称】《中国药理学通报》【年(卷),期】2018(034)007【总页数】5页(P898-902)【关键词】神经胶质瘤;IDH突变;异柠檬酸脱氢酶;2-羟基戊二酸;检测方法;肿瘤治疗【作者】陈妍红;陈小平【作者单位】中南大学湘雅医院临床药理研究所,湖南长沙 410008;中南大学湘雅医院临床药理研究所,湖南长沙 410008【正文语种】中文【中图分类】R-05;R394.2;R730.264;R730.5;R977.3恶性胶质瘤是最常见的原发性中枢神经系统肿瘤，好发于儿童和青少年，成人发病率较低，但死亡率高。
代谢组学测序看组织中细胞-概述说明以及解释
代谢组学测序看组织中细胞-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分主要介绍代谢组学测序以及其在研究组织中细胞中的应用。
代谢组学测序是一种利用高通量技术来研究细胞内代谢产物组成和相关代谢途径的方法。
通过对代谢产物的定量和定性分析，可以揭示细胞内代谢调控的机制，进一步了解生物体的生理和病理状态。
随着近年来高通量测序技术的飞速发展，代谢组学测序已成为研究代谢组的重要手段之一。
传统的代谢组学方法主要依赖于色谱质谱等技术，但由于其繁琐且分析范围受限，难以全面揭示细胞内代谢物的组成。
而代谢组学测序通过结合质谱和信息学分析，能够高效地对大量代谢产物进行快速测定和综合分析，进而实现全面、系统地获取组织中细胞的代谢信息。
在组织中，不同细胞类型的代谢活性和功能各有差异。
代谢组学测序可以帮助我们深入了解组织中不同细胞之间的代谢调控网络，揭示细胞间的相互作用以及代谢物在组织层面的分布和转化。
例如，在肿瘤组织中，细胞代谢的异常活性与肿瘤的发展密切相关。
通过对肿瘤组织中不同细胞类型的代谢产物进行测序和分析，可以发现关键代谢途径的异常变化，为肿瘤治疗提供理论依据和新的药物靶点。
综上所述，代谢组学测序作为一种新兴的代谢研究技术，对于揭示组织中细胞的代谢网络和调控机制具有重要意义。
随着技术的不断发展和完善，相信代谢组学测序将为生命科学和医学研究带来更多突破，并在疾病诊断和治疗中发挥重要作用。
接下来的章节中，我们将详细介绍细胞代谢组学测序的原理和方法，以及其在组织中的应用。
1.2文章结构文章结构:本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要概述本文的研究背景、目的以及文章结构的安排。
正文部分分为两个小节，分别介绍了细胞代谢组学测序的原理和方法以及在组织中的应用。
结论部分主要总结了细胞代谢组学测序在研究组织中细胞中的重要性，并对其发展前景进行了展望。
在正文部分的第一节中，我们将详细介绍细胞代谢组学测序的原理和方法。
细胞代谢组学测序是一种通过测定细胞内代谢物水平来研究细胞代谢状态的方法。
E2F1与肿瘤代谢重编程的研究进展
２０１１ 年 Ｈａｎａｈａｎ 等 ［１］ 在 《Ｃｅｌｌ》 杂 志上归纳总结了肿瘤十大特征， 相对 于 １０ 年 前 其 在 同 类 杂 志 上 发 表 的 肿 瘤具有持续增殖、 无限复制、 血管增 生、逃避生长抑制因子、侵袭转移、抵 抗细胞死亡六大特征外， 代谢方式的 改变被认为是新的肿瘤特征之一。 这 种观念的更新更加说明了肿瘤代谢 在肿瘤发生、 发展中的作用日益凸 显。 目前认为肿瘤糖代谢的改变受多 种 关 键 因 子 调 控 ， 如 ＰＩ３Ｋ ／ ＡＫＴ 通 路 的 激 活 ［２］、 缺 氧 诱 导 因 子 １α（ＨＩＦ鄄１α） 的 活 化 ［３］、 ｃ鄄Ｍｙｃ 癌 基 因 的 表 达 ［４］ 及 ｐ５３ 的 下 调 或 缺 失 ［５］ 可 通 过 影 响 糖 代 谢关键酶活性促进肿瘤细胞糖代谢重 编程。 现有研究发现细胞周期相关转 录 因 子 Ｅ２Ｆ１ 除 调 控 细 胞 增 殖 外 也 参 与代谢重编程。 ２ Ｅ２Ｆ１ 对 传 统 细 胞 周 期 的 作 用
单羧酸转运体1和4对肿瘤代谢的影响以及作为肾癌治疗潜在靶点的研究进展
本研究受青岛市民生科技计划项目（Ｎｏ．１９－６－１－４０－ｎｓｈ），山东省自然基金项目（Ｎｏ．ＺＲ２０１４ＨＭ０５９）及吴阶平基金（Ｎｏ．３２０．６７５０．１４３２２）支持 ※ 通信作者：曹延炜，Ｅｍａｉｌ：ｃａｏｙｎｗ＠１６３．ｃｏｍ单羧酸转运体１和４对肿瘤代谢的影响以及作为肾癌治疗潜在靶点的研究进展杨若男 纪建磊 黄 涛 王洪阳 李树娟 郭 琛 董 震 曹延炜※（青岛大学附属医院 泌尿肾脏移植科，山东 青岛 ２６６０７１）肿瘤细胞有氧糖酵解被称为瓦伯格（Ｗａｒ-ｂｕｒｇ）效应。
单羧酸转运蛋白（ｍｏｎｏｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒｓ，ＭＣＴｓ）负责在细胞内外转运乳酸，从而成为酵解的关键分子。
其中ＭＣＴ１和ＭＣＴ４是两种在生理和病理状态下主要调节乳酸转运的蛋白。
已有多项研究证实了ＭＣＴ１和ＭＣＴ４在多种类型的肿瘤中呈现高表达状态，并且与肿瘤细胞的恶性程度及其预后呈正相关。
抑制ＭＣＴ１和ＭＣＴ４的表达可以抑制肿瘤细胞的生长、侵袭和迁移，因此ＭＣＴ１和ＭＣＴ４逐渐成为肿瘤靶向治疗的潜在靶点。
本文针对ＭＣＴ１和ＭＣＴ４在肿瘤发生发展中的作用以及其作为肾癌治疗潜在靶点的研究进展做一阐述。
单羧酸转运蛋白是一类重要的跨膜转运蛋白，主要对乳酸进行转运［１］，进而维持机体内环境的动态平衡。
目前已知的ＭＣＴ家族主要有１４个成员，其亚型命名为１～１４号［２］。
根据蛋白水解和拓扑分析结果表明，ＭＣＴＳ家族全部成员都具有相似的拓扑结构，均由Ｎ－端、Ｃ－端和１２个跨膜域（ｔｒａｎｓｍｅｍｂｒａｎｅｄｏｍａｉｎ）组成。
ＭＣＴＳ具有相似的生化特征和不同的组织细胞分布。
其中ＭＣＴ１几乎分布于人体所有组织细胞中，主要参与乳酸的转运，在肿瘤细胞中ＭＣＴ１异常高表达。
Ｗａｒｂｕｒｇ效应表明，在肿瘤细胞中，有氧糖酵解是其进行细胞代谢的主要方式［３］，即使在有氧的条件下肿瘤细胞依然依靠糖酵解供能。
此过程中细胞内产生的乳酸过多，ＭＣＴ１能及时将细胞内产生的乳酸转运到细胞外，维持细胞内的ｐＨ值稳定；同时，当细胞内的葡萄糖缺乏时，乳酸可以作为“替代燃料”，肿瘤细胞会利用乳酸作为能源，ＭＣＴ１会将细胞外游离的乳酸转运至细胞内，为肿瘤细胞供能［４］。
肿瘤糖代谢异常
肿瘤糖代谢异常肿瘤糖代谢异常是肿瘤代谢重编程（metabolic reprogramming in cancer）的重要组成部分。
肿瘤代谢重编程是由于肿瘤细胞内⼀些基因结构与功能改变导致以Warburg效应为主要⽣化代谢特征的⼀系列代谢改变，主要表现为糖酵解增强、葡萄糖摄取和消耗增加、脂类和蛋⽩质合成加强，以及⾕氨酰胺等氨基酸摄取和分解代谢增加等，这些代谢改变将利于肿瘤恶性增殖和适应不利⽣存环境（图3-2-3）。
肿瘤Warburg效应 20世纪初德国⽣化专家Otto H. Warburg发现肝癌细胞在氧⽓充⾜情况下始终优先通过糖酵解代谢葡萄糖⽣成ATP。
肿瘤细胞这种特殊⽣化表型，称为Warburg效应，或有氧糖酵解，或反Pasteur效应。
当时，Warburg等将肿瘤细胞糖酵解代谢活跃的原因归结于肿瘤线粒体呼吸功能的损伤，并认为糖酵解代谢增强是致癌因素，即将肿瘤的发⽣归因为“⽣化代谢疾病”。
后来随着分⼦⽣物学技术的兴起，以及“肿瘤是基因疾病”的观念在学术界得到普遍认可，肿瘤糖酵解的研究逐⼊低⾕。
1988 年，由于正电⼦发射断层成像（positron-emission tomography，PET）技术在临床肿瘤诊断上的成功应⽤，肿瘤细胞糖代谢这⼀特殊表型再度引起⼈们的⾼度关注。
⽬前，Warburg效应作为肿瘤的能量代谢标志，已在多种类型的细胞中得到证实。
肿瘤细胞糖酵解能⼒是正常细胞的20～30 倍，糖酵解的增强与肿瘤的⽣长速度成正⽐，还与肿瘤的侵袭性⽣长密切相关。
同时肿瘤细胞糖代谢的另⼀条通路——磷酸戊糖通路代谢活性也⼤⼤增强，该通路为肿瘤合成代谢提供⼤量构件分⼦和还原当量（图3-2-3）。
肿瘤细胞这两条葡萄糖代谢通路⼤量消耗了葡萄糖，这也是肿瘤恶性发展和肿瘤恶液质发⽣机制的重要因素。
Warburg 效应有利于肿瘤的恶性⽣长。
尽管糖酵解较线粒体氧化磷酸化产能效率较低，但恶性肿瘤细胞可从活跃的糖酵解代谢中受益，主要表现在以下⼏个⽅⾯：第⼀，与氧化磷酸化相⽐，糖酵解产⽣ATP 效率尽管低，但产⽣速度快，这对于快速增殖的肿瘤细胞极为有利，因为肿瘤细胞对氧的依赖性降低了，⽽对于依赖氧化磷酸化作⽤产⽣AT P的细胞来说，氧的缺乏可能是致命的。
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“代谢物及细胞感受代谢物异常与肿瘤发生发展”重大项目指南
细胞代谢的改变是肿瘤的重要特征之一。大量研究发现肿瘤细胞发生了代谢重编程，并且对肿瘤代谢
的认识已经不再局限于糖酵解和三羧酸循环的改变，诸多代谢通路包括脂肪酸代谢、胆固醇代谢、谷氨酰
胺代谢、丝氨酸代谢、一碳单位代谢、胆碱代谢等，在肿瘤细胞中均发生了重编程变化。随着肿瘤生物学
研究的不断深入，细胞代谢异常在肿瘤发生发展中的作用研究已成为活跃的国际学术前沿，细胞代谢异常
先于肿瘤发生的理论也逐步在研究中得到了证实。近年来，研究发现葡萄糖缺乏可促进KRAS野生型的细胞
获得KRAS及其信号通路分子的突变，首次证明细胞代谢异常可以导致原癌基因突变。2-HG竞争性抑制多
种α-KG依赖的双加氧酶活性（如：介导DNA氧化去甲基化的Tet双加氧酶），以及其他表观遗传调控相
关的酶（如：组蛋白去甲基化酶）等，从而影响表观遗传调控，启动肿瘤的发生、影响肿瘤的进展。这些
研究发现提供了代谢改变可以促进肿瘤发生的直接证据，而且其调控的关键节点也正在成为肿瘤诊断和治
疗中潜在的靶点。基于肿瘤代谢改变的研究成果，将为肿瘤的分子诊断、精确分型、预后分析、靶向治疗
和药物反应性等提供重要的理论指导。
肿瘤代谢改变与肿瘤发生发展之间的关系涉及复杂的生物学过程和多种分子机制，而代谢物及细胞感
受代谢物异常在其中的作用日益受到关注。例如:代谢产物乳酸可以直接增加某些蛋白的稳定性，从而促进
细胞增殖和血管新生；肿瘤细胞能感受环境代谢物变化，增加肿瘤侵袭转移相关蛋白的合成；肿瘤细胞还
能调整自身的能量感受通路，增强对代谢压力的适应，提高在低营养状态下的存活率，是肿瘤产生抗药性
的因素之一。此外，肿瘤细胞还通过与免疫细胞竞争营养，而抑制抗肿瘤免疫，如：肿瘤细胞糖酵解增高
可以引起肿瘤微环境中T细胞营养不良，抑制T细胞肿瘤免疫；调控胆固醇代谢途径可提高肿瘤特异的细
胞毒T细胞的活性，增强抗肿瘤细胞免疫。肿瘤代谢研究的领域已进一步扩展到肿瘤微环境，以及对肿瘤
免疫的影响。因此，发现代谢物异常、了解细胞如何感受代谢物异常、代谢异常对细胞的恶性转化作用以
及对肿瘤免疫微环境的改造等是重要的前沿科学问题，阐明其内在的分子机制将为肿瘤预防、早期诊断和
治疗提供新思路。
本立项拟以发现与肿瘤发生相关的代谢物为切入点，研究重要代谢物异常在细胞恶性转化中的作用及
其分子机制；明确细胞感受代谢物失调的机制及其在肿瘤发生发展中的意义；探索代谢异常对肿瘤微环境
的改造及其生物学效应和机制。从而阐释代谢异常在肿瘤细胞及其微环境的基因表达与信号转导中的作用
和地位，深入理解代谢物（或包括相关代谢酶）和细胞感受代谢物失调在肿瘤发生发展中的功能与机制，
为临床转化提供新的诊断靶标与治疗靶点。本项目的实施对促进代谢生物学、化学、免疫学与肿瘤学基础
和临床研究的学科交叉，具有重要的意义。
一、科学目标
以我国常见高发的1-2种肿瘤为模型，发现一批在肿瘤发生发展中有明确调控作用的重要代谢物，研
究这些代谢物异常在细胞恶性转化中的作用及其机制,确定代谢物和细胞相互作用失调在肿瘤发生中的作
用与机制，解析代谢物对肿瘤细胞信号转导与基因表达的调控功能，阐明代谢异常对肿瘤微环境的改造及
其生物学效应，建立适于转化研究的代谢物体外及体内研究的实验平台，发现可能用于肿瘤临床诊断的代
谢物分子标记物，鉴定可能具有肿瘤临床治疗前景的代谢物分子靶标。
二、研究内容
选择我国常见高发的1-2种肿瘤为模型，开展如下四方面的研究：
（一）肿瘤相关代谢物的发现：采用高通量代谢组学、蛋白组学和生物信息学等检测手段，发现、筛
选和鉴定一批与肿瘤表型特征密切相关的代谢物；运用细胞模型、荷瘤小鼠及转基因小鼠等动物模型，证
实其体内外对正常细胞的恶性转化作用。
（二）代谢物诱导细胞恶性转化的机制：建立适于转化研究的代谢物体外及体内研究的实验平台，研
究前期验证的肿瘤相关异常代谢物诱导细胞恶性转化的机制，包括表观遗传调控、转录调控、翻译后修饰
以及信号转导通路等。
（三）肿瘤细胞感受代谢物的调控：综合运用生物化学、细胞生物学及分子生物学等方法，鉴定肿瘤
细胞感受特定代谢物的受体，解析肿瘤细胞感受细胞内外代谢物的通路变化及其对代谢活动的影响，以及
在不同营养状态下，肿瘤细胞感受代谢物相关通路的调控作用。
（四）代谢异常对肿瘤微环境的改造及其生物学效应：研究代谢异常（代谢物或相关代谢酶变化）对
肿瘤微环境的影响，特别是对微环境炎症细胞、肿瘤相关免疫细胞的募集、激活和功能的调控，阐明代谢
异常对肿瘤微环境的改造作用、其产生的生物学效应和对肿瘤发生发展的影响。
三、申请注意事项
（一）本重大项目要求针对上述四部分研究内容，分别设置4个课题。
（二）申请书的附注说明选择“代谢物及细胞感受代谢物异常与肿瘤发生发展”（以上选择不准确或
未选择的项目申请将不予受理）。
（三）申请人申请的直接费用预算不得超过1530万元/项（含1530万元/项）。
（四）本项目由医学科学部、生命科学部和化学科学部联合提出，由医学科学部负责受理。