产品简介：

　　转录组是获得生物体内基因表达的重要方法，代谢组是生物体表型的基础和直接体现者。代谢产物是生物体在内外调控下基因转录的最终结果，是生物体表型的物质基础。在系统生物学研究时代，生物过程复杂多变，基因调控网络复杂，单独用一种组学对系统生物学进行研究，往往比较片面。利用转录组的数据获得大量差异表达的基因，与代谢组检测得到的差异代谢物进行关联分析，从原因和结果两个层次分析生物体的内在变化，锁定关键基因、代谢物及代谢通路，构建核心调控网络，系统全面地解析疾病发生发展的复杂机制，从整体上解释生物学问题。

　　技术特点：

　　定性和定量分析不同样品间代谢物变化。

　　解析相关重要代谢物质的合成代谢通路。

　　辅助确定相关重要代谢物质合成途径基因。

　　结合表型性状，阐释生长发育、生理、病理机理。

　　技术路线：

　　分析内容：

　　样本要求：

　　① 代谢组样本要求

　　血清、血浆：200ul/sample;液氮速冻-80℃保存，干冰寄送;若发生溶血，建议重新采样。

　　尿液：500 ul /sample;液氮速冻后-80℃保存，干冰寄送。

　　组织：200mg/sample;液氮速冻后-80℃保存，干冰寄送。

　　细胞：≥1×107/sample;液氮速冻后-80℃保存，干冰寄送。

　　脑脊液：200 ul /sample;液氮速冻后-80℃保存，干冰寄送。

　　粪便及肠道内容物：500mg/sample;液氮速冻后-80℃保存，干冰寄送。

　　注：避免反复冻融

　　② 转录组样本要求

　　组织：≥300 mg;RNAlater保存，新鲜组织样本冰上分割 50 mg小块，分管备份，浸泡在5倍体积的RNAlater，充分浸润后，—80℃保存。

　　血液：全血至少2ml;普通TRIzol 法， Trizol与血液按3:1进行制备。

　　细胞：≥5×106，每5×106个细胞加入 1 ml TRIzol 试剂;枪头反复吹打细胞;避免用RNAlater保存;液氮速冻之后放入-80 ℃保存。

　　其他样本类型请咨询相关工作人员。

　　文章案例

　　Identification of metabolic vulnerabilities of receptor tyrosine kinases-driven cancer

　　期刊：Nat Commun

　　影响因子：11.8780

　　发表时间：2019 Jun 20

　　研究背景

　　代谢重编程是癌症的标志，它提供了新的治疗机会，并吸引了更多的抗癌药物发现工作。最近，越来越多的人认识到，生化途径的重新编程通常会诱发癌细胞特有的代谢脆弱性。在大多数情况下，多种致癌基因通过诱导基因表达的变化来协调代谢重编程。例如，致癌的KRAS和MYC会引发多种代谢变化，包括增加葡萄糖摄取，葡萄糖代谢的差异通道以及重新编程癌症中的谷胱甘肽生物合成。在癌细胞的代谢变化中，尚不清楚具有一定致癌激活作用的癌细胞是否会表现出明确的代谢偏好。

　　研究思路：

　　研究结果：

　　1.致癌RTK差异导致不同的代谢偏好

　　为了探究个体RTK分型如何重塑代谢网络，采用广泛使用的BAF3同基因细胞模型。RTK活化导致糖酵解和氧化磷酸化增强，如细胞外酸化率（ECAR）和耗氧率（OCR）上调如图所示，但RTK分型之间存在显著差异。

　　通过代谢组学鉴定了124种代谢物，对代谢物进行通路富集发现：在FGFR活化中优先激活TCA循环通路；谷氨酰胺/谷氨酸代谢途径在BAF3-RET细胞中增强。BAF3-EGFR和BAF3-FGFR1细胞严重依赖于葡萄糖供应，而BAF3-RET细胞的生长似乎依赖于谷氨酰胺供应。

　　使用RNA测序（RNA-seq）来探究这些细胞中代谢依赖性的基础，进一步通过KEGG途径富集分析这些区别，聚类显示在FGFR1和EGFR激活的细胞中分别依赖糖酵解和丝氨酸合成途径。

　　2.EGFR突变肿瘤依赖氨酸合成途径（SSP）

　　结合PC9异种移植模型和PDX模型，我们用广泛使用的PHGDH抑制剂CBR5884处理RTK驱动的细胞，以减少这些细胞中丝氨酸的从头合成，可以显著抑制肿瘤生长。同时采用[U-13C6]标记的葡萄糖作为示踪剂，探寻代谢具体途径，结果表明EGFR活化促进丝氨酸合成途径，该途径为DNA / RNA合成提供物质。以上结果表明EGFR活化分型肿瘤依赖丝氨酸合成途径。

　　3.FGFR突变肿瘤依赖乳酸合成

　　乳酸可以替代碳源的TCA循环。在BAF3-RTK细胞中采用[U-13C6]标记的葡萄糖和[3-13C]标记的乳酸作为示踪剂，探寻乳酸和葡萄糖代谢具体途径，发现乳酸和葡萄糖一样可以进行TCA循环。在BAF3-FGFR细胞中糖酵解酶LDHA、PFKL、GLUT1、HK2上调。通过基于CRISPR / Cas9筛选的数据集发现依赖LDHA，PFKL和PKM在FGFR分型的癌细胞中显着高于FGFR分型癌细胞。这些结果表明FGFR分型高度依赖乳酸合成的糖酵解。

　　4.ATF4和c-Myc协调代谢重编程

　　对RNA-seq筛选出来的差异转录因子进行生物学信息分析，有针对性采用基因敲除方法沉默25个有代表性的转录因子，并对代表性的代谢基因表达进行RT-qPCR检测。在FGFR分型中鉴定ATF4, FOXO1, HIF1A, MAF, MYC, 和SREBP1和糖酵解相关的基因，在EGFR分型中鉴定ATF4 、MYC和SSP合成相关的基因。此外还发现，HIF1A和MYC的表达受FGFR抑制剂的影响， ATF4和MYC的表达受EGFR抑制剂的影响。这些结果表明在FGFR分型和EGFR分型中ATF4和MYC起着重要的作用。

　　总之，该研究在此建立了RTK激活的转录调控网络，在EGFR或FGFR分型的癌症中突出转录因子ATF4和MYC作为代谢网络重编程的关键节点。

　　研究结论：

　　EGFR突变肿瘤依赖氨酸合成途径（SSP）；

　　FGFR突变肿瘤依赖乳酸合成；

　　在FGFR和EGFR分型中ATF4和MYC分别是代谢重编程的关键转录因子。

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