Name: NMR 기반 대사체학을 사용한 중증 환자의 정신 나간 대사 산물의 식별 및 정량화 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-11-29T14:20:00.000+00:00
Duration: 11 min 2 s
Description: 학습하세요 NMR 기반 대사체학을 활용한 중증 환자의 급성 호흡곤란증후군(ARDS) 대사 프로파일링 방법입니다. 이 기술은 질병 진행과 관련된 생화학적 이상을 밝혀내어 맞춤형 치료 전략 수립에 기여합니다.

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윤리적 승인(IEC 코드: 2022-71-PhD-126)은 러크나우에 있는 SGPGIMS(Sanjay Gandhi Postgraduate Institute of Medical Sciences)의 IEC에서 획득했습니다. 연구를 수행하고 연구 목적으로 데이터를 게시하기 위해 환자 또는 그 친척으로부터 서면 및 정보에 입각한 동의를 받았습니다. 또한, 연구는 기관의 지침에 따라 수행되었습니다.
1. 디자인 및 윤리적 정리 공부
<ol>
	<li>각 그룹의 표본 크기를 결정합니다. 참가자에 대한 선택 기준을 주의 깊게 검토하고 설정합니다. 또한 연구 설계에 인간 또는 동물 샘플이 포함되어야 하는 경우 샘플 수집을 시작하기 전에 해당 기관 윤리 위원회(IEC)로부터 윤리적 허가를 받으십시오.</li>
	<li>동맥혈 내 산소의 분압(PaO2)과 흡기산소분율(FiO2)(P/F) 비율에 기초한 Berlin 2012 정의의 진단 기준에 따라 경증, 중등도 및 중증으로 분류된 ARDS 환자를 선택합니다. P/F 범위가 300-200인 ARDS 환자는 경증, 200-100은 중등도, 100 미만은 중증으로 간주됩니다38. 여기에서는 경증 및 중등도 ARDS 환자의 두 그룹에 초점을 맞췄습니다( 표 1 참조). 참고: 이 연구는 NMR 기반 대사체학을 수행하기 위해 혈액 샘플에서 얻은 혈청을 사용하는 것을 포함합니다. 이 연구에서 참고용으로 포함된 참가자의 평균 연령은 42세(± 10.9세)였으며 성별 분포는 남성 2명, 여성 6명이었습니다.</li>
</ol>

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>범주</td>
			<td>P/F 비율</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>심하지 않음</td>
			<td>300-200</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>온화한</td>
			<td>200-100</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>아주 심함</td>
			<td>100-0</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
표 1: ARDS 환자의 분류.
2. 시료 선별, 채취 및 처리
<ol>
	<li>아래 설명된 단계에 따라 혈청 분리를 수행합니다.<ol>
		<li>실험을 위해 일반 바이알(첨가제 없음) 및 멸균 바이알에 멸균 바늘을 사용하여 동맥에서 2mL의 혈액 샘플을 수집합니다. 샘플을 실온에서 30분 동안 응고시키도록 둡니다. 본 연구에서는 경증 ARDS로 진단받은 환자 4명과 중등도 ARDS를 진단받은 환자 4명을 선정했다.</li>
		<li>3100 x g 에서 15분 동안 샘플을 원심분리하여 혈청25를 분리합니다. 혈청을 멸균 마이크로 원심분리 튜브로 옮겨 더 작은 부피(즉, 400-500 μL)의 부분 표본을 만들고, 적절하게 라벨을 붙이고(환자 이름, CR 번호, 요일 지점 등), 향후 분석을 위해 -80 °C에서 보관합니다. 참고: 이 시점에서 편리한 시간에 실험을 일시 중지하고 다시 시작할 수 있습니다.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>다음 단계를 사용하여 NMR 실험 전에 혈청 샘플을 처리합니다.<ol>
		<li>NMR 실험을 수행하기 전에 샘플을 해동하십시오. pH 변화를 최소화하기 위해 250μL의 혈청 분취액과 250μL의 식염수 인산염수 완충액(100%D2O, 0.9% NaCl, 50mM 인산나트륨 완충액, pH 7.4 함유)을 혼합합니다.</li>
		<li>혼합물이 균일하게 혼합되도록 몇 초(~15초) 동안 혼합물을 소용돌이치십시오. 마지막으로, 준비된 샘플을 0.05mM 농도의 트리메틸실릴 프로피오네이트(TSP)가 포함된 동축 인서트가 있는 깨끗한 NMR 튜브로 옮기며, 이는 보정 및 정량화를 위한 외부 표준물질역할을 합니다 41. 참고: 참고로, 분석물과 상호 작용하지 않는 불활성 및 비반응성 화합물이 사용됩니다. 일반적으로 사용되는 다른 참조 화합물로는 테트라메틸실란(TMS) 및 트리메틸실릴프로판설포네이트나트륨(DSS)이 있습니다.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. NMR 실험
참고: 혈청 샘플에서 작은 분자를 식별하는 데 중점을 두고 있으므로 거대분자 신호를 억제하는 CPMG(Carr-Purcell-Meiboom-Gill) 펄스 시퀀스를 사용했습니다. 이 연구의 모든 혈청 샘플은 극저온 냉각 삼중 공명 TCI 5mm 광대역 역 프로브 헤드 및 차폐 z-gradient가 장착된 800MHz NMR 분광계를 사용하여 기록되었습니다.
<ol>
	<li>샘플을 자석에 넣습니다. wrpa(실험 번호 언급) 명령을 작성하고 Enter 키를 눌러 cpmg 펄스 프로그램으로 양성자 실험을 설정합니다. 제목 옵션을 클릭하여 환자의 이름과 필요한 기타 세부 정보를 언급하십시오.</li>
	<li>Lock 명령을 작성 하여 자기장을 잠그고 Enter 키를 누른 다음 90% H2O 및 10% D2O 옵션을 추가로 선택합니다. ATMM을 통해 프로브를 수동으로 조정 및 일치시켜 무선 주파수 펄스의 효율성을 최적화하고 감도를 최대화합니다. topshim을 클릭하여 1D 그라디언트 shimming을 수행합니다.</li>
	<li>5초의 완화 지연, 12ppm의 스펙트럼 스윕 폭, 300μs의 에코 시간을 포함하여 다음 획득 파라미터를 설정합니다. 이러한 모든 매개변수는 상단 패널에서 Acquisition Parameters 옵션을 선택하여 쉽게 수정할 수 있습니다.</li>
	<li>지수 윈도우 기능을 사용하여 0.3Hz의 라인 확장을 적용하고 128회 스캔을 통해 64,000포인트로 데이터를 수집합니다. 이러한 매개변수는 상단 패널에서 Acquisition Parameters 옵션을 선택하여 유사하게 수정할 수 있습니다. Acquisition Parameters를 클릭하면 사양 목록이 나타나고 언급된 속성은 다른 매개변수와 함께 최적화 중에 수정할 수 있습니다.</li>
	<li>NMR 처리 및 분석 도구를 사용하여 NMR 스펙트럼을 획득합니다. 최종 스펙트럼을 얻었으면 apk 와 absn 명령을 작성하고 enter를 눌러 위상 보정과 기준선 보정을 각각 수행합니다. 상단 패널에 있는 Calibrate Axis 옵션을 클릭한 다음 TSP 피크를 자동 또는 수동으로 0ppm으로 교정합니다.</li>
	<li>수집된 데이터를 시스템에서 워크스테이션으로 전송하여 추가 처리 및 분석이 수행됩니다. 참고: 이제 실험 단계가 완료되었으며 일시 중지할 수 있습니다. 데이터 전처리, 분석, 해석을 편리하게 수행할 수 있습니다.</li>
</ol>
4. 데이터 전처리
<ol>
	<li>NMR 처리 및 분석 도구와 NMR 대사 산물 정량화 소프트웨어를 사용하여 데이터 전처리를 수행합니다.<ol>
		<li>때로는 자동 수정만으로는 충분하지 않으며, 이 경우 수동 수정도 필요합니다. 상 보정을 수동으로 수행하려면 NMR 처리 및 분석 도구의 상단 메뉴 표시줄에서 프로세스 옵션을 클릭하십시오. 그런 다음 Adjust Phase를 클릭하고 마우스를 드래그한 다음 스펙트럼의 위상이 보정될 때까지 관찰합니다. 완료되면 동일한 메뉴 표시줄에서 사용할 수 있는 Save and Return 옵션(아이콘 형태로 표시)을 클릭합니다.</li>
		<li>수동 베이스라인(Whittaker 방법) 보정을 수행하려면 NMR 대사 산물 정량화 소프트웨어의 프로세서 모듈에서 스펙트럼 파일을 엽니다. 기준선 수정 옵션을 선택합니다. 그런 다음 Whittaker 방법 옵션을 선택합니다. 이제 전체 스펙트럼(일반적으로 혈청의 경우 또는 스펙트럼에서 대사 산물의 가용성에 따라 0.0-10ppm)에서 피크의 기저부에 점을 배치하여 염기를 조정합니다. 모든 스펙트럼 파일이 기준선을 수정한 후 단일 폴더에 저장합니다. NMR 대사산물 정량화 소프트웨어의 프로세서 또는 프로파일러 모듈을 사용하여 추가 처리는 특정 형식으로 저장된 동일한 파일을 사용하여 수행될 수 있습니다.</li>
		<li>동일한 소프트웨어의 프로파일러 모듈을 사용하여 비닝을 수행합니다. Tools(도구), Batch Process(배치 처리), Spectral Binning(스펙트럼 비닝) 옵션을 차례로 선택합니다.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>통계 분석에 사용할 최종 비닝 시트를 생성하려면 스펙트럼 비닝을 클릭한 후 베이스라인이 보정된 모든 스펙트럼 파일이 포함된 폴더를 선택합니다.</li>
	<li>스펙트럼을 0.01에서 0.04ppm 범위의 정의된 스펙트럼 너비를 가진 동일한 크기의 bin으로 설정합니다(연구에 따라 최적화할 수 있음). 이 프로세스는 스펙트럼 데이터를 단순화하고 구성하여 보다 일관된 분석을 용이하게 합니다. 시작 및 종료 ppm 값과 함께 버킷 크기를 지정하고 출력 binning sheet가 저장될 폴더를 지정합니다.</li>
	<li>스펙트럼 간섭 42,43,44를 방지하기 위해 물과 용매 TSP(4.8-5.2 및 0.0-0.7ppm)에 해당하는 화학적 이동 영역을 제외합니다.</li>
	<li>이 스프레드시트에는 한 행에는 샘플 이름이 포함되어 있고 다른 행에는 ppm과 함께 다른 bin 값이 포함되어 있습니다. 통계 분석에 이 시트를 사용하기 전에 분석을 위해 샘플을 그룹으로 구성하고 쉼표로 구분된(CSV) 형식으로만 저장하여 수정하십시오. 참고: 예를 들어, 경증 그룹과 중등도 그룹의 ARDS 환자를 비교할 때 경증 및 중등도 레이블로 데이터를 정렬하고 일련 번호를 추가한 다음 파일을 CSV 형식으로 저장했습니다.</li>
</ol>
5. 통계 분석
참고: 이전 단계에서 얻은 비닝 시트는 통계 분석을 위한 입력 파일로 사용됩니다. 본 연구에서는 대사체학 통계 분석 소프트웨어의 통계분석(one factor) 모듈을 사용하였다.
<ol>
	<li>통계 분석 전에 sum, log 및 Pareto를 사용하여 정규화 단계를 수행하지만 이는 연구마다 다를 수 있습니다45.</li>
	<li>일변량 및 다변량 분석을 수행하여 서로 다른 그룹을 구별하고 식별된 대사 산물의 정확도를 확인합니다.<ol>
		<li>주성분 분석(PCA), 부분 최소 제곱 판별 분석(PLS-DA) 및 직교 부분 최소 제곱 판별 분석(OPLS-DA)을 수행하여 대사 프로필의 차이를 담당하는 모든 대사 산물에 대해 VIP(Variable Importance of Projection) 점수를 산출하는 그룹 간의 구별을 관찰합니다.</li>
		<li>학생용 t-검정 및 ANOVA와 같은 일변량 방법을 수행하여 p-값이 0.05 미만인 기준에 따라 유의한 대사 산물을 식별합니다. 두 테스트 모두 대사 산물의 상대 농도 차이를 보여주는 상자 수염 플롯을 생성합니다.</li>
		<li>AUROC(Receiver Operating Characteristic Curve) 그래프 아래 영역을 산출하는 바이오마커 분석을 수행합니다. AUC(곡선 아래 영역) 값 &gt; 0.8은 유의미한것으로 간주됩니다 46.</li>
		<li>VIP score&gt;1, Bonferroni-corrected p-value&lt;0.0544 및 AUC &gt; 0.846 기준을 사용하여 유의한 대사 산물의 최종 목록을 선택합니다.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>아래 설명된 대로 대사 산물을 식별합니다.<ol>
		<li>Binning은 이름보다는 ppm 값의 형태로 중요한 대사 산물을 제공합니다. BMRB(Biological Magnetic Resonance Bank)47및 HMDB(Human Metabolome Database)와 같은 데이터베이스를 사용하여 특정 ppm 값에 해당하는 대사 산물을 식별합니다.</li>
		<li>이 외에, 식별 및 검증을 위해 이전에 출판된 문헌42,44를 사용한다.</li>
		<li>NMR 대사산물 정량화 소프트웨어의 프로파일러 모듈을 사용하여 식별된 대사산물을 ppm 값으로 확인합니다.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
6. NMR 대사 산물 정량화 소프트웨어를 사용한 대사 산물의 정량화
참고: 소프트웨어의 프로파일러 모듈은 식별된 대사 산물을 정량화하는 데 널리 사용됩니다.
<ol>
	<li>정량화를 시작하기 전에 프로세서 모듈을 사용하여 연구를 위해 선택된 참조 화합물(이 연구에 사용된 tsp)을 보정합니다. Calibrate CSI (chemical shape indicator) 옵션을 클릭하십시오. 기준 화합물의 농도(이 연구의 경우 0.05mM)를 언급합니다. 그런 다음, 소프트웨어 피크를 스펙트럼 기준 피크로 끌어서 놓고 높이와 너비를 적절하게 조정합니다. 스펙트럼 참조 피크가 소프트웨어의 피크에 맞으면 Accept를 클릭합니다.</li>
	<li>프로파일러 모듈에서 원하는 스펙트럼을 열고 연구에 적합한 화합물 라이브러리를 선택합니다.</li>
	<li>화면 아래쪽에 대사 산물 목록이 표시됩니다. 이 목록에서 관심 있는 대사 산물을 선택합니다. 선택하면 선택한 대사 산물의 가능한 ppm이 스펙트럼의 상단 모서리에 나타납니다.</li>
	<li>상단 모서리에서 Ppm 값을 선택하고 스펙트럼을 대사 산물의 특정 ppm 스케일로 확대합니다.</li>
	<li>이 시점에서 두 개의 피크가 화면에 나타나는데, 하나는 기록된 데이터를 나타내고 다른 하나는 소프트웨어 피크를 나타내는 점선으로 표시됩니다. 두 피크를 정렬합니다. 소프트웨어 피크를 끌어서 샘플에 있는 피크와 일치하도록 피크의 높이와 위치를 조정합니다.</li>
	<li>적절하게 정렬되면 대사 산물의 농도는 해당 대사 산물에 대한 mM 단위의 표제 농도 아래에 표시된 값에서 얻을 수 있습니다(그림 1).</li>
	<li>모든 대사 산물 및 샘플에 대해 동일한 절차를 따르고 정량화된 값을 스프레드시트로 내보냅니다. 출력 파일을 생성하려면 Tools 메뉴에서 Batch Operations 옵션을 클릭합니다. 출력 파일을 저장할 폴더를 지정합니다.</li>
</ol>
7. 경로 분석
참고: 분석 후 확인된 중요한 대사 산물은 질병 그룹의 결과에 직접적인 영향을 미치는 주요 경로를 결정하는 데 사용됩니다. 이러한 목적을 위해 일반적으로 대사체학 통계 분석 소프트웨어의 경로 분석 모듈과 KEGG 데이터베이스가 사용됩니다.
<ol>
	<li>얻은 중요한 대사 산물 목록을 모듈에 입력합니다. 경로 이름이 포함된 목록이 생성됩니다.</li>
	<li>Impact Factor가 0.1보다 큰 기준에 따라 최종 경로를 선택합니다. 유의한 영향 값은 질병 관련 경로를 나타낸다30.</li>
	<li>질병의 중증도와 관련된 조절 장애를 밝히기 위해 결과 경로를 철저히 분석합니다. 이 방법의 단점 중 하나는 유의한 대사 산물이 3 미만일 때 조절 장애 경로를 식별하는 데 비효율적이라는 것입니다.</li>
	<li>이에 대처하기 위해 확인된 대사 산물 및 질병 중증도와의 상관 관계는 이전에 발표된 문헌을 사용하여 결정할 수도 있습니다. 철저한 문헌 조사를 수행하고 식별된 대사 산물도 귀하의 관심사에 따라 동일한 추세를 따르고 있는지 관찰하십시오.</li>
</ol>
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67319/67319fig01.jpg"> 
그림 1: NMR 기반 대사체학의 기본 단계. 이 그림은 NMR 기반 대사체학의 주요 단계인 샘플 수집 및 준비, NMR 분광법 수행, 데이터 전처리, 통계 분석 수행, 대사 산물 식별 및 정량화, 생물학적 중요성 해석을 보여줍니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67319/67319fig01large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>

<meta charset="utf8"></head><body>조절되지 않는 대사 산물을 식별하기 위해 NMR 분광법을 사용한 대사체학

<table><tbody><tr><td>원심분리기</td><td>시그마 알드리치</td><td>3-18KS</td><td></td></tr><tr><td>Chenomx NMR 스위트&nbsp;</td><td>NMR Suite, v9, Chenomx Inc., Edmonton, Canada</td><td></td><td>NMR 대사 산물 정량화 소프트웨어</td></tr><tr><td>동축 삽입</td><td>시그마 알드리치</td><td>Z278513</td><td></td></tr><tr><td>듀테림 산화물</td><td>시그마 알드리치</td><td>151882</td><td></td></tr><tr><td>Eppendorf 튜브</td><td>Tarsons</td><td>500020</td><td></td></tr><tr><td>Metaboanalyst</td><td>Wishart Research Group</td><td></td><td>대사체학 통계 분석 소프트웨어</td></tr><tr><td>NMR 튜브</td><td>Wilmad</td><td>Z412007</td><td>5mm 직경</td></tr><tr><td>피펫</td><td>Eppendorf 연구 플러스</td><td>3123000039</td><td>0-100 &mu; l</td></tr><tr><td>시료 채취 바이알</td><td>Tarsons 극저온 냉각 바이알</td><td>523194</td><td></td></tr><tr><td>아지드 나트륨</td><td>시그마 알드리치</td><td>S2002</td><td></td></tr><tr><td>염화나트륨 결정</td><td>시그마 알드리치</td><td>S9625</td><td></td></tr><tr><td>인산나트륨 이염기성</td><td>시그마 알드리치</td><td>567550</td><td></td></tr><tr><td>인산나트륨 일염기</td>성 <td>시그마 알드리치</td><td>S0751</td><td></td></tr><tr><td>탑스핀 3.6.4</td><td>Bruker</td><td></td><td>NMR 가공 및 분석 도구</td></tr><tr><td>Tsp salt</td><td>Sigma aldrich</td><td>269913</td><td></td></tr></tbody></table>

nmr 기반 대사체학을 사용한 중증 환자의 정신 나간 대사 산물의 식별 및 정량화

Identification and Quantification of Deranged Metabolites in Critically Ill Patients Using NMR-Based Metabolomics

대사체학 연구를 수행하려면 분석할 표본 크기와 특정 그룹을 결정하는 것이 중요합니다. 질병의 중증도48과 정확하게 상관관계가 있는 유의미한 결과를 얻기 위해서는 적절한 표본 크기를 선택하는 것이 필수적이다. 그러나 이 특정 작업에서는 주로 참조용으로 의도된 NMR 기반 대사체학을 사용하여 대사체의 식별 및 정량화와 관련된 단계를 보여주기 위해 작은 샘플 크기를 사용했습니다. 본 연구에서는 총 8명의 피험자를 대상으로 중환자실 입원 1일차에 경증 및 중등도 ARDS에 걸린 환자 간의 대사 차이를 조사했습니다. 프로토콜에 따라 모든 샘플의 NMR 스펙트럼을 획득 및 처리했으며, 최종적으로 비닝 결과가 포함된 스프레드시트를 생성했습니다.
그런 다음 엄격한 통계 분석을 수행했으며, 여기서 비닝 시트는 입력 파일로 사용되었으며 sum, log 및 Pareto를 사용하여 데이터를 정규화했습니다. PCA(그림 2A)와 OPLS-DA(그림 2B)를 실시했는데, 전자는 군집을 보였지만 후자는 그룹 간의 명확한 차이를 나타내고 대사 차이를 강조했습니다. 순열 테스트 통계 분석(20x)은 R2Y=0.99 및 Q2=0.47의 값을 산출했습니다. 그 후, 조절되지 않는 대사 산물을 식별하기 위해 학생의 t-테스트(그림 2C) 및 바이오마커 분석(그림 2D)을 수행했습니다. 프로토콜 섹션에 요약된 기준에 따라 결과를 유의한 대사 산물로 필터링했습니다(표 2).
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67319/67319fig02.jpg"> 
그림 2: 다변량 및 일변량 분석. (A) 경증 ARDS 환자(빨간색으로 표시) 및 중등도 ARDS 환자(녹색으로 표시)에 대한 주성분 분석(PCA) 및 (B) 직교 부분 최소 제곱 판별 분석(OPLS-DA). (C) box-cum-whisker plot은 혈청 샘플에서 양성자 핵 자기 공명 분광법으로 검출된 경증 ARDS 환자와 중등도 ARDS 환자 간의 대사 산물의 상대적 농도 차이를 강조합니다. x축은 연구 그룹을 나타내고, y축은 ICU 입원 1일차에 경증 ARDS 환자(빨간색으로 표시)와 중등도 ARDS 환자(녹색으로 표시)를 비교했을 때의 상대적 농도를 나타냅니다. (D) ICU 입원 1일차에 경증과 중등도의 ARDS 환자를 비교하여 바이오마커 분석을 수행한 후 얻은 중증도를 예측하는 유의미한 대사 산물의 AUC(Area Under the Curve) 플롯. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67319/67319fig02large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>S.No.</td>
			<td>이름</td>
			<td>스펙트럼 위치(ppm)</td>
			<td>p-값</td>
			<td>귀빈</td>
			<td>AUC 값</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1</td>
			<td>젖산염</td>
			<td>1.34</td>
			<td>0.04</td>
			<td>1.99</td>
			<td>1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2</td>
			<td>이소류신</td>
			<td>1.42</td>
			<td>0.03</td>
			<td>2.01</td>
			<td>0.875</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
표 2: ICU 입원 1일차에 경증과 중등도의 ARDS 환자를 비교한 후 얻은 유의한 대사 산물 목록.
결과는 ppm 값으로 얻어졌기 때문에 이전 문헌을 사용하여 대사 산물을 할당하고 프로파일러를 통해 검증했습니다. 과제 후, 젖산과 이소류신은 중요한 대사 산물로 얻어졌으며, 이는 이전의 일부 ARDS 연구에서도 보고되었습니다30,40. 우리는 잘 분리되고 겹치지 않는 피크를 선택하도록 했습니다. 식별 후, 프로토콜에 언급된 기준을 사용하여 유의한 대사 산물 목록을 필터링했습니다. 그런 다음 프로파일러 모듈을 사용하여 스펙트럼을 열고, 관심 있는 대사 산물을 검색하고, 소프트웨어 피크를 스펙트럼에서 얻은 피크에 피팅하여 관심 있는 대사 산물을 정량화했습니다. 이것은 mM 단위의 대사 산물의 정량화된 값을 제공했습니다. 참고용으로 샘플 이름, 대사 산물 이름 및 농도를 포함하는 스프레드시트가 생성되었습니다. 소프트웨어를 사용한 정량화 후 단백질체학(proteomics)과 같은 다른 접근 방식을 통한 검증을 수행할 수 있습니다.
또한, 식별된 대사산물을 철저히 분석하여 질병 중증도와의 상관관계를 결정하고 이러한 대사산물이 활발하게 관여하는 생화학적 경로를 식별합니다. 재료 및 방법 섹션에 언급된 기준을 사용한 후 두 개의 중요한 대사 산물만 확인되었기 때문에 소프트웨어를 사용한 경로 분석은 불가능했습니다. 따라서 혼란스러운 대사 주기를 강조하기 위해 철저한 문헌 조사가 수행되었습니다. 이 연구에서 확인된 두 가지 대사 산물은 ARDS의 중증도와 성공적으로 상관관계가 있었습니다. 젖산이 증가하면 폐 염증과 혐기성 호흡이 나타나고, 이소류신이 증가하면 폐 손상, 감염, 에너지 대사와 관련된 단백질 이화작용이 나타난다40. 이러한 대사 경로를 이해하는 것은 두 가지 목적을 달성합니다. 첫째, 질병의 복잡성을 밝혀내고 생물학적 메커니즘에 대한 통찰력을 제공합니다. 둘째, 임상의가 환자를 위한 맞춤형 치료를 안내하여 궁극적으로 임상 결과를 개선함으로써 치료 발전을 지원합니다.

NMR 기반 대사체학을 사용한 중증 환자의 정신 나간 대사 산물의 식별 및 정량화

Metabolomics is emerging as a significant approach to reflect the individual's response to pathophysiological conditions. Nuclear magnetic resonance (NMR) ...

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Research

연구

JoVE Journal

Biology

생물학

미생물 planktonic 커뮤니티에서 신진 대사 추출을위한 방법을 설명하고있다. 전체 지역 사회의 샘플링 특별히 준비 필터로 여과에 의해 이루어진다. lyophilization 후 수성 - 용해 metabolites가 추출됩니다. 이 접근법은 자연이나 실험적인 미생물 커뮤니티의 횡단 omics 조사에 환경 metabolomics의 적용을 허용합니다.

핵 자기 공명 분광학을 사용하여 환경 Metabolomics를위한 낮은 밀도 Planktonic 커뮤니티에서 Metabolites의 농도

진보 식민 절차는 더욱 호스트 간장 대사에 미치는 영향을 평가하기 위해 설명되어 있습니다. 간장 신진 대사가 고해상도 매직 앵글 스피닝 (HR의 MAS) 그대로 생검의 NMR 프로 파일링에 의해 평가하는 동안 식민지는 NMR 기반의 신진 대사 프로 파일링 공동 metabolites 미생물의 비뇨기 배설을 평가하여 invasively 아닌 모니터입니다.

하여 세균없는 마우스 프로 그레시브 콜로니 동안 간장 신진 대사 변경 사항 평가 1 H NMR 분광학

대사 산물 프로파일 링은 건강과 질병에있는 신진 대사의 연구에 소중한 자산이다. 극성 스위칭 및 급속한 듀티 사이클 고분해능 질량 분석법에 결합 통상 대별 액체 크로마토 그래피를 이용해서, 우리는 높은 감도, 정밀도 및 해상도를 가진 생물학적 물질의 극성 대사 조성을 분석하는 프로토콜을 기술한다.

민감한, 대규모 양적 대사 체학을위한 전략

포유류 뇌의 신경 화학은 많은 신경 및 전신 질환에서 변화합니다. 대뇌 대사 산물의 특징적인 프로파일은 뇌 조직의 미가공 추출물을 기반으로 효율적으로 얻을 수 있습니다. 이를 위해 고해상도 NMR 분광법을 사용하여 대사 산물 농도(대사체학)에 대한 상세한 정량 분석이 가능합니다.

조직 추출물의 고해상도 핵 자기 공명 분광법에 의한 쥐 뇌의 대사 체 분석

이 논문은 식물의 대사 프로파일링에서 PSYCHE 및 SAPPHIRE-PSYCHE의 사용을 제시하고 샘플 준비 및 최적의 Pure Shift NMR 스펙트럼 기록에 대한 자세한 절차를 포함합니다. 동핵 디커플링에 의해 달성된 분해능의 이득을 통해 시스템을 보다 포괄적으로 이해할 수 있는 예가 논의됩니다.

Pure Shift 핵 자기 공명: 식물 대사체학을 위한 새로운 도구

우리는 XY-Meta와 metaX를 함께 통합하는 표적화되지 않은 대사 산물 워크 플로우를 구축했습니다. 이 프로토콜에서는 XY-Meta를 사용하여 오픈 액세스 스펙트럼 참조에서 데코이 스펙트럼 라이브러리를 생성하는 방법을 표시 한 다음 FDR 제어를 수행하고 대사체 스펙트럼을 확인한 후 metaX를 사용하여 대사 산물을 정량화했습니다.

FDR 제어 기반 비표적 메타볼로임에 대한 식별 및 정량화의 통합 워크플로우

이 프로토콜은 맞춤형 생물반응기 시스템을 과분극 ¹³C NMR 분광법과 통합하여 살아있는 세포의 실시간 피루브산 대사를 측정함으로써 대사 연구 및 약물 스크리닝 응용 분야의 재현성과 운동 정확도를 개선합니다.

과분극 13CNMR을 사용한 살아있는 세포의 실시간 대사 검출

분자 마커로 γH2AX 형성을 사용하여 DNA 이중 스트랜드 줄무늬의 부량 방사선 생물학에서 매우 중요한 도구가되었습니다. 여기 우리는 방사선에 노출 후 세포의 γH2AX foci의 부량위한 immunofluorescence 분석의 사용을 보여줍니다.

Ionising 방사선에 대한 응답으로 γH2AX Foci의 부량

중간 metabolites의 GC / MS 분석을위한 샘플 준비 urease 방법은 그 발명가에 의해 제공됩니다. 방법은 허용 한 단계 모두 단일 프로세스에서 quantifying 탄수화물, 유기 및 아미노산의 탠덤 질량 분광법에 의해 타고난 오류에 대한 신생아 선별의 후속.

한 단계 Metabolomics : 탄수화물, 단일 절차 계량 유기 및 아미노산

신진 대사를 통해 유전체학, 공동 발현 유전자 분석 및 대상 화합물의 식별의 조합은 유전자 기능 주석을 제공합니다.

결합 지노 믹스, Metabolomics와 정보학 통해 식물 유전자 기능의 주석

학습하세요 NMR 기반 대사체학을 활용한 중증 환자의 급성 호흡곤란증후군(ARDS) 대사 프로파일링 방법입니다. 이 기술은 질병 진행과 관련된 생화학적 이상을 밝혀내어 맞춤형 치료 전략 수립에 기여합니다.

NMR 기반 대사체학을 사용한 중증 환자의 정신 나간 대사 산물의 식별 및 정량화

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