1、基于核磁共振的代谢组学数据分析标准化,代谢组学中的动物实验设计生物样品采集、制备及核磁共振检测代谢组学中的数据分析核磁共振谱图预处理核磁共振数据前处理多变量统计分析,主要内容,代谢组学中的动物实验设计,动物的选择不符合3R原则，多多益善 Reduction(减少)，Replacement(替代)， Refinement(优化)从微生物学标准选择动物 普通级，清洁级，SPF级，无菌动物从效果上选择实验动物 常用的动物实验顺序：小鼠、大鼠 (啮齿目)、兔 (兔形目)、猪、牛 (偶蹄目)、狗、猫 (食肉目) 、猕猴、黑猩猩(灵长目)等。,人和不同种实验动物血清的NMR谱图比较,属(species)，
2、种(strain),人和不同种实验动物尿样的NMR谱图比较,人和不同种实验动物的代谢轮廓比较,D: Dairy Cow; H: Human;M: Mouse; P: Piggy;R: Rat; G: Guinea Pig,M-B: Balb-C Mouse; H: Human;M-K: Kunming Mouse; Ra: Rabbit;R-S: SD Rat; R-W: Wistar Rat,性别(gender),血样,尿样,1,2,1,Zebrafish Livers OPLS,1H NMR (800 MHz) profile of liver from (A) Male and (B)
3、Female Zebrafish,Ong ES et al Mol. Biosystems, 2009;5:288-98.,性别(gender),代谢组学中的动物实验设计,年龄(Age range) 年龄不同，生物学特性各异，一般选性成熟后的青壮年动物。 太小的动物：生理功能未达到成年水平。太老的动物：各器官老化，代谢功能下降 体重(Weight range) 在正常营养状态和饲养条件下，体重与年龄有一定的相关性。,实验动物年龄状态的相似性,代谢组学中的动物实验设计,饮食(diet control)环境(environment) 温度(18-25C)，湿度(45-65%)喂养(housing)
4、 12h-12h 光照/黑暗适应期(acclimation),生物样本的采集,消毒过程和麻醉剂的影响,消毒过程的影响,抗凝剂的影响,生物样本的采集,注意事项尿样和粪样收集 采样时间一致(8：00-12：00)，避免昼夜节律产生的代谢变化。加NaN3防酶、抗菌。血样收集 取血前禁食12小时。避免使用酒精消毒。组织收集 尽可能在15分钟内收集完整。,生物样本的制备,生物组织与细胞,重水配制的生理盐水,HR-MAS转子,生物样本的制备,代谢组学生物样本的核磁共振检测,生物样本的NMR检测,代谢组中包含的代谢物类型,Metabolome = the total metabolite pool,- Al
5、l low molecular weight (MW 0.9为高度相关，0.75R9为显著相关，0.5R0.9: 预测能力很强； Q20.5: 预测能力较强； Q2更小时，预测能力一般。R2: R2 较高是得到较高 Q2的先决条件 最好同时具备较高的R2 和 Q2，且R2和Q2的差别比较小。,模型的交叉验证(Cross Validation),外部验证(External model validation)舍一法(Leave one out method) 训练集，验证集，测试集排列实验(Permutation test): PLS-DACV-ANOVA: OPLS-DA,排列实验(Permutation test),(A)经排列实验验证无意义的数据模型；(B)经排列实验验证有意义的数据模型。,回溯转换(Back transformation),(C),(A)未经过数据回溯转换的自适换算载荷图；(B)经过数据回溯转换的自适换算载荷图；(C)数据回溯转换后，加入相关系数显示。,代谢途径(Metabolic pathway),
