張強(qiáng) 王悅 李美秋 鄭健

組學(xué)是基于高通量分析的集合生物學(xué)系統(tǒng)，根據(jù)分析目標(biāo)的不同可分為基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白組、代謝組和RNA組等，以整體角度去研究生物體內(nèi)DNA轉(zhuǎn)錄、RNA翻譯、蛋白質(zhì)修飾和代謝產(chǎn)物的功能等情況。目前多組學(xué)的發(fā)展也實(shí)現(xiàn)了各個(gè)數(shù)據(jù)的互補(bǔ)，解決了人類利用單一組學(xué)無法解決的問題，使人類對生物體的表達(dá)信息研究更透徹。

1 基因組學(xué)

基因組學(xué)是由美國科學(xué)家Thomas Roderick于1986年提出的，指對所有基因進(jìn)行基因組作圖(包括遺傳圖譜、物理圖譜、轉(zhuǎn)錄本圖譜)、核昔酸序列分析、基因定位和基因功能分析的一門科學(xué)[1]。自21世紀(jì)以來，作為世界上最有影響力的學(xué)科，并不只限于生物學(xué)的范疇，而是與其他學(xué)科相互融合，不斷發(fā)展新技術(shù)、新領(lǐng)域。通過基因組測序和DNA微陣列技術(shù)可以更深地了解一個(gè)物種的分子進(jìn)化、系統(tǒng)發(fā)育和基因調(diào)控等特點(diǎn)。其中基因組測序的核心：第二代測序技術(shù)(NGS)，它能夠捕捉新合成的末端的標(biāo)記來確定DNA的序列，可以快速高效的鑒別單核苷酸多態(tài)性(SNPs)標(biāo)記、插入和缺失(InDel)標(biāo)記等[2]。Peterson等[3]利用雙酶切系統(tǒng)的基因組測序技術(shù)在鹿鼠的2個(gè)姐妹物種的雜交群體中共獲得了1 000多個(gè)SNPs，且具有固定差異，并利用1 000多個(gè)SNPs構(gòu)建了遺傳圖譜。DNA微陣列則可以高通量檢測分析DNA結(jié)合蛋白與大量DNA分子相互作用，用以確定轉(zhuǎn)錄因子的DNA結(jié)合親和性、特異性及序列偏好性[4]。Wong等[5]將DNA微陣列技術(shù)與最新的一種轉(zhuǎn)錄因子DNA結(jié)合特異性高通量表征技術(shù)-SELEX-Seq相結(jié)合，表征了轉(zhuǎn)錄因子NF-κB的9種二聚體與各種11-mer序列的結(jié)合親和性，進(jìn)一步鑒定基因調(diào)控區(qū)中與性狀、疾病相關(guān)的重要SNP。

20世紀(jì)90年代初，以美國為主導(dǎo)的人類基因組計(jì)劃開始興起；1998年，中國在上海和北京相繼成立了人類基因組南方研究中心，1999年，中國參加人類基因組計(jì)劃(HGP)，成為繼美、英、日、德、法之后第六個(gè)國際HGP參與國，近年來，水稻基因組、人類基因組等兩個(gè)重大科技項(xiàng)目以及由此在中國逐步實(shí)施的一系列基因組和功能基因組測序與研究工作都實(shí)現(xiàn)了跨越式的發(fā)展[6]。在未來10～20年間里，人類對基因組學(xué)的研究進(jìn)入后基因組研究階段，并嘗試解讀所有模式生物、模式基因組和代表生物的遺傳密碼，也將更容易、更完全地理解基因?qū)θ祟惿?、老、病、死的影響，根?jù)相關(guān)致病基因的定位、排序等信息，就能夠找到包括腫瘤以及非腫瘤疾病的許多頑癥病因，有針對的設(shè)計(jì)和篩選新藥，或者改變基因在染色體上的線性排列，糾正基因組中可能出現(xiàn)的遺傳缺陷，研制出相應(yīng)的藥物，治療相關(guān)疾病。

2 轉(zhuǎn)錄組學(xué)

轉(zhuǎn)錄組學(xué)是功能基因組學(xué)研究的重要組成部分，是一門在整體水平上研究細(xì)胞中所有基因轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄調(diào)控規(guī)律的學(xué)科[7]。作為率先開展起來的一門技術(shù)已經(jīng)在生物學(xué)研究中得到了廣泛的應(yīng)用，包括動(dòng)植物和微生物基礎(chǔ)研究、臨床診斷和藥物研發(fā)等領(lǐng)域。由于基因調(diào)控復(fù)雜、測序成本高，對轉(zhuǎn)錄組學(xué)的分析只能局限在極少數(shù)基因的研究，但近幾年來隨著分子生物學(xué)的快速發(fā)展，使轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)得到了巨大的進(jìn)步，主要有基于雜交的基因芯片技術(shù)和基于測序的基因表達(dá)系列分析技術(shù)(SAGE)、大規(guī)模的平行測序技術(shù)(MPSS)、RNA測序技術(shù)(RNA-sep)?；蛐酒抢眉t、綠熒光染料分別標(biāo)記實(shí)驗(yàn)樣本和對照樣本cDNA，將樣本混合后與基因芯片雜交，可顯示實(shí)驗(yàn)樣本和對照樣本基因的表達(dá)強(qiáng)度，主要應(yīng)用于基因表達(dá)檢測、尋找新基因和基因突變以及基因文庫作圖等方面研究；SAGE技術(shù)是一種可以定量并同時(shí)分析大量轉(zhuǎn)錄本的方法，而MPSS是在SAGE的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，在cDNA上添加了接頭，是新一代測序發(fā)展的先驅(qū)；RNA-sep技術(shù)則是先將細(xì)胞中的所有轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物作為cDNA 文庫，然后將cDNA文庫中的DNA隨機(jī)剪切為小片段，再在cDNA兩端加上接頭，并利用新一代高通量測序儀測序，直到獲得足夠的序列，最后將所得序列通過比對或從頭組裝形成全基因組范圍的轉(zhuǎn)錄譜[8]。

最初Lockhart等[9]在研究酵母基因表達(dá)時(shí)提出了轉(zhuǎn)錄組的概念，近幾年研究范疇進(jìn)一步擴(kuò)大，將組學(xué)概念廣泛應(yīng)用于腫瘤、代謝工程領(lǐng)域和藥用植物研究中，如利用RNA測序分析技術(shù)研究抽煙對肺癌的影響、發(fā)現(xiàn)蔬菜作物轉(zhuǎn)錄組的重要基因以及用蛋白質(zhì)藥物等產(chǎn)品生成大量動(dòng)物細(xì)胞系等。轉(zhuǎn)錄組學(xué)也將為疾病控制和新藥開發(fā)、作物和畜禽品種的改良提供新思路，為人類解決健康問題、食物問題、能源問題和環(huán)境問題提供新方法。隨著各種轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究技術(shù)的進(jìn)步，特別是測序技術(shù)的應(yīng)用，轉(zhuǎn)錄組學(xué)的探索已經(jīng)進(jìn)入了全新的階段。

3 蛋白質(zhì)組學(xué)

蛋白質(zhì)組學(xué)是以蛋白質(zhì)組為研究對象，從整體、動(dòng)態(tài)和定量的角度去研究基因的功能，是后基因組計(jì)劃的一個(gè)重要組成部分[10]。與基因組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)相比，蛋白組學(xué)的組成更加龐大和復(fù)雜，能幫助人類從更多的角度去探究生命的本質(zhì)，因此受到國內(nèi)外高度重視。蛋白組學(xué)的發(fā)展離不開相關(guān)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步，不僅可以分離、鑒定和篩選相關(guān)蛋白質(zhì)，還可以對制得的蛋白樣品進(jìn)行分析，主要核心技術(shù)包括雙向電泳、酵母雙雜交、蛋白質(zhì)芯片及質(zhì)譜分析。雙向電泳是蛋白質(zhì)組學(xué)研究中的重要分離手段，能夠提高細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)分離的分辨率，并反映機(jī)體的蛋白質(zhì)表達(dá)水平及轉(zhuǎn)譯后的修飾狀況，具有簡便、快速、高分辨率等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也有自動(dòng)化程度低，重復(fù)性差，以及對過大和過小分子量的蛋白質(zhì)、低豐度蛋白質(zhì)、極酸或極堿和難溶的蛋白質(zhì)如膜蛋白等分離困難的缺點(diǎn)[11,12]。酵母雙雜交技術(shù)是鑒定蛋白互作最有效和最廣泛的分子生物學(xué)技術(shù)，該技術(shù)能直接作用于活細(xì)胞，檢測細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)互作，具有成本低、易操作、可達(dá)到全基因組水平、能進(jìn)行品種間的互作鑒定等諸多優(yōu)點(diǎn)[13]。蛋白質(zhì)芯片是一種高通量的蛋白功能分析技術(shù)，用于蛋白質(zhì)表達(dá)譜的分析，研究蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)的相互作用，篩選藥物作用的蛋白靶點(diǎn)，具有高通量、功能廣、特異性和靈敏度高等特點(diǎn)[14]。質(zhì)譜分析是唯一可以確定分子質(zhì)量的方法。在高分辨率質(zhì)譜儀中，能夠準(zhǔn)確測定質(zhì)量，而且可以確定化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)式，也可以測定正確蛋白質(zhì)分子的質(zhì)量，進(jìn)行蛋白質(zhì)分子鑒定、修飾和相互作用的研究[15]。

Wilkins等首次提出了蛋白質(zhì)組的概念，2001年，蛋白質(zhì)組學(xué)成為僅次于干細(xì)胞研究的六大熱點(diǎn)之一[16,17]。近幾年國內(nèi)外許多學(xué)者利用蛋白組學(xué)技術(shù)廣泛應(yīng)用于植物學(xué)、食品科學(xué)以及疾病研究等。Jiao等[18]對陸地棉幼苗根系在響應(yīng)鹽脅迫過程的分析中，闡明抗壞血酸氧化酶、谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶的同源蛋白表達(dá)顯著上調(diào)。Mao等[19]對不同脂肪含量的牛肉進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)分析，結(jié)果表明，HSPB1蛋白(一種熱休克蛋白)的表達(dá)具有差異。SPRAGGINS團(tuán)隊(duì)利用MALDI MSI進(jìn)行腎細(xì)胞癌組織成像，得到高分辨率的蛋白質(zhì)成像圖，結(jié)果顯示腫瘤和正常區(qū)域不同的分子分布，表明MSI可以分析組織特異性分子的能力[20]。因此，蛋白質(zhì)組的研究已開辟了一個(gè)廣大的生命科學(xué)的全新領(lǐng)域，使人類對生命的本質(zhì)和發(fā)展過程的認(rèn)知達(dá)到一個(gè)新的高度。

4 代謝組學(xué)

代謝組學(xué)是全面系統(tǒng)地研究生物樣本或器官小分子代謝產(chǎn)物的科學(xué)，可利用現(xiàn)代的分析技術(shù)針對在特定時(shí)間內(nèi)對生物體某一特定細(xì)胞、血液等代謝產(chǎn)物進(jìn)行定性、定量的多元化檢測分析，從而達(dá)到對植物、動(dòng)物等組織進(jìn)行無損傷的動(dòng)態(tài)研究[21]。近年，代謝組學(xué)研究分析方法愈加先進(jìn)，包括磁共振技術(shù)(NMR)、質(zhì)譜、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)和液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(LC-MS)等。NMR是當(dāng)前代謝組學(xué)研究中的主要分析技術(shù)，能完成代謝產(chǎn)物中大多數(shù)化合物的檢測，所產(chǎn)生的波譜可檢測血漿、尿液等生物基質(zhì)中一些特殊物質(zhì)的微妙變化；質(zhì)譜技術(shù)則具有較高的靈敏度和專屬性，能夠高效的分析和鑒定多種化合物；GC-MS可以同時(shí)分析幾百個(gè)化學(xué)性質(zhì)不同的化合物，具有較高的靈敏度和分辨率，可定性定量分析代謝產(chǎn)物；LC-MS相對于GC-MS能夠精密地分析高極性和高相對分子質(zhì)量的化合物，從而檢測和鑒定一些復(fù)雜的代謝產(chǎn)物[22,23]。

代謝組學(xué)是是于基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白組學(xué)后的一門新的組學(xué)研究技術(shù)，最早是由英國理工大學(xué)Jeremy Nicholson提出，2000年由德國Fiehn對這一概念進(jìn)行完善[24]，目前廣泛應(yīng)用于動(dòng)物、植物、微生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。Rohart等[25]利用NMR對大白豬、長白豬和皮特蘭豬的血漿進(jìn)行代謝物檢測，結(jié)果顯示肌酸酐、纈氨酸、檸檬酸、β-丙氨酸、乳酸、丙氨酸和異亮氨酸等代謝物與豬的瘦肉率性狀相關(guān)，可以用于豬瘦肉率預(yù)測；Francini等[26]利用NMR技術(shù)分析不同品種的蘋果干中的多酚類物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)了蘋果干中兒茶素、綠原酸等活性物質(zhì)和其抗氧化能力是區(qū)別其品種的判斷依據(jù)；Orikiiriza[27]等利用NMR技術(shù)對惡性瘧原蟲患者血漿進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)其宿主脂代謝發(fā)生紊亂；熱比姑麗等[28]采用1H-NMR技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)銀屑病患者血清低密度脂蛋白、糖蛋白及酪氨酸含量較健康志愿者顯著降低，乳酸、肌酸及苯丙氨酸水平顯著升高，提示銀屑病發(fā)病存在氨基酸、脂類及其一些小分子化合代謝紊亂。綜上所述，隨著代謝組學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，應(yīng)用范圍會更加廣泛，人們將會在臨床疾病診斷、藥學(xué)及營養(yǎng)學(xué)中大大受益，進(jìn)而造福人類。

5 RNA組學(xué)

RNA組學(xué)是以基因組學(xué)研究技術(shù)為基礎(chǔ)，探索生命個(gè)體的細(xì)胞中非編碼RNA的結(jié)構(gòu)和功能，并通過RNA的轉(zhuǎn)錄以及翻譯成蛋白質(zhì)等過程去揭示生命個(gè)體的遺傳信息，進(jìn)一步解析人類基因組的結(jié)構(gòu)和功能[29]。近年來，人們從參與蛋白質(zhì)編碼的RNA逐漸深入到基因組中的非編碼RNA的研究，非編碼RNA主要包括參與蛋白質(zhì)翻譯的tRNA和rRNA、染色體復(fù)制中的端粒RNA以及在轉(zhuǎn)錄水平前后起重要作用的miRNAs等。目前，RNA組學(xué)主要核心技術(shù)有miRNA治療干預(yù)技術(shù)和RNA干擾等。miRNA是一段進(jìn)化上保守的、長度為19～25個(gè)核苷酸的非編碼單鏈RNA，它在人類腫瘤疾病中異常表達(dá)，阻礙了對許多疾病的治療，所以對miRNA的表達(dá)調(diào)控進(jìn)行一定程度的干預(yù)已成為RNA組學(xué)研究的熱點(diǎn)[30]。RNA干擾技術(shù)則是以雙鏈RNA為基礎(chǔ)，降解外源性和內(nèi)源性的mRNA，從而使機(jī)體外源基因和病毒基因等沉默，達(dá)到機(jī)體的特定核苷酸序列不受侵害[31]。

近年來，隨著國內(nèi)外的RNA組學(xué)技術(shù)逐步發(fā)展和進(jìn)步，對非編碼RNA研究也在腫瘤診斷和治療、農(nóng)業(yè)和疾病預(yù)防等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。姜妍等[32]使用兩種模式的干預(yù)miRNA對結(jié)直腸癌手術(shù)患者進(jìn)行觀察和對比中發(fā)現(xiàn)，使用常規(guī)模式和FTS-CIS模式對miRNA進(jìn)行干預(yù)后可使結(jié)直腸癌患者病情恢復(fù)，并且能夠降低并發(fā)癥發(fā)生率。Guo等[33]以小菜蛾為模型，利用RNA干擾技術(shù)研究昆蟲的耐藥性，發(fā)現(xiàn)當(dāng)沉默ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因時(shí)，可降低小菜蛾幼蟲對殺蟲劑的毒素敏感性，從而降低小菜蛾的抗藥性。Linke等[34]引入了治療禽流感病毒的新方法，利用小干擾RNA的細(xì)菌載體靶向禽類黏膜上皮細(xì)胞，并使用小干擾RNA來對抗禽流感中的核蛋白及聚合酶酸性蛋白，發(fā)現(xiàn)這些抗病毒載體使病毒滴度降低了10 000倍。綜上所述，RNA組學(xué)作為基因組學(xué)之后的新興科學(xué)，在生命個(gè)體中細(xì)胞的分化和發(fā)育、表觀遺傳中RNA的調(diào)控以及人類疾病發(fā)生的診斷和治療等具有重大的意義。

6 微生物組學(xué)

微生物組學(xué)是以特定生物樣品中微生物群體為研究對象，以功能基因篩選和測序分析為研究手段，對微生物多樣性、種群結(jié)構(gòu)、進(jìn)化關(guān)系、基因功能等及其與環(huán)境之間的相互關(guān)系進(jìn)行研究的微生物研究方法，揭示了微生物多樣性與人和生態(tài)穩(wěn)定性之間關(guān)系[35]，近十幾年里，微生物組學(xué)多利用擴(kuò)增子測序技術(shù)檢測樣本中微生物的種類及構(gòu)成、微生物群落的多樣性及不同微生物的組成差異等。擴(kuò)增子測序是利用PCR反應(yīng)的引物來擴(kuò)增基因組的特定區(qū)域，靶向地捕獲目標(biāo)區(qū)域的DNA，達(dá)到目的DNA片段的富集目標(biāo)，最后針對擴(kuò)增產(chǎn)物(也被稱為擴(kuò)增子)進(jìn)行高通量測序，分析序列中的遺傳變異等信息，主要包括16SrRNA標(biāo)記和轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)(ITS)等方法[36]。16sRNA為核糖體RNA中的一部分，它具有種內(nèi)基因序列相對一致而種間差異較為明顯的特征，在全部細(xì)菌染色體基因組中表達(dá)，并且能夠調(diào)控生物蛋白質(zhì)的合成，是研究細(xì)菌系統(tǒng)分類中有效的分子標(biāo)記[37]；ITS鑒定是指對ITS序列進(jìn)行更準(zhǔn)確的DNA測序，然后將ITS序列與已知真菌ITS序列比對，從而分析種屬間和菌株間的差異的一種方法，目前廣泛應(yīng)用于真菌不同種屬的系統(tǒng)發(fā)育分析[36]。

早在19世紀(jì)巴斯德創(chuàng)立了細(xì)菌學(xué)，逐漸有了滅菌的意識和主動(dòng)利用單一微生物的方法[38]。20世紀(jì)以來人們對微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生化和遺傳特性、基因調(diào)控等有了更深的了解，研究以微生物發(fā)酵為主的生物技術(shù)，近年來隨著微生物測序的方法不斷進(jìn)步，使得微生物組學(xué)廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)及生態(tài)環(huán)境等方面。Brown等[39]應(yīng)用16SrRNA分析發(fā)現(xiàn)，正常健康個(gè)體腸道中富含產(chǎn)乳酸和丁酸的細(xì)菌群，這些細(xì)菌可合成大量黏蛋白以維持腸道健康；張紀(jì)紅[40]發(fā)現(xiàn)微生物肥料可以釋放養(yǎng)分供給植物營養(yǎng)以刺激植物的生長，同時(shí)還具有抑制病菌和改良土壤等功能；Moita等[41]表明通過微生物合成的一種細(xì)胞內(nèi)聚酯-PHA可以克服純培養(yǎng)技術(shù)的一些缺點(diǎn)，從而顯著地降低了生產(chǎn)成本，增加了經(jīng)濟(jì)上的競爭力。因此，微生物組學(xué)的快速發(fā)展將在疾病控制、農(nóng)作物生長及工業(yè)生物技術(shù)方面發(fā)揮重要作用，未來也會與基因組學(xué)、代謝組學(xué)等共同推動(dòng)組學(xué)的發(fā)展與進(jìn)步。

7 其他組學(xué)

糖組學(xué)被定義為單一生物體中全部聚糖的總稱，是研究糖組結(jié)構(gòu)與功能的科學(xué)，主要研究聚糖組的分離與純化、糖鏈組的分離、糖鏈的結(jié)構(gòu)解析及糖鏈性質(zhì)和功能。聚糖組的分離與純化主要分為：(1)糖蛋白組的親和層析法、透析法、濾膜超濾法化；(2)蛋白聚糖組的凝膠過濾層析法、凝集素親和色譜；(3)糖脂組的柱層析色譜法、薄層層析印跡法等；糖鏈組的分離則是將糖鏈從糖蛋白、蛋白聚糖或糖脂上有效分離下來并進(jìn)行高效富集，然后對糖鏈結(jié)構(gòu)進(jìn)行定量分析，其主要包括親水色譜法和固相萃取技術(shù)等；糖鏈的結(jié)構(gòu)解析和定量是糖組學(xué)的核心內(nèi)容，主要是利用生物質(zhì)譜分析、凝集素芯片技術(shù)等去獲取某一特定類型糖鏈組中所含有的所有糖鏈的結(jié)構(gòu)和含量信息[42]。目前，糖組學(xué)技術(shù)可應(yīng)用于乳腺癌和腸癌等一些常見癌癥的分析，但由于糖鏈結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，糖組學(xué)技術(shù)始終沒有進(jìn)展性的突破，與基因組和蛋白組相比仍停留在起始階段，相信隨著研究的深入，糖組學(xué)的發(fā)展會隨其他組學(xué)達(dá)到新的高度。

影像組學(xué)是通過計(jì)算機(jī)軟件，從醫(yī)學(xué)影像中得到大量有代表的影像，使用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法，選擇出最有價(jià)值的影像組學(xué)圖像，用來分析臨床信息、疾病的定性、腫瘤分期、療效評價(jià)和預(yù)后預(yù)測等[43]。這一概念誕生不足八年，是基于常規(guī)影像學(xué)的基礎(chǔ)上，通過對影像學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化獲取，然后進(jìn)行分割和重建圖像，再進(jìn)一步篩選有特征有代表的圖像，最后應(yīng)用臨床并且共享數(shù)據(jù)庫。2012年，荷蘭學(xué)者Lambin首次提出影像組學(xué)概念；2014年，Gillies[44]在北美放射學(xué)會提出影像組學(xué)可以預(yù)測腫瘤遺傳異質(zhì)性的程度。因此近年影像組學(xué)主要應(yīng)用于腫瘤診斷、治療和預(yù)后等方面，包括肺癌、乳腺癌、頭頸癌、直腸癌、腦腫瘤、前列腺癌、食管癌、肝癌等多種腫瘤疾病。影像組學(xué)在MRI、CT等一些超聲技術(shù)中也有初步研究，如Zhang等[45]在超聲彈性圖像中提取364個(gè)高通量特征用于乳腺腫瘤鑒別診斷，準(zhǔn)確率為88%，靈敏度為86%,特異度為89%。因此，影像組學(xué)通過醫(yī)學(xué)成像和超聲技術(shù)對目前癌癥診斷和治療等起重要作用，未來也將會對臨床醫(yī)學(xué)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響和巨大的變革。

脂質(zhì)組學(xué)是對脂質(zhì)分子種屬及其生物功能的全面描述，主要研究與蛋白質(zhì)表達(dá)有關(guān)的脂質(zhì)代謝及其功能，它是代謝組學(xué)的一個(gè)重要分支，并且屬于生命科學(xué)的范疇[46]。由于脂類化合物種類繁多，生物樣品基質(zhì)復(fù)雜，因此首先要使用固相萃取、超臨界萃取等技術(shù)提取樣品，然后利用MS、LC-MS等儀器對其全脂分析、目標(biāo)分析以及成像分析，最后使用SECD等軟件對獲得的生物標(biāo)志物進(jìn)行信息處理[47]。近年由于脂質(zhì)組學(xué)的研究方法取得了突破性進(jìn)展，廣泛應(yīng)用于疾病診斷和食品科學(xué)領(lǐng)域等。如于莉[48,49]通過脂質(zhì)組學(xué)技術(shù)對小細(xì)胞肺癌患者進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)與對照組相比早期診斷指標(biāo)中磷脂酸在小細(xì)胞肺癌的男女患者中都顯著增加，而在非小細(xì)胞肺癌患者中含量沒有明顯的變化，推測出磷脂酸的增加可能是小細(xì)胞肺癌的特異性標(biāo)志物；以及借助HPLC與MALDI-TOF-MS聯(lián)用技術(shù)，定量分析了魚肉中PC的總量，證明PC可以用作指示水體中的鎘對于鯽魚 毒害作用的生物標(biāo)志物?？傊ㄟ^脂質(zhì)組學(xué)儀器分析方法能夠推動(dòng)脂質(zhì)組學(xué)研究的深入研究，為生命科學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)步和促進(jìn)人類健康提供有力的科學(xué)支撐。

近年來，以基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白組學(xué)和代謝組學(xué)等為基礎(chǔ)、以糖組學(xué)、影像組學(xué)和脂質(zhì)組學(xué)等為新興發(fā)展的科學(xué)的組學(xué)技術(shù)，明確了由DNA轉(zhuǎn)錄為RNA，再翻譯為蛋白質(zhì)形成代謝物的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，并且也廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，解決了人類以往無法解決的問題，然而，組學(xué)研究雖然能得到更詳細(xì)的數(shù)據(jù)，但是通過多組學(xué)聯(lián)用得到更加充分的核心數(shù)據(jù)并且加以驗(yàn)證等都是人類后續(xù)要解決的問題。