多组学分析技术

 

组学（Omics）是研究生物体内某类生物分子群体及其相互作用的系统性学科，其核心是通过整体视角解析生命现象，而非孤立研究单个分子。

 

进入21世纪第三个十年，以高通量技术为核心的组学（Omics）分析已成为活性成分开发与靶向护肤不可或缺的驱动力。

多组学技术分析衰老机制

 

多组学技术旨在通过高通量方法对生物样本进行大规模、全面的分子特征分析，从而系统性地理解这些分子的结构、功能与相互作用，深刻地改变了我们对生命活动规律、皮肤问题发生机制及活性分子作用机制的认知。

 

组学技术的分类

 

组学的起点是基因组，基因组是指一个单倍体细胞中的全套染色体，是一个生物体中的所有遗传信息的总和。根据遗传信息的中心法则，又延申出了转录组、蛋白组等。

  

遗传信息的中心法则示意图

 

组学领域包含多个分支，每个分支针对不同的分子类型进行研究。其中基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学是多组学技术中的四大基础组学，是组学研究的基石，构成了中心法则在不同分子层面的延伸。

 

组学技术之间的关系与延伸

 

随着技术的发展，更多细分领域的组学应运而生，它们共同构成了所谓的“泛组学”（Panomics）。包括表观基因组学、糖组学、脂质组学、 微生物组学等。

 

组学技术分类

 

组学分支并非孤立存在，它们相互关联、数据互通。例如，基因组学发现的致病基因，需通过转录组学验证其表达异常，再结合蛋白质组学探究其编码蛋白的功能变化，最终通过代谢组学观察下游代谢物的响应 —— 这种多组学整合分析，正是破解复杂生命现象、皮肤问题机制、活性成分功效的关键所在。

 

多组学分析的基本思路

多组学研究的主要流程包括：样本准备、提取（检测对象）、建库（构建生物模型）、检测（高通量测序）、生信分析。

 

生信分析技术

转录组学分析解码人参皂苷CK抗光老化机制

 

Part.1 设计思路

研究对象：人角质细胞（HaCat 细胞）

处理水平：空白组、UVA照射组、UVA照射+CK处理组

实验流程：细胞培养—UVA照射—药物处理—RNA提取—基因测序—数据分析

 

Part.2 部分可视化数据解读

差异基因分析

通过对三组不同处理条件的细胞RNA测序数据进行比较，筛选出对UVA照射、UVA照射后经CK处理发生响应的基因，并将两个发生响应的基因组进行对比。

 

CK可以调控218个和光老化相关的基因组

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GO富集分析

GO分析结果表明，人参皂苷CK可能通过影响血管中的微粒、细胞膜受到攻击、细胞应激过程和催化活性这些生物过程，在抗光老化过程中发挥了必不可少的作用。

 

KEGG富集分析

KEGG通路富集气泡图显示，CK调控的代谢通路主要集中于类固醇激素生物合成、活性氧、脂肪酸代谢等，与细胞膜信号转导、氧化应激、衰老等疾病有关。

 

转录组分析表明人参皂苷CK对UVA照射下HaCaT角质形成细胞抗光老化的作用是通过逆转氧化应激、调节脂质代谢、调控细胞膜信号传导来实现的。

 

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光亚新汉方通过合成生物技术，转化富集稀有人参皂苷CK，得到的产品CK纯度最高可达80%，稀有人参皂苷含量超99%，并且能够做到吨级量产。

 

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部分图片来源于网络

 

参考文献

[1] DOI: 10.3389/fmed.2022.911861

[2] DOI：10.16720/j.cnki.tcyj.2024.228

[3] DOI:10.1080/10408398.2025.2530537

 

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