一、課程內(nèi)容

第一天

A1 代謝物及代謝組學(xué)的發(fā)展與應(yīng)用

（1） 代謝與生理過程；

（2） 代謝與疾病；

（3） 非靶向與靶向代謝組學(xué)；

（4） 空間代謝組學(xué)與質(zhì)譜成像（MSI）；

（5） 代謝組學(xué)與藥物和生物標(biāo)志物；

（6） 代謝流與機(jī)制研究。

A2 代謝通路及代謝數(shù)據(jù)庫

（1） 幾種經(jīng)典代謝通路簡介；

（2） 三大常見代謝物庫：HMDB、METLIN 和 KEGG;

（3） 代謝組學(xué)原始數(shù)據(jù)庫：Metabolomics Workbench 和 Metabolights.

A3 參考資料推薦

A4 代謝組學(xué)實(shí)驗(yàn)流程簡介

A5 色譜、質(zhì)譜硬件與原理解析

（1） 色譜分析原理與構(gòu)造；

（2） 色譜儀和色譜柱的選擇；

（3） 色譜的流動相：梯度洗脫法；

（4） 離子源、質(zhì)量分析器與質(zhì)量檢測器解析；

（5） 質(zhì)譜分析原理及動畫演示；

（6） 色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（LC-MS）；

第二天

B1 代謝物樣本處理與抽提

（1） 各種組織、血液和體液等樣本的提取流程與注意事項(xiàng)；

（2） 代謝物抽提流程與注意事項(xiàng)；

（3） 樣本及代謝物的運(yùn)輸與保存問題；

B2 LC-MS 數(shù)據(jù)質(zhì)控與搜庫

（1） LC-MS 實(shí)驗(yàn)過程中 QC 和 Blank 樣本的設(shè)置方法；

（2） LC-MS 上機(jī)過程的數(shù)據(jù)質(zhì)控監(jiān)測和分析；

（3） 代謝組學(xué)上游分析原理——基于 Compound Discoverer 與 Xcms 軟件；

（4） Xcms 軟件數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、提峰、峰對齊與搜庫；

B3 R 軟件基礎(chǔ)

（1） R 和 Rstudio 的安裝；

（2） Rstudio 的界面配置；

（3） R 中的基礎(chǔ)運(yùn)算和統(tǒng)計計算；

（4） R 中的包：包，函數(shù)與參數(shù)的使用；

（5） R 語言語法，數(shù)據(jù)類型與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；

（6） R 基礎(chǔ)畫圖；

B4 ggplot2

（1） ggplot2 簡介

（2） ggplot2 的畫圖哲學(xué)；

（3） ggplot2 的配色系統(tǒng)；

（4） ggplot2 數(shù)據(jù)挖掘與作圖實(shí)戰(zhàn)；

第三天

機(jī)器學(xué)習(xí)

C1 有監(jiān)督式機(jī)器學(xué)習(xí)在代謝組學(xué)數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用

（1） 人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)的關(guān)系；

（2） 回歸算法：從線性回歸、Logistic 回歸與 Cox 回歸講起；

（3） PLS-DA 算法：PCA 降維后沒有差異的數(shù)據(jù)還有救嗎？

（4） VIP score 的意義及選擇；

（5） 分類算法：決策樹，隨機(jī)森林和貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型；

C2 一組代謝組學(xué)數(shù)據(jù)的分類算法實(shí)現(xiàn)的 R 演練

(1) 數(shù)據(jù)解讀；

(2) 演練與操作；

C3 無監(jiān)督式機(jī)器學(xué)習(xí)在代謝組學(xué)數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用

（1） 大數(shù)據(jù)處理中的降維；

（2） PCA 分析作圖；

（3） 三種常見的聚類分析：K-means、層次分析與 SOM

（4） 熱圖和 hcluster 圖的 R 語言實(shí)現(xiàn)；

C4 一組代謝組學(xué)數(shù)據(jù)的降維與聚類分析的 R 演練

(1) 數(shù)據(jù)解析；

(2) 演練與操作；

第四天

D1 在線代謝組分析網(wǎng)頁 Metaboanalyst 操作

（1） 用 R 將數(shù)據(jù)清洗成網(wǎng)頁需要的格式；

（2） 獨(dú)立組、配對組和多組的數(shù)據(jù)格式問題；

（3） Metaboanalyst 中的上游分析（原始數(shù)據(jù)峰提取、峰對齊與搜庫）

（4） Metaboanalyst 的 pipeline 以及參數(shù)設(shè)置和注意事項(xiàng)；

（5） Metaboanalyst 的結(jié)果查看和導(dǎo)出；

（6） Metaboanalyst 的數(shù)據(jù)編輯；

（7） 全流程演練與操作。

D2 代謝組學(xué)數(shù)據(jù)清洗與 R 語言進(jìn)階

（1） 代謝組學(xué)中的 t、fold-change 和響應(yīng)值；

（2） 數(shù)據(jù)清洗流程；

（3） R 語言 tidyverse；

（4） 數(shù)據(jù)預(yù)處理：數(shù)據(jù)過濾與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化（樣本的 Normalization 和代謝物的 Scaling）；

（5） 代謝組學(xué)數(shù)據(jù)清洗演練；

第五天

E1 文獻(xiàn)數(shù)據(jù)分析部分復(fù)現(xiàn)（1 篇）

（1） 文獻(xiàn)深度解讀；

（2） 實(shí)操：從原始數(shù)據(jù)下載到圖片復(fù)現(xiàn)；

（3） 學(xué)員實(shí)操。

E2 機(jī)器學(xué)習(xí)與代謝組學(xué)頂刊解讀（3 篇）；

（1） Signal Transduction and Targeted Therapy 一篇有關(guān)饑餓對不同腦區(qū)代謝組學(xué)影響變 化的小鼠腦組織代謝圖譜類的文獻(xiàn)；(數(shù)據(jù)庫型)

（2） Cell 一篇代謝組學(xué)孕婦全程血液代謝組學(xué)分析得出對孕周和孕產(chǎn)期預(yù)測的代謝標(biāo)志物 的文獻(xiàn)；(生物標(biāo)志物型)

（3） Nature 一篇對胰腺癌患者腸道菌群的代謝組學(xué)分析找到可以提高化療效果的代謝物的 文獻(xiàn)。(機(jī)制研究型）

案例圖片：