近年来，伴随高通量测序技术和质谱技术的飞速发展，转录组与代谢组联合分析已逐渐成为揭示疾病分子机制及挖掘临床诊疗靶点的重要工具，为生物医学研究提供了全新视角。疾病的发生机制和发展过程极为复杂，基因突变、基因表达水平的变化以及代谢变化等多种因素均会影响生命体的特征变化。单一组学的数据难以全面、系统地解析复杂生理过程的调控机制，也难以发表高质量的研究成果。因此，多组学的联合分析能够相互验证，并减少单一组学分析所带来的局限性和假阳性，进而全面解析分子功能和调控机制。

转录组通过基因RNA表达水平揭示调控网络，而代谢组则直接反映生物体内代谢产物的变化。通过转录组与代谢组的联合分析，我们能够筛选出与疾病变化相关的潜在关键基因、代谢物及代谢通路，进而更好地探索疾病的转录调控机制。转录组与代谢组的研究思路主要包括以下几个步骤：

1. 收集样本

根据研究目的选择相应样本，如疾病患者和健康对照组的组织、血清、血浆、细胞及体液等。有些研究样本可能无法直接获得，这时需要构建模型材料，例如治疗组样本。

2. 转录组分析

提取样品中的RNA，并利用高通量测序技术鉴定和定量样本中的RNA。在结合PCA（主成分分析）、差异基因筛选和KEGG（京都基因与基因组百科）富集等生物信息学分析后，可以探寻与疾病相关的基因及代谢通路。

3. 代谢组检测

提取样本中的代谢产物，并通过色谱和质谱分析对样本中的代谢物进行定性与定量分析。结合PCA、差异代谢物筛选和KEGG富集等生信分析，可以识别出与病变相关的代谢物及其通路。

4. 联合分析

转录组与代谢组的联合分析主要包括两个方面：寻找共同的KEGG通路和功能富集，及进行相关性分析。通过对差异基因和差异代谢物在KEGG通路上的共同富集进行联合分析，构建相关性网络，从而筛选出共同变化的基因、代谢物及代谢通路，以此解析疾病的转录调控机制。

5. 生物学验证

根据联合分析的结果，结合一些分子实验进行验证，如利用qRT-PCR对转录组结果进行验证，以及对非靶向代谢组结果进行靶向代谢组验证。

例如，2022年德克萨斯大学西南医学中心的研究团队在《Cancer Research》杂志上发表了一项名为“Integrated Metabolic Profiling and Transcriptional Analysis Reveals Therapeutic Modalities for Targeting Rapidly Proliferating Breast Cancers”的研究，探讨了在三阴性乳腺癌（TNBC）中应用转录组与代谢组联合分析的方法及其结果。三阴性乳腺癌是一种缺乏有效治疗靶点的乳腺癌类型，因此，明确其代谢特征并识别潜在的治疗靶点显得极为重要。

通过该研究，团队确定了TNBC及ER+患者的代谢和基因表达特征，揭示出含有嘧啶代谢及谷氨酰胺分解途径的基因在TNBC中的上调。这一发现表明，>strong可为乳腺癌患者提供新的治疗策略。

转录组与代谢组的联合分析已经成为揭示疾病分子机制和发现潜在临床靶点的重要工具，但由于两者在技术原理及数据类型上的差异，以及数据量的庞大，如何有效整合这些数据并挖掘其潜在关联性仍为亟待解决的问题。我们的团队已建立了转录组与代谢组联合分析的流程，为从事该领域的科研工作者提供专业服务。