Statistical spectroscopic tools for biomarker discovery and systems medicine

Analytical Chemistry

Volumn 85, Issue 11, 2013, Pages 5297-5303

  Robinette, Steven L ^a   Lindon, John C ^a   Nicholson, Jeremy K ^a  

^a IMPERIAL COLLEGE LONDON   (United Kingdom)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BIOMARKER IDENTIFICATION; CLINICAL DECISION MAKING; COMPUTATIONAL ANALYSIS; DEVELOPMENT AND APPLICATIONS; MASS SPECTROMETRIC DATA; METABOLIC PATHWAY ANALYSIS; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE DATA; STATISTICAL TOTAL CORRELATION SPECTROSCOPIES;

METABOLISM; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; PATTERN RECOGNITION; SPECTROSCOPIC ANALYSIS; SPECTROSCOPY;

STATISTICS;

BIOLOGICAL MARKER;

ANIMAL; COMPUTER PROGRAM; HUMAN; MEDICAL RESEARCH; METABOLISM; METHODOLOGY; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE; REVIEW; STATISTICAL MODEL; SYSTEMS BIOLOGY;

ANIMALS; BIOLOGICAL MARKERS; BIOMEDICAL RESEARCH; HUMANS; METABOLIC NETWORKS AND PATHWAYS; MODELS, STATISTICAL; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE, BIOMOLECULAR; SOFTWARE; SYSTEMS BIOLOGY;

EID: 84878642524     PISSN: 00032700     EISSN: 15206882     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ac4007254     Document Type: Review

References (76)

1. Nicholson, J. K.; Lindon, J. C. Nature 2008, 455, 1054-1056
2. Nicholson, J. K.; Lindon, J. C; Holmes, E. Xenobiotica 1999, 29, 1181-1189
3. Raamsdonk, L. M.; Teusink, B.; Broadhurst, D.; Zhang, N.; Hayes, A.; Walsh, M. C.; Berden, J. A.; Brindle, K. M.; Kell, D. B.; Rowland, J. J.; Westerhoff, H. V.; van Dam, K.; Oliver, S. G. Nat. Biotechnol. 2001, 19, 45-50
4. Dunn, W.; Ellis, D. TrAC, Trends Anal. Chem. 2005, 24, 285-294
5. Dunn, W.; Bailey, N.; Johnson, H. Analyst 2005, 130, 606-625
6. Nicholson, J. K.; Keun, H.; Ebbels, T. J. Proteome Res. 2007, 6, 4098-4099
7. Kell, D. Curr. Opin. Microbiol. 2004, 7, 296-307
8. Nicholson, J. K.; Holmes, E.; Elliott, P. J. Proteome Res. 2008, 7, 3637-3638
9. Xia, J.; Wishart, D. S. Nat. Protoc. 2011, 6, 743-760
10. Dunn, W. B.; Broadhurst, D.; Begley, P.; Zelena, E.; Francis-McIntyre, S.; Anderson, N.; Brown, M.; Knowles, J. D.; Halsall, A.; Haselden, J. N.; Nicholls, A. W.; Wilson, I. D.; Kell, D. B.; Goodacre, R.; Consortium THSMH Nat. Protoc. 2011, 6, 1060-1083
11. Chan, E. C. Y.; Pasikanti, K. K.; Nicholson, J. K. Nat. Protoc. 2011, 6, 1483-1499
12. Want, E. J.; Wilson, I. D.; Gika, H.; Theodoridis, G.; Plumb, R. S.; Shockcor, J.; Holmes, E.; Nicholson, J. K. Nat. Protoc. 2010, 5, 1005-1018
13. Beckonert, O.; Keun, H.; Ebbels, T.; Bundy, J.; Holmes, E.; Lindon, J.; Nicholson, J. K. Nat. Protoc. 2007, 2, 2692-2703
14. Cloarec, O.; Dumas, M. E.; Craig, A.; Barton, R.; Trygg, J.; Hudson, J.; Blancher, C.; Gauguier, D.; Lindon, J.; Holmes, E.; Nicholson, J. Anal. Chem. 2005, 77, 1282-1289
15. Noda, I. Appl. Spectrosc. 1993, 47, 1329-1336
16. Noda, I. Appl. Spectrosc. 1990, 44, 550-561
17. Noda, I. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 8116-8118
18. Zhang, F.; Brüschweiler, R. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 13180-13181
19. Trbovic, N.; Smirnov, S.; Zhang, F.; Brüschweiler, R. J. Magn. Reson. 2004, 171, 277-283
20. Brüschweiler, R. J. Chem. Phys. 2004, 121, 409-414
21. Brüschweiler, R.; Zhang, F. J. Chem. Phys. 2004, 120, 5253-5260
22. Robinette, S. L.; Brüschweiler, R.; Schroeder, F. C.; Edison, A. S. Acc. Chem. Res. 2012, 45, 288-297
23. Nicholson, J. K.; Wilson, I. D. Nat. Rev. Drug Discovery 2003, 2, 668-676
24. Takats, Z.; Denes, J.; Kinross, J. Future Oncol. 2012, 8, 113-116
25. Eberlin, L. S.; Norton, I.; Dill, A. L.; Golby, A. J.; Ligon, K. L.; Santagata, S.; Cooks, R. G.; Agar, N. Y. R. Cancer Res. 2012, 72, 645-654
26. Schäfer, K. C.; Dénes, J.; Albrecht, K.; Szaniszló, T.; Balog, J.; Skoumal, R.; Katona, M.; Tóth, M.; Balogh, L.; Takáts, Z. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 8240-8242
27. Nicholson, J.; Connelly, J.; Lindon, J.; Holmes, E. Nat. Rev. Drug Discovery 2002, 1, 153-161
28. Gartland, K. P.; Beddell, C. R.; Lindon, J. C.; Nicholson, J. K. J. Pharm. Biomed. Anal. 1990, 8, 963-968
29. Bylesjo, M.; Rantalainen, M.; Cloarec, O.; Nicholson, J. K.; Holmes, E.; Trygg, J. J. Chemom. 2006, 20, 341-351
30. Madsen, R.; Lundstedt, T.; Trygg, J. Anal. Chim. Acta. 2010, 659, 23-33
31. van der Greef, J.; Smilde, A. K. J. Chemometr. 2005, 19, 376-386
32. Keun, H.; Ebbels, T.; Bollard, M.; Beckonert, O.; Antti, H.; Holmes, E.; Lindon, J.; Nicholson, J. Chem. Res. Toxicol. 2004, 17, 579-587
33. Holmes, E.; Cloarec, O.; Nicholson, J. K. J. Proteome Res. 2006, 5, 1313-1320
34. Alves, A. C.; Rantalainen, M.; Holmes, E.; Nicholson, J. K.; Ebbels, T. M. D. Anal. Chem. 2009, 81, 2075-2084
35. Robinette, S. L.; Veselkov, K. A.; Bohus, E.; Coen, M.; Keun, H. C.; Ebbels, T. M. D.; Beckonert, O.; Holmes, E. C.; Lindon, J. C.; Nicholson, J. K. Anal. Chem. 2009, 81, 6581-6589
36. Posma, J. M.; Garcia-Perez, I.; De Iorio, M.; Lindon, J. C.; Elliott, P.; Holmes, E.; Ebbels, T. M. D.; Nicholson, J. K. Anal. Chem. 2012, 84, 10694-10701
37. Fonville, J. M.; Maher, A. D.; Coen, M.; Holmes, E.; Lindon, J. C.; Nicholson, J. K. Anal. Chem. 2010, 82, 1811-1821
38. Sands, C. J.; Coen, M.; Ebbels, T. M. D.; Holmes, E.; Lindon, J. C.; Nicholson, J. K. Anal. Chem. 2011, 83, 2075-2082
39. Blaise, B. J.; Navratil, V.; Emsley, L.; Toulhoat, P. J. Proteome Res. 2011, 10, 4342-4348
40. Blaise, B. J.; Navratil, V.; Domange, C.; Shintu, L.; Dumas, M. E.; Elena-Herrmann, B.; Emsley, L.; Toulhoat, P. J. Proteome Res. 2010, 9, 4513-4520
41. Blaise, B. J.; Shintu, L.; Elena, B.; Emsley, L.; Dumas, M. E.; Toulhoat, P. Anal. Chem. 2009, 81, 6242-6251
42. Sands, C. J.; Coen, M.; Maher, A. D.; Ebbels, T. M. D.; Holmes, E.; Lindon, J. C.; Nicholson, J. K. Anal. Chem. 2009, 81, 6458-6466
43. Maher, A. D.; Fonville, J. M.; Coen, M.; Lindon, J. C.; Rae, C. D.; Nicholson, J. K. Anal. Chem. 2012, 84, 1083-1091
44. Coen, M.; Hong, Y. S.; Cloarec, O.; Rhode, C.; Reily, M.; Robertson, D.; Holmes, E.; Lindon, J.; Nicholson, J. Anal. Chem. 2007, 79, 8956-8966
45. Keun, H.; Athersuch, T.; Beckonert, O.; Wang, Y.; Saric, J.; Shockcor, J.; Lindon, J.; Wilson, I.; Holmes, E.; Nicholson, J. Anal. Chem. 2008, 80, 1073-1079
46. Smith, L. M.; Maher, A. D.; Cloarec, O.; Rantalainen, M.; Tang, H.; Elliott, P.; Stamler, J.; Lindon, J. C.; Holmes, E.; Nicholson, J. K. Anal. Chem. 2007, 79, 5682-5689
47. Crockford, D.; Holmes, E.; Lindon, J.; Plumb, R.; Zirah, S.; Bruce, S.; Rainville, P.; Stumpf, C.; Nicholson, J. Anal. Chem. 2006, 78, 363-371
48. Smith, C. A.; O'Maille, G.; Want, E. J.; Qin, C.; Trauger, S. A.; Brandon, T. R.; Custodio, D. E.; Abagyan, R.; Siuzdak, G. Ther. Drug Monit. 2005, 27, 747-751
49. Tautenhahn, R.; Patti, G. J.; Rinehart, D.; Siuzdak, G. Anal. Chem. 2012, 84, 5035-5039
50. Ulrich, E. L.; Akutsu, H.; Doreleijers, J. F.; Harano, Y.; Ioannidis, Y. E.; Lin, J.; Livny, M.; Mading, S.; Maziuk, D.; Miller, Z.; Nakatani, E.; Schulte, C. F.; Tolmie, D. E.; Kent Wenger, R.; Yao, H.; Markley, J. L. Nucleic Acids Res. 2008, 36, D402-408
51. Wishart, D. S.; Tzur, D.; Knox, C.; Eisner, R.; Guo, A. C.; Young, N.; Cheng, D.; Jewell, K.; Arndt, D.; Sawhney, S.; Fung, C.; Nikolai, L.; Lewis, M.; Coutouly, M. A.; Forsythe, I.; Tang, P.; Shrivastava, S.; Jeroncic, K.; Stothard, P.; Amegbey, G.; Block, D.; Hau, D. D.; Wagner, J.; Miniaci, J.; Clements, M.; Gebremedhin, M.; Guo, N.; Zhang, Y.; Duggan, G. E.; MacInnis, G. D.; Weljie, A. M.; Dowlatabadi, R.; Bamforth, F.; Clive, D.; Greiner, R.; Li, L.; Marrie, T.; Sykes, B. D.; Vogel, H. J.; Querengesser, L. Nucleic Acids Res. 2007, 35, D521-D526
52. Xia, J.; Psychogios, N.; Young, N.; Wishart, D. S. Nucleic Acids Res. 2009, 37, W652-W660
53. Dumas, M. E.; Wilder, S. P.; Bihoreau, M. T.; Barton, R. H.; Fearnside, J. F.; Argoud, K.; D'Amato, L.; Wallis, R. H.; Blancher, C.; Keun, H. C.; Baunsgaard, D.; Scott, J.; Sidelmann, U. G.; Nicholson, J. K.; Gauguier, D. Nat. Genet. 2007, 39, 666-672
54. Cazier, J. B.; Kaisaki, P. J.; Argoud, K.; Blaise, B. J.; Veselkov, K.; Ebbels, T. M. D.; Tsang, T.; Wang, Y.; Bihoreau, M. T.; Mitchell, S. C.; Holmes, E. C.; Lindon, J. C.; Scott, J.; Nicholson, J. K.; Dumas, M. E.; Gauguier, D. J. Proteome Res. 2012, 11, 631-642
55. Nicholson, G.; Rantalainen, M.; Li, J. V.; Maher, A. D.; Malmodin, D.; Ahmadi, K. R.; Faber, J. H.; Barrett, A.; Min, J. L.; Rayner, N. W.; Toft, H.; Krestyaninova, M.; Viksna, J.; Neogi, S. G.; Dumas, M. E.; Sarkans, U.; MolPAGE Consortium; Donnelly, P.; Illig, T.; Adamski, J.; Suhre, K.; Allen, M.; Zondervan, K. T.; Spector, T. D.; Nicholson, J. K.; Lindon, J. C.; Baunsgaard, D.; Holmes, E.; McCarthy, M. I.; Holmes, C. C. PLoS Genet. 2011, 7, e1002270
56. Gieger, C.; Geistlinger, L.; Altmaier, E.; de Angelis, M. H.; Kronenberg, F.; Meitinger, T.; Mewes, H. W.; Wichmann, H. E.; Weinberger, K. M.; Adamski, J.; Illig, T.; Suhre, K. PLoS Genet. 2008, 4, e1000282
57. Illig, T.; Gieger, C.; Zhai, G.; Römisch-Margl, W.; Wang-Sattler, R.; Prehn, C.; Altmaier, E.; Kastenmüller, G.; Kato, B. S.; Mewes, H. W.; Meitinger, T.; de Angelis, M. H.; Kronenberg, F.; Soranzo, N.; Wichmann, H. E.; Spector, T. D.; Adamski, J.; Suhre, K. Nat. Genet. 2010, 42, 137-141
58. Suhre, K.; Shin, S. Y.; Petersen, A. K.; Mohney, R. P.; Meredith, D.; Wägele, B.; Altmaier, E.; CARDIoGRAM; Deloukas, P.; Erdmann, J.; Grundberg, E.; Hammond, C. J.; de Angelis, M. H.; Kastenmüller, G.; Köttgen, A.; Kronenberg, F.; Mangino, M.; Meisinger, C.; Meitinger, T.; Mewes, H. W.; Milburn, M. V.; Prehn, C.; Raffler, J.; Ried, J. S.; Römisch-Margl, W.; Samani, N. J.; Small, K. S.; Wichmann, H. E.; Zhai, G.; Illig, T.; Spector, T. D.; Adamski, J.; Soranzo, N.; Gieger, C. Nature 2011, 477, 54-60
59. Suhre, K.; Wallaschofski, H.; Raffler, J.; Friedrich, N.; Haring, R.; Michael, K.; Wasner, C.; Krebs, A.; Kronenberg, F.; Chang, D.; Meisinger, C.; Wichmann, H. E.; Hoffmann, W.; Völzke, H.; Völker, U.; Teumer, A.; Biffar, R.; Kocher, T.; Felix, S. B.; Illig, T.; Kroemer, H. K.; Gieger, C.; Römisch-Margl, W.; Nauck, M. Nat. Genet. 2011, 43, 565-569
60. Inouye, M.; Kettunen, J.; Soininen, P.; Silander, K.; Ripatti, S.; Kumpula, L. S.; Hämäläinen, E.; Jousilahti, P.; Kangas, A. J.; Männistö, S.; Savolainen, M. J.; Jula, A.; Leiviskä, J.; Palotie, A.; Salomaa, V.; Perola, M.; Ala-Korpela, M.; Peltonen, L. Mol. Syst. Biol. 2010, 6, 441
61. St Hilaire, C.; Ziegler, S. G.; Markello, T. C.; Brusco, A.; Groden, C.; Gill, F.; Carlson-Donohoe, H.; Lederman, R. J.; Chen, M. Y.; Yang, D.; Siegenthaler, M. P.; Arduino, C.; Mancini, C.; Freudenthal, B.; Stanescu, H. C.; Zdebik, A. A.; Chaganti, R. K.; Nussbaum, R. L.; Kleta, R.; Gahl, W. A.; Boehm, M. N. Engl. J. Med. 2011, 364, 432-442
62. Nicholson, J. K.; Holmes, E.; Wilson, I. D. Nat. Rev. Microbiol. 2005, 3, 431-438
63. Waldram, A.; Holmes, E.; Wang, Y.; Rantalainen, M.; Wilson, I. D.; Tuohy, K. M.; McCartney, A. L.; Gibson, G. R.; Nicholson, J. K. J. Proteome Res. 2009, 8, 2361-2375
64. Kinross, J. M.; Holmes, E.; Darzi, A. W.; Nicholson, J. K. Lancet 2011, 377, 1817-1819
65. Mirnezami, R.; Kinross, J. M.; Vorkas, P. A.; Goldin, R.; Holmes, E.; Nicholson, J.; Darzi, A. Ann. Surg. 2012, 255, 881-889
66. Li, J. V.; Reshat, R.; Wu, Q.; Ashrafian, H.; Bueter, M.; le Roux, C. W.; Darzi, A.; Athanasiou, T.; Marchesi, J. R.; Nicholson, J. K.; Holmes, E.; Gooderham, N. J. Front. Microbiol. 2011, 2, 183
67. Kinross, J. M.; Alkhamesi, N.; Barton, R. H.; Silk, D. B.; Yap, I. K. S.; Darzi, A. W.; Holmes, E.; Nicholson, J. K. J. Proteome Res. 2011, 10, 277-287
68. Kinross, J.; Warren, O.; Basson, S.; Holmes, E.; Silk, D.; Darzi, A.; Nicholson, J. K. Biomarkers Med. 2009, 3, 175-192
69. Nicholson, J. K.; Holmes, E.; Kinross, J. M.; Darzi, A. W.; Takats, Z.; Lindon, J. C. Nature 2012, 491, 384-392
70. Guenther, S.; Schäfer, K. C.; Balog, J.; Dénes, J.; Majoros, T.; Albrecht, K.; Tóth, M.; Spengler, B.; Takáts, Z. J. Am. Soc. Mass. Spectrom. 2011, 22, 2082-2089
71. Hinz, K. P.; Gelhausen, E.; Schäfer, K. C.; Takats, Z.; Spengler, B. Anal. Bioanal. Chem. 2011, 401, 3165-3172
72. Balog, J.; Szaniszlo, T.; Schaefer, K. C.; Denes, J.; Lopata, A.; Godorhazy, L.; Szalay, D.; Balogh, L.; Sasi-Szabo, L.; Toth, M.; Takats, Z. Anal. Chem. 2010, 82, 7343-7350
73. Schäfer, K. C.; Szaniszló, T.; Günther, S.; Balog, J.; Dénes, J.; Keseru, M.; Dezso, B.; Tóth, M.; Spengler, B.; Takáts, Z. Anal. Chem. 2011, 83, 1632-1640
74. Schäfer, K. C.; Balog, J.; Szaniszló, T.; Szalay, D.; Mezey, G.; Dénes, J.; Bognár, L.; Oertel, M.; Takáts, Z. Anal. Chem. 2011, 83, 7729-7735
75. Agar, N. Y. R.; Golby, A. J.; Ligon, K. L.; Norton, I.; Mohan, V.; Wiseman, J. M.; Tannenbaum, A.; Jolesz, A. Neurosurgery 2011, 68, 280-289
76. Johnson, C. H.; Athersuch, T. J.; Wilson, I. D.; Iddon, L.; Meng, X.; Stachulski, A. V.; Lindon, J. C.; Nicholson, J. K. Anal. Chem. 2008, 80, 4886-4895