Effects of Low Doses of Bisphenol A on the Metabolome of Perinatally Exposed CD-1 Mice

Background: Bisphenol A (BPA) is a well-known endocrine disruptor used to manufacture polycarbonate plastics and epoxy resins. Exposure of pregnant rodents to low doses of BPA results in pleiotropic effects in their offspring.Objective: We used metabolomics—a method for determining metabolic changes in response to nutritional, pharmacological, or toxic stimuli—to examine metabolic shifts induced in vivo by perinatal exposure to low doses of BPA in CD-1 mice.Methods: Male offspring born to pregnant CD-1 mice that were exposed to vehicle or to 0.025, 0.25, or 25 µg BPA/kg body weight/day, from gestation day 8 through day 16 of lactation, were examined on postnatal day (PND) 2 or PND21. Aqueous extracts of newborns (PND2, whole animal) and of livers, brains, and serum samples from PND21 pups were submitted to ¹H nuclear magnetic resonance spectroscopy. Data were analyzed using partial least squares discriminant analysis.Results: Examination of endogenous metabolic fingerprints revealed remarkable discrimination in whole extracts of the four PND2 newborn treatment groups, strongly suggesting changes in the global metabolism. Furthermore, statistical analyses of liver, serum, and brain samples collected on PND21 successfully discriminated among treatment groups. Variations in glucose, pyruvate, some amino acids, and neurotransmitters (γ-aminobutyric acid and glutamate) were identified.Conclusions: Low doses of BPA disrupt global metabolism, including energy metabolism and brain function, in perinatally exposed CD-1 mouse pups. Metabolomics can be used to highlight the effects of low doses of endocrine disruptors by linking perinatal exposure to changes in global metabolism.     

基于1H—NMR技术研究心气虚证心力衰竭模型大鼠尿液代谢组学变化

目的观察心肌梗死后心力衰竭大鼠尿液代谢组学变化。方法将SD大鼠随机分为造模组与假手术组,采用左冠状动脉前降支结扎制造心肌梗死后心气虚证心力衰竭大鼠模型,于造模后第8周末收集尿液,利用核磁共振氢谱（1H—NMR）技术检测2组大鼠尿液小分子及大分子代谢物情况,建立大鼠尿液代谢图谱,并采用主成分分析（PCA）及正交偏最]bZ-乘判别分析（OPLS—DA）对代谢图谱进行主成分分析及模式判别,以观察心气虚证心力衰竭大鼠尿液代谢组学的变化。结果模型组与假手术组尿液小分子及大分子代谢物均能明显区分。与假手术相比,模型组3-羟基丁酸、乙酸、丙酮、磷脂酰胆碱、三甲胺、马尿酸含量升高;谷氨酰胺、肌肝、牛磺酸、柠檬酸、苹果酸、苯基丙氨酸含量下降。结论心肌梗死后心气虚证心力衰竭大鼠出现尿液代谢组学变化,差异代谢产物主要与能量代谢、糖代谢、脂代谢、氨基酸代谢紊乱及肾、胃肠道功能异常相关。     

基于~1H-NMR及LC-MS技术研究金铃子散对炎症大鼠模型调节机制的影响

为探索金铃子散在治疗炎症过程中对生物体内炎症机制的调节作用,该研究采用了核磁和液质联用技术,将各组大鼠血清样本采用~1H-NMR和LC-MS联用的代谢组学分析方法 ,通过分析角叉菜胶致大鼠足肿胀模型中不同组别炎症大鼠体内代谢物差异的变化,发现并筛选与炎症模型相关的生物标记物,从而推测金铃子散对角叉菜胶致炎的调节机制。通过分析相关数据结果,筛选出与炎症相关的差异性代谢物有18个:鸟苷、9-顺-视黄酸、三磷酸、肌苷5'-磷酸、二磷酸肌苷、三聚磷酸盐、无机磷酸、甘油磷酸胆碱、21-脱氧皮质醇、柠檬酸、谷氨酸、琥珀酸、赖氨酸、牛磺酸、丙酮酸、苹果酸、2-酮戊二酸、甘氨酸等。相关的代谢通路有柠檬酸循环(TCA循环),乙醛酸和二羧酸代谢,甘氨酸,丝氨酸和苏氨酸代谢,丙酮酸代谢。从代谢网络图显示金铃子散在调节机体内炎症方面,可通过调节柠檬酸,琥珀酸,甘氨酸的含量,进而减少氧自由基攻击程度,降低细胞的损伤,从而下调机体组织产生炎性因子起到抗炎的作用。     

雷公藤致大鼠肾毒性血清代谢组学分析

目的:联合超高效液相色谱与复合型三重四级杆/线性离子阱串联质谱联用技术(UFLC-MS/MS)及统计学分析方法研究雷公藤对大鼠血清中内源性小分子化合物的影响和肾毒性作用机制,寻找与肾毒性相关的生物标记物和代谢通路。方法:利用试剂盒法测定给药14 d后大鼠血清生化指标,观察肾组织切片。血清样本采用乙腈沉淀蛋白法,UFLC-MS/MS分析测定,正离子一级全扫描模式,经主成分分析法和主成分判别分析法处理数据。结果:与空白组大鼠相比,雷公藤乙醇提取物组大鼠血清生化指标(血清肌酐、尿素氮)显著升高;组织病理学切片明显病变,表明造模成功。血清中二甲基甘氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、溶血卵磷脂、磷脂酰胆碱、磷脂酰丝氨酸和甘油二酯等9种代谢物有显著性差异,鉴定为雷公藤致肾毒性的生物标记物。结论:雷公藤对肾脏的毒性作用机制可能与氨基酸代谢、磷脂代谢等有关,为雷公藤类药物临床毒性的早期预防提供参考。     

何首乌致肝损伤大鼠的动态血清代谢组学研究

该文采用液相色谱-质谱方法测定服用何首乌大鼠的血清代谢指纹谱,同时利用多元统计分析方法比较代谢谱差异并筛查显著相关的生物标志物,考察其动态变化趋势。探讨何首乌致大鼠肝脏损伤的代谢组学动态变化,寻找其显著相关的生物标志物,并考察标志物的动态变化趋势,以期为何首乌致肝损伤的内在机制与临床早期诊断提供依据。结果显示给药后不同时间点大鼠的血清代谢轮廓存在一定的差异,经比较分析,共筛选得到6个潜在生物标志物:oleamide,lyso PC(16∶0),leukotriene A4,trans-tetra-dec-2-enoic acid,dihydrocortisol和7a-hydroxydehydroepiandrosterone,这些标志物在何首乌致肝损伤动态过程中呈现一定的变化趋势。所筛选到的生物标志物在给药1周后含量即出现明显变化,相比于ALT,AST来说更加敏感。一定程度上可揭示出何首乌造成肝损伤的动态机制以及肝脏自我修复表现,对于监测服用何首乌患者肝功能、早期发现何首乌肝损伤具有潜在的应用价值和意义。     

基于~1H-NMR技术的半夏厚朴汤镇静催眠代谢组学研究

失眠症在当今社会发生普遍,现代分子学已发现失眠症可能与γ-氨基丁酸A(GABAA)受体机制、细胞因子调节机制、兴奋性氨基酸机制以及-羟色胺(5-HT)受体机制调节有关,但这些独立的机制与病理表征之间的联系仍不明确。而半夏厚朴汤作为治疗失眠抑郁的名方,其治疗机制尚不明确。为进一步探索半夏厚朴汤在治疗失眠过程中对已知或未知生物通路的作用,该研究采用基于~1H-NMR技术的代谢组学研究方法,观察给予半夏厚朴汤提取物后对戊巴比妥钠诱导大鼠睡眠实验中,大鼠体内小分子代谢物的变化并对其机制进行探讨。通过采集大鼠尿液和血清进行核磁数据检测,利用主成分分析法(principal component analysis,PCA)对大鼠尿液和血清内源性小分子代谢产物进行分析处理。并运用Simca-p 17.0(Umetrics,Umea,Sweden)和Chenomx NMR Suite 7.1(Chenomx,Inc.,Edmonton,Alberta,Canada)软件对核磁共振氢谱和相关代谢产物进行鉴定和分类。结果表明,半夏厚朴汤组和茚地普隆组与空白组区别明显,载荷图中显示最大变异代谢物,发现10个代谢物质在组间存在显著性差异。实验证明,半夏厚朴汤组和茚地普隆组均可延长戊巴比妥钠诱导大鼠睡眠时间,且半夏厚朴汤与戊巴比妥钠有协同作用。经过代谢物差异性对比,推测半夏厚朴汤对戊巴比妥钠诱导大鼠睡眠实验机制可能是通过调节谷氨酰胺、磷酸肌酸、2-酮戊二酸的含量,减轻脑内神经兴奋性从而起到调节睡眠的作用。     

基于GC-MS的金欣口服液对RSV肺炎小鼠脾脏代谢物的调控作用

目的通过气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术分析呼吸道合胞病毒(RSV)感染小鼠脾脏组织中内源性代谢物的变化,探讨金欣口服液治疗RSV肺炎可能的作用机制。方法 RSV滴鼻感染BALB/c小鼠建立RSV肺炎模型,给予金欣口服液(27.6 g/kg)干预治疗,连续治疗7 d后处死小鼠,取脾脏组织,经甲醇提取后,先后予甲氧胺吡啶和BSTFA以肟化和衍生化,然后运用GC-MS检测脾脏中所含有的代谢物及其相对量的变化。结果 RSV肺炎小鼠的脾脏中共鉴定出35种代谢产物,其中L-脯氨酸、L-谷氨酸、缬氨酸、尿素、次黄嘌呤、葡萄糖为具有显著性差异的代谢物(P0.05),与之相关的代谢通路为D-谷氨酰胺和谷氨酸代谢,缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸代谢,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢,精氨酸和脯氨酸代谢。结论金欣口服液可以调节RSV肺炎小鼠脾脏的免疫功能,可能与氨基酸代谢有关。     

体外心肌毒性代谢组学研究中模型药物多柔比星浓度及受试时间筛选

目的 筛选体外心肌毒性代谢组学研究中模型药物盐酸多柔比星(DOX)的受试浓度及受试时间。方法 采用MTS法测定DOX作用24、48、96 h后对原代心肌(PC)细胞活力的影响,确定最佳的受试总时长;并在最佳受试时间内,测定不同浓度DOX对PC细胞活力的影响。通过显微镜下观察细胞形态改变,综合分析确定DOX的低、高浓度及不同的受试时间点。结果 DOX的最佳受试总时长为48 h,作用48 h的IC₅₀值为(1.03±0.40) μmol/L。综合分析确定DOX的受试低、高浓度分别为0.09和3.44 μmol/L,分别于药物暴露0、6、24和48 h时收获并测定样品。结论 建立了一种确定体外心肌毒性代谢组学研究中受试药物浓度及受试时间的方法,为此类体外代谢组学研究提供参考依据。     

早产儿游离肉碱和酰基肉碱代谢变化特点

目的 讨论早产儿肉碱代谢的特点。方法 选取2015 年4 月-2016 年12 月出生的1 992 例早产儿和 4 035 例正常足月儿血滤纸片,采用串联质谱技术检测样本中31 种肉碱含量。结果 除癸酰肉碱（C10）与癸二烯 酰肉碱（C10 ∶ 2）外,其余肉碱在早产组与正常对照组比较有差异（P <0.05）;与正常对照组比较,早产儿组 的大部分短链酰基肉碱和中链酰基肉碱血浆含量较高,大部分长链酰基肉碱含量较低。结论 早产儿肉碱代谢 水平与正常足月儿存在差异,临床医生应根据早产儿特殊的肉碱代谢水平提供住院期间的合理营养。     

基于非靶向代谢组学检测探讨肾精亏虚型颈动脉粥样硬化患者的代谢特征

目的:筛选肾精亏虚型颈动脉粥样硬化患者与健康人群之间的差异代谢物,为其诊断及发病机制研究提供科学依据。方法:纳入肾精亏虚型颈动脉粥样硬化患者及健康志愿者各8例,采集所有受试者的血浆样本。应用超高压液相色谱-电喷雾-四级杆飞行时间串联质谱分析法(UHPLC-Q-TOF MS)对血浆样本进行全谱分析,采用XCMS软件对数据进行峰提取和代谢物鉴定;运用主成分分析、判别分析等统计方法筛选差异代谢物,再将差异代谢物提交到KEGG网站,进行相关通路分析。结果:正、负离子模式下,肾精亏虚型颈动脉粥样硬化患者与健康志愿者间具有显著性差异的代谢物共17种:精胺、焦谷氨酸、肉碱、精氨酸、肌酐、肌酸、三甲基甘氨酸、牛磺鹅胆酸盐、泛酸酯、硫酸犬尿素、左旋瓜氨酸、甘氨胆酸、γ-谷酰基-L-苯基丙氨酸、雌素酮-3-硫酸盐、D-阿洛糖、柠檬酸盐、乙酰-DL-亮氨酸;所有差异性代谢物共参与78条代谢通路,其中3种及以上差异性代谢物同时参与的代谢通路共19条。结论:肾精亏虚型颈动脉粥样硬化患者较健康志愿者的代谢物谱发生了显著性改变,这些差异代谢物及其所涉及的代谢通路可能成为未来证型和药物靶点研究的方向。