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。     

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~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。     

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。     

基于系统生物学的非小细胞肺癌气阴两虚证多组学联合分析研究

[目的]探讨气阴两虚型非小细胞肺癌肠道菌群、代谢组学和蛋白组学的基本特征。[方法]选择气阴两虚型非小细胞肺癌患者13例作为患者组,选择健康志愿者15名作为健康对照组,收集两组粪便标本,用16S rDNA技术检测肠道微生态。采集两组血清标本,通过液相色谱-质谱联用技术比较两组代谢组学和蛋白质组学差异。最后通过WGCNA软件对多组学结果进行联合分析。[结果]两组间存在6种显著差异菌,20种差异蛋白(上调5个,下调15个),11种差异代谢物(负离子模式下2个,正离子模式下9个),差异菌群、差异蛋白与差异代谢物间存在相关性,联合分析发现差异物质与癌症通路相关。[结论]气阴两虚型非小细胞肺癌具有特异的肠道菌群、蛋白质和代谢物,与肿瘤的发生发展密切相关。     

Metabonomics analysis of serum from rats given long-term and low-level cadmium by ultra-performance liquid chromatography–mass spectrometry

1. This study evaluated the toxicity of chronic exposure to low-level cadmium (Cd) in rats using ultra-performance liquid chromatography–mass spectrometry (UPLC–MS). Forty male Sprague–Dawley rats were randomly assigned to four groups, namely, the control group, low-dose group (0.13?mg/kg·bw), middle-dose group (0.8?mg/kg·bw) and high-dose group (4.89?mg/kg·bw). The rats continuously received CdCl₂ via drinking water for 24?weeks. Serum samples were collected for metabonomics analysis. The data generated from the UPLC–MS was analysed using principal components analysis (PCA) and partial least-squares discriminant analysis (PLS-DA). PLS-DA model with satisfactory explanatory and predictive ability is capable of discriminating the treatment groups from the control group.

2. Finally, the 10 metabolites were identified and showed significant changes in some treatment groups compared with that in the control group (p?p?3. Results suggest that exposure to Cd can cause disturbances in the lipid metabolism, amino acid metabolism, nervous system, antioxidant defence system, liver and kidney function.     

大骨节病代谢组学的研究进展

大骨节病是一种地方性变形性骨关节病,至今病因未明,且尚无有效治疗措施,因此寻找早期生物学诊断标志物对于大骨节病的防治具有重要意义。本文通过文献回顾,结合近年来国际上在骨关节病方面的研究方法和进展,综述了大骨节病既往在代谢方面的研究以及通过代谢组学技术寻找生物标志和进行病因研究的前景。     

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。     

原发性肝癌阳虚证患者血清代谢组特征初步研究

目的:探讨原发性肝癌阳虚证患者血清代谢组模式改变特征,为实现肝癌阳虚证诊断的客观化、规范化提供依据。方法:应用肝癌基本证候定性诊断标准和量化分析模型判定原发性肝癌基本证候类别,将42例原发性肝癌患者分成阳虚证组21例,非阳虚证组21例作为对照病例。应用基于核磁共振波谱(NMR)技术的代谢组学研究方法获得血清1H NMR谱,用偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA)等模式识别、多元统计分析方法,发掘不同基本证候样本代谢组变化模式,并对主要差异代谢物进行鉴定,分析其生物学意义。结果:利用1H NMR谱信息,用PLS-DA分析可以把阳虚证组和非阳虚证组代谢谱变化区分开,代谢物鉴定发现,肝癌阳虚证组和非阳虚证组有显著统计学意义(P0.05)的差异代谢物有6类,分别是极低密度脂蛋白/低密度脂蛋白(VLDL/LDL)、异亮氨酸、乳酸、脂类、胆碱、葡萄糖/糖类。这些差异代谢物浓度肝癌阳虚证组较非阳虚证组明显下降。结论:肝癌阳虚证与非阳虚证代谢谱的差异提示阳虚证特征性代谢网络的失调,主要表现为脂类代谢、氨基酸代谢、糖代谢、能量代谢等多种代谢的紊乱或衰减,VLDL/LDL、异亮氨酸、乳酸、脂类、胆碱、葡萄糖/糖类等代谢物浓度的下降可能是肝癌阳虚证特征性的代谢物改变,是潜在的肝癌阳虚证生物标志物。     

1H NMR metabolomics study of age profiling in children

Metabolic profiling of urine provides a fingerprint of personalized endogenous metabolite markers that correlate to a number of factors such as gender, disease, diet, toxicity, medication, and age. It is important to study these factors individually, if possible to unravel their unique contributions. In this study, age‐related metabolic changes in children of age 12 years and below were analyzed by ¹H NMR spectroscopy of urine. The effect of age on the urinary metabolite profile was observed as a distinct age‐dependent clustering even from the unsupervised principal component analysis. Further analysis, using partial least squares with orthogonal signal correction regression with respect to age, resulted in the identification of an age‐related metabolic profile. Metabolites that correlated with age included creatinine, creatine, glycine, betaine/TMAO, citrate, succinate, and acetone. Although creatinine increased with age, all the other metabolites decreased. These results may be potentially useful in assessing the biological age (as opposed to chronological) of young humans as well as in providing a deeper understanding of the confounding factors in the application of metabolomics. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.