基于GC-MS技术的金钱草干预结晶肾损伤小鼠血清代谢组学研究

目的 利用血清代谢组学方法监测结晶肾损伤相关的代谢变化,评价金钱草提取物治疗结晶肾损伤的作用。方法 将21只野生型C57BL/6小鼠随机分为3组：空白对照组、结晶肾损伤模型组和金钱草干预组。采用乙醛酸盐诱导小鼠结晶肾损伤模型,给予6 d相应的治疗后,取小鼠血清进行气相色谱-质谱联用仪分析,结合模式识别筛选模型组和对照组之间的差异代谢物,并以此评价金钱草的治疗作用。结果 血清代谢组学分析鉴定了14种结晶肾损伤相关的生物标志物,包括嘌呤代谢物、氨基酸代谢物、脂肪酸代谢物等,同时数据显示金钱草提取物对结晶肾损伤有改善作用。结论 金钱草提取物能够通过调节失衡的嘌呤代谢、氨基酸代谢、糖代谢等途径而发挥预防和治疗结晶肾损伤作用。     

基于UPLC-Q-TOF/MS平台的结晶肾损伤小鼠的尿液代谢组学研究

目的 通过研究草酸钙结石小鼠尿液中代谢物的变化,探究草酸钙结晶导致肾损伤的内在机制。方法 以乙醛酸盐诱导的小鼠草酸钙结晶模型为对象,采用基于超高效液相-四极杆飞行时间串联质谱（UPLC-Q-TOF/MS）的代谢组学方法测定尿液中内源性代谢物的变化,并采用SIMCA-P进行多元统计分析,Metabo Analyst软件进行代谢物通路分析。结果 与正常组相比,模型组小鼠的肾组织出现明显的钙盐沉积且血清中的肌酐和尿素氮含量异常升高,肾脏出现损伤;从尿液中筛选出尿酸、牛磺酸、苯丙氨酸等21个差异代谢物。结论 通过代谢物通路分析,差异代谢物主要涉及氨基酸代谢、能量代谢、牛磺酸代谢、嘌呤代谢和VB₆代谢,为进行结石疾病机制研究以及早期标志物的筛选提供了重要参考。     

苯溴马隆对高尿酸血症模型大鼠脂质代谢的影响

目的 基于脂质组学方法研究苯溴马隆治疗高尿酸血症（hyperuricemia,HUA）大鼠的作用机制,并揭示尿酸水平增高与脂质代谢异常的内在相关性。方法 利用超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱（UPLC-Q-TOF/MS）技术,结合主成分分析（PCA）和偏最小二乘法判别分析（OPLS-DA）研究正常组、模型组和苯溴马隆组的大鼠血清中内源性脂质代谢物的变化,寻找潜在生物标记物,分析相关代谢通路,绘制代谢网络机制图。结果 脂质组学分析发现,苯溴马隆可使HUA大鼠体内水平异常的20个差异代谢物回调到正常水平;相关代谢通路分析发现,苯溴马隆影响果糖诱导HUA大鼠血清中的脂质水平,主要与甘油磷脂代谢通路相关。结论 苯溴马隆对HUA的治疗可能与改善体内甘油磷脂代谢通路异常密切相关。     

四逆汤治疗甲状腺功能减退症的血清代谢组学研究

目的 利用血清代谢组学鉴定甲状腺功能减退症(甲减)相关的代谢变化,评价四逆汤治疗甲减的作用。方法 将24只大鼠分为假手术组、模型组和四逆汤治疗组,采用甲状腺切除诱导甲减模型,给予4周相应的治疗后,取大鼠血清进行超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱仪(UPLC-Q-TOFMS)分析,结合模式识别分析各组间代谢物差异,评价四逆汤的治疗作用。结果 血清代谢组学分析鉴定了9种甲减相关的生物标志物,涉及三羧酸循环、苯丙氨酸代谢、鞘脂代谢和磷脂代谢,同时数据显示四逆汤对甲减有改善治疗作用。结论 四逆汤能够通过调节失衡的三羧酸循环、苯丙氨酸代谢和磷脂代谢而发挥治疗甲减的作用。     

芪附汤对大鼠抗阿霉素心脏毒性作用的血清气相色谱-质谱代谢组学研究

目的 采用基于气相色谱-质谱（GC-MS）血清代谢组学技术研究芪附汤抗阿霉素心脏毒性的作用,并初步探讨其作用机制。方法 将24只大鼠分为正常组、阿霉素组和芪附汤治疗组,给予4周相应的干预治疗后,采集大鼠血清进行GC-MS分析,结合多变量和单变量统计分析,研究阿霉素诱导的心脏毒性损伤大鼠血清中内源性代谢物的变化,以及芪附汤对其的干预作用,寻找其抗阿霉素心脏毒性潜在的生物标志物,采用代谢通路分析鉴定芪附汤靶向代谢通路。结果 GC-MS血清代谢组学分析鉴定了17种阿霉素心脏毒性潜在生物标志物,芪附汤对其中10种代谢物具有显著的逆转作用,代谢通路分析表明,三羧酸循环、乙醛酸和二羧酸代谢（简称二羧酸代谢）、花生四烯酸代谢是芪附汤主要的靶向代谢通路。结论 芪附汤能够通过调节失衡的三羧酸循环、二羧酸代谢和花生四烯酸代谢而发挥抗阿霉素心脏毒性的作用。     

合生元益生菌治疗自发性高血压相关机制的代谢组学研究

目的 应用代谢组学相关技术,从表观水平探索合生元制剂通过调节肠道菌群达到降压效应的可能作用机制。方法 将14只自发性高血压大鼠随机分为2组,模型组和治疗组各7只,另取7只Wistar Kyoto大鼠作为对照组,采用超高效液相色谱-四级杆飞行时间串联质谱（UHPLC-Q-TOF/MS）技术对对照组、原发性高血压模型组和合生元制剂治疗组的大鼠模型回肠段进行代谢组学分析,筛选合生元制剂治疗自发性高血压的潜在生物学标志物。结果 通过对代谢组学的分析,确定了对照组与模型组之间具有显著差异的27种代谢物。在这些代谢物中,与模型组相比,治疗组中溶血磷脂酰乙醇胺（LysoPE）和磷脂酰胆碱（PC）可以显著被重新调节。结论 合生元制剂可以通过改变肠道微生物群的结构,调节LysoPE和PC相关信号通路,进而改善自发性高血压状态;代谢组学有助于从分子水平理解自发性高血压发病机制及合生元制剂的降压机制。     

黄连提取物减轻脓毒症相关急性肾损伤的代谢组学研究

目的 探讨黄连提取物（Rhizoma Coptidis extracts,RCE）对脓毒症相关急性肾损伤的影响及潜在机制。方法 将C57BL/6小鼠分为假手术组、模型组以及治疗组3组;采用试剂盒检测血清肌酐（serum creatinine,Scr）及尿素氮（blood urea nitrogen,BUN）水平;采用气相色谱-质谱进行代谢组学分析。结果 模型组较假手术组Scr、BUN水平均上调;而治疗组较模型组均下调,差异均有统计学意义（P<0.05）。代谢组学分析共获得16个代谢物可能与脓毒症相关急性肾损伤过程有关,主要参与氨基酸代谢和糖代谢。在这16个代谢物中,8个代谢物水平在黄连提取物干预下发生回调。结论 黄连提取物可能通过改善脓毒症相关急性肾损伤的代谢物变化从而起到治疗作用。     

基于UHPLC-HRMS血清代谢组学研究黄芪发酵菌质干预高尿酸血症的作用机制

目的 基于UHPLC-HRMS血清代谢组学研究黄芪发酵菌质对高尿酸血症模型大鼠血清内源性代谢产物的影响及机制。方法 将SD大鼠随机分为空白组、模型组、苯溴马隆组(20 mg·kg^-1)和黄芪发酵菌质高剂量组(3.0 g·kg^-1)、低剂量组(1.5 g·kg^-1)。模型组和各给药组均先采用大鼠灌胃300 mg·kg^-1氧嗪酸钾建立高尿酸血症模型,造模后1 h给药组给予相应药物进行干预,14 d后采集大鼠血清。利用UHPLC-HRMS对不同组别大鼠血清中的内源性代谢产物进行分析,并结合多元数据统计分析方法筛选差异代谢物和代谢通路。结果 造模14 d后高尿酸血症大鼠模型建立成功,黄芪发酵菌质显示出良好的降尿酸作用。与空白组相比,模型组发现了17个与高尿酸血症发病相关的潜在生物标志物;黄芪发酵菌质可显著回调其中10个潜在生物标志物,并主要涉及鞘脂代谢、嘧啶代谢、色氨酸代谢、泛酸和辅酶A生物合成、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢等通路发挥降尿酸作用。结论 本研究可为揭示黄芪发酵菌质降尿酸作用机制研究提供依据,并为黄芪的深度开发利用奠定基础。     

基于1H-NMR代谢组学技术寻找CCl4致大鼠急性肝损伤的代谢标志物

目的 采用核磁（¹H-NMR）代谢组学技术初步探讨四氯化碳（CCl₄）致大鼠急性肝损伤后血清代谢物变化规律。方法 SD大鼠随机分为空白、模型两组,模型组ip 40% CCl₄植物油溶液造成急性肝损伤模型,空白组注射等体积的植物油,造模24 h后股动脉取血,常规肝脏病理切片,取血前12 h禁食不禁水。比色法测定血清丙氨酸氨基转移酶（ALT）含量,600 MHz NMR波谱仪分析血清中小分子代谢物代谢轮廓,并对数据进行多元统计分析。结果 模型组中ALT的含量显著升高,肝脏病理切片显示模型组大鼠的肝组织内形成很多空泡,肝细胞变大,坏死严重,有出血和大量中性粒细胞浸润;血清¹H-NMR代谢图谱中共鉴定了20个代谢物,并确认了6个与CCl₄致肝损伤相关的标志物。结论 常规血生化指标和肝病理切片结果与代谢组学的多元统计分析结果相一致,且代谢组学可发现引起肝损伤的代谢标志物。     

卡托普利干预自发性高血压大鼠血清代谢组学研究

目的通过代谢组学方法研究卡托普利干预自发性高血压大鼠血清内源性代谢物的变化,进一步探索卡托普利的作用机制。方法采用快速高分离液相-四级杆飞行时间串联质谱联用技术采集大鼠血清内源性代谢物信息,经偏最小二乘法判别分析,识别显著差异的变量,鉴定潜在生物标志物。结果正常组、模型组、卡托普利组的血清内源性代谢物、代谢模式发生了明显变化。经数据库查询共确定了4个生物标记物及其代谢途径,与血管内皮功能密切相关。结论代谢组学从机体整体代谢角度揭示了卡托普利保护血管内皮功能的可能作用机制,在阐释药物复杂的作用机制方面显示出了独特的潜力。     

Ginsenoside Rg1 protects against transient focal cerebral ischemic injury and suppresses its systemic metabolic changes in cerabral injury rats

Ginsenoside Rg₁ (GR), a major bioactive compound of traditional Chinese medicine, such as Panax ginseng or Radix Notoginseng, has been shown to exert neuroprotective effects against ischemic stroke. However, pharmacokinetic studies have suggested that GR could not be efficiently transported through the blood–brain barrier. The mechanism by which GR attenuates cerebral ischemic injury in vivo remains largely unknown. Therefore, this study explored potential neuro-protective effects of GR through its systemic metabolic regulating mechanism by using mass spectrometry–based metabolomic profiling. Rats with middle cerebral artery occlusion (MCAO) were treated with GR intravenously. Their metabolic profiles in serum were measured by gas chromatography coupled with mass spectrometry on 1 and 3 days after MCAO. GR exhibited a potent neuro-protective effect by significantly decreasing the neurological scores and infarct volume in the MCAO rats. Moreover, 18 differential metabolites were tentatively identified, all of which appeared to correlate well with these disease indices. Our findings suggested that GR carries a therapeutic potential in stroke possibly through a feed-back mechanism by regulating systematic metabolic mediation.KEY WORDS: Ginsenoside Rg₁, MCAO, Metabolites, Biomarkers     

基于中心碳代谢分析技术的肝胆系统疾病靶向代谢组学研究

目的 采用超高效液相色谱三重四级杆质谱技术（UPLC-QQQ-MS）对肝胆疾病患者血浆样本内源性中心碳代谢相关化学成分进行分析,寻找肝胆系统病变的可能特征代谢物及显著改变的代谢通路。方法 招募健康志愿者32人、胆管囊肿患者23人、胆道结石患者19人、肝癌患者45人及肝门部胆管癌患者50人,采集血浆样本,进行UPLC-QQQ-MS分析,采用MPP软件进行统计分析,结合模式识别分析各组间代谢组差异,研究肝胆疾病显著改变代谢通路及可能致病机制。结果 代谢组学分析得到胆管囊肿患者15个、胆道结石患者7个、肝癌患者7个和肝门部胆管癌患者3个与健康人血浆中存在显著性差异的可能生物标志物,并分别富集胆管囊肿患者8条、胆道结石患者4条、肝癌4条和肝门部胆管癌患者1条在体内显著改变的代谢通路。结论 根据上述鉴别的差异代谢物和富集的代谢通路结果,表明肝脏病变主要影响了机体的能量代谢及氨基酸的代谢与运输,而磷酸肌醇代谢在胆管囊肿、胆道结石、肝癌和肝门部胆管癌中均显著改变。     

基于尿液代谢组学研究碘克沙醇损伤肾小管功能的作用机制

目的 研究使用碘克沙醇行冠脉造影后肾小管功能出现损伤患者尿液中内源性代谢物的代谢特征,分析碘克沙醇导致肾小管损伤的潜在机制。方法 选择使用碘克沙醇冠脉造影后24 h内肾小管功能正常和肾小管功能出现损伤的患者各50例,分为正常组(n=50)和损伤组(n=50),收集其造影24 h内的晨尿尿液样本。采用超高效液相色谱串联质谱以及正交偏最小二乘法(orthogonalpartialleastsquares,OPLS-DA)对尿液样品进行代谢分析;利用Metlin、HMDB、KEGG、MetaboAnalyst数据库考察碘克沙醇损伤肾小管功能的代谢特征。结果 鉴定出与碘克沙醇损伤肾小管功能相关的差异代谢物25种[变量权重值(variableimportantinprojection,VIP)>1],其中有3种代谢差异代谢物的含量显著下降(VIP>1,P<0.05),分别为L-苯丙氨酸、L-酪氨酸、L-色氨酸。25种差异代谢物涉及的代谢通路有9条,主要为氨基酸代谢,其中Impact>0.10,P<0.05的目标代谢通路有2条,分别为苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成...     

姜黄素对非酒精性脂肪肝小鼠代谢组学的调控研究

目的 探讨姜黄素（CUR）对非酒精性脂肪肝病（NAFLD）的代谢调节作用。方法 小鼠适应性饲养3 d后,随机分为3组：对照（C）组、高脂饮食模型（HFD）组、CUR （50 mg/kg）组。C组饲喂普通饲料,HFD和CUR组饲喂高脂饲料,CUR同时ig给药10周,C组和HFD组ig给予0.5% CMC-Na溶液,给药体积均为10 mL/kg。给药结束后,取血和肝脏,肝组织切片后进行HE染色和油红O染色,光学显微镜观察病理变化;采用基于气相色谱-质谱联用（GC/MS）的代谢组学方法检测血清和肝脏组织样品,数据通过Simca-P13.0及Metaboanalysis网络工具进行分析,找出代谢组变化趋势和相关差异化合物。此外,制备小鼠肝原代细胞,棕榈酸（PA）100 mmol/L诱导细胞NAFLD体外模型,观察CUR （10 μmol/L）对代谢组变化的影响。结果 油红O染色结果显示,HFD小鼠肝脏组织存在大量红染油滴,CUR组小鼠肝脏组织中的脂质油滴明显减少。HE染色分析显示,与C组比较,HFD组小鼠肝脏组织有空泡状,CUR组小鼠肝脏组织与C组比较没有明显区别。对血清样和肝组织样品的GC-MS数据进行PLS-DA分析发现C组与HFD组偏离较远,而CUR组与HFD组相比出现向C组偏移的趋势,进一步S-plot分析发现影响较大的代谢为胆固醇的合成、酮体的生成以及氨基酸代谢,细胞实验得到了类似的结果;经通路MetPA分析和代谢产物富集,血清和细胞中各组间差异化合物代谢主要集中在氨基酸代谢,肝脏中代谢差异主要集中在氨基酸代谢和部分脂质代谢通路;进一步进行差异代谢物的筛选,HFD组生糖氨基酸和生酮氨基酸较对照组均有不同程度的升高,CUR能够降低这些氨基酸的水平。结论 高脂饮食会造成小鼠三大代谢的异常,姜黄素能够一定程度上改善小鼠代谢紊乱。