基于代谢组学和转录组学的细辛散剂肝毒性机制研究

发布时间：2020-10-27 22:06

　　 目的:利用固相微萃取技术测定细辛挥发性成分并结合网络毒理学预测细辛散剂致肝脏毒性的机制;应用代谢组学和转录组学方法结合常规生化方法研究细辛散剂肝脏毒性,深入探讨其肝毒性机制。方法:固相微萃取联用气相色谱-质谱仪测定细辛挥发性成分,利用Swiss Target Prediction预测所测得挥发性成分的靶点,运用Dis Ge NET得到肝损伤或肝毒性靶点,通过构建化合物-靶点、疾病-靶点、化合物-靶点-途径来预测细辛致肝脏毒性的机制。将80只雄性SD大鼠随机分为四组:对照组、细辛低剂量组、细辛中剂量组、细辛高剂量组,每组20只,灌胃期间给药28天,对照组每天灌胃同等体积的蒸馏水。分别详细记录各组大鼠体重的变化情况。灌胃结束后,取血清测定肝功能;对肝脏称重计算肝脏脏器系数,取肝组织进行常规HE染色观察其形态组织学变化,随后进行代谢组学检测,结合多元统计法筛选差异代谢物,并进行代谢通路分析;取对照组和高剂量组大鼠的肝脏进行转录组测序来寻找差异表达基因,并对其进行GO富集分析以及通路富集分析;最后,利用Met Scape对筛选的差异代谢物和差异表达基因整合分析,探讨细辛致肝脏毒性的机制。结果:(1)化学成分分析共检测出31种挥发性成分,潜在靶点共筛选出248个,与肝脏毒性相交的靶点共11个,共富集到5条代谢通路包括PPAR信号通路、化学致癌作用、胆汁分泌、卟啉及叶绿素代谢、细胞色素P450诱导的外源物质代谢。(2)与对照组相比,各给药组大鼠的体重减轻,脏器系数增大,其中高剂量组大鼠的变化最明显(P0.05)。肝功能结果显示,灌胃细辛后大鼠ALT、AST、TBil和ALP增高,TP降低,高剂量组肝脏变化最大。HE染色结果显示,不同剂量组大鼠显示出不同程度的肝损伤,表现为肝细胞发生气球样变性、细胞质变松散、出现点状坏死等现象。(3)根据GC-MS图谱筛选出14个差异代谢物,与对照组相比,低中高剂量组大鼠肝脏中乳酸、丙氨酸、天冬氨酸、磷酸乙醇酸、牛磺酸、木糖醇、山梨糖醇、肌醇的含量升高;脯氨酸、甲硫氨酸、核糖醇、亚精胺、海藻糖、麦芽三糖的含量降低;通路富集结果显示,细辛影响肝脏的代谢通路主要有:磷酸肌醇代谢、半乳糖代谢、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、牛磺酸和亚牛磺酸的代谢。(4)对转录组测序结果分析共发现有显著变化的基因共434个,其中显著上调的基因有214个,显著下调的基因有220个。这些差异表达基因经富集分析后主要与昼夜节律、p53信号传导途径、代谢途径、类固醇生物合成、胆汁分泌等通路有关。结论:(1)高剂量细辛散剂长期服用对大鼠肝脏和组织形态有损伤,且这种损伤与给药剂量呈正相关,即给药剂量越高,肝损伤程度越大。(2)细辛对肝脏的毒性作用机制与胆汁酸代谢、氨基酸代谢、磷酸肌醇代谢、半乳糖代谢、昼夜节律、p53信号传导途径密切相关。
【学位单位】：湖北中医药大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：R285.5
【部分图文】：

湖北中医药大学2020届硕士学位论文6VisualizationandIntegratedDiscovery，https://david.ncifcrf.gov/）进行通路富集分析。3结果3.1HPLC测定细辛脂素结果测定三个批次细辛的中细辛脂素的含量，结果如下表1.1。依照《中国药典》2015版细辛项下测定，按干燥品计算，含细辛脂素不得少于0.050%。根据所测细辛脂素含量可知：在本实验检测中，所购买的细辛根及根茎中细辛脂素的含量均符合国家药典标准，为正品细辛。供试品及对照品色谱图如图1.1所示。表1.1细辛脂素含量测定结果批号细辛脂素含量（μg/mL）百分比（%）20180801268.930.41420180901469.590.41820181100169.990.420注：A:细辛脂素标准品色谱图；B:细辛样品色谱图图1.1细辛脂素标准品及细辛供试品色谱图

湖北中医药大学2020届硕士学位论文81715.087Camphene莰烯79-92-51.40%1815.2644-nonenol4-萜烯醇562-74-30.77%1915.4753,5-Dimethoxytoluene3，5-二甲氧基甲苯4179-19-55.42%2015.886Elemicin榄香素487-11-62.20%2115.986Nerolidol橙花叔醇40716-66-30.27%2216.286γ-Asaroneγ-细辛脑5353-15-10.87%2317.0312-nonanol2-莰醇464-45-90.17%2417.453methylisopropylalcohol对甲基苯异丙醇1197-01-90.12%2517.831Myristicine肉豆蔻醚607-91-017.66%2618.208Patchoulialcohol百秋李醇5986-55-01.50%2718.7974-allylanisole4-烯丙基苯甲醚140-67-00.80%2819.8533,4,5-trimethoxytoluene3，4，5-三甲氧基甲苯6443-69-29.19%2920.5192-isopropyl-5-methylanisole2-异丙基-5-甲基茴香醚1076-56-80.29%3024.2973,4-propiophenone3，4-（亚甲基二氧）苯丙酮28281-49-40.07%3125.063Carcinol卡枯醇18607-90-40.93%图1.2细辛挥发性成分总离子流图3.3化学成分靶点及肝毒性靶点通过SwissTargetPrediction平台检索出与31种挥发性成分相关的靶

基于代谢组学和转录组学的细辛散剂肝毒性机制研究9点共2534个，筛选Probability大于0.05为潜在靶点共248个。各候选化合物所含靶点数目见下表1.3，将化合物与其相关靶点的相互作用网络可视化，如图1.3所示。经过筛选共有23个化合物有对应靶点，其中甲基丁香酚、3，4-（亚甲基二氧）苯丙酮、橙花叔醇、3，4，5-三甲氧基甲苯、百秋李醇含有靶点数目较多，分别为52、46、26、25、20个靶点。DisGeNET数据库中以“Drug-InducedLiverDisease”和“Chemically-InducedLiverToxicity”为关键词搜索肝毒性靶点，整理后共得376个靶点，将疾病与其相关靶点的相互作用网络可视化，如图1.4所示。注：化合物靶点图1.3化合物与其相关靶点的相互作用网络图注：疾病靶点图1.4疾病与其相关靶点的相互作用网络图
【参考文献】

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本文编号：2859124