基于代谢组学方法研究中段小肠切除大鼠模型发生术后疲劳的机制

发布时间：2020-11-13 20:09

　　 目的运用代谢组学方法研究中段小肠切除大鼠模型发生术后疲劳的机制。方法雄性SD大鼠20只随机分为模型组与正常组,利用LC-MS(液相色谱-质谱联用)获取大鼠血浆代谢图谱,并采用主成分分析(PCA)、偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA)进行多变量统计分析,筛选出区分术后疲劳大鼠与正常大鼠的重要差异代谢物及相关代谢途径。结果术后疲劳大鼠与正常大鼠相比,得到差异性代谢离子5 680个,两组大鼠血浆代谢谱存在明显差异,同时色氨酸代谢,戊糖和葡萄糖醛酸的相互转化,精氨酸和脯氨酸代谢,细胞色素P450对外源化合物代谢的影响,卟啉和叶绿素、叶酸合成、维生素B6、亚油酸代谢等代谢通路存在明显差异。结论中段小肠切除大鼠模型发生术后疲劳与色氨酸、精氨酸、戊糖和葡萄糖醛酸的相互转化等代谢途径变化引起的脑内5-HT合成增多、血液循环功能减弱、能量供给障碍相关。由于目前非靶向代谢物的鉴定仍有不足,具体各种代谢物定性及定量分析仍需进一步实验研究。
【部分图文】：

蛔樾碌淖酆媳淞浚?俅?中选取几个（通常是2~3个），从而尽可能多地反映原有变量信息。PCA主要用于观察模型中组间分离趋势，以及是否出现异常点，同时从原始数据上反映组间和组内的变异度。对于检测到的物质和鉴定到的代谢物进行PCA分析，PCA得分图主要表示数据点的分布趋势，图中的每个点代表一个样本，所有样本之间的异同体现于得分图中样品的分离趋势或聚集度。模型组术后疲劳大鼠（A表示）与正常组大鼠（C表示）在PCA得分图上呈现分离趋势，说明术后疲劳大鼠与正常组代谢物存在差异（图3）。PCA散点负载图反映导致样本区别的变量，其中变量离原点的空间距离越远，且与得分图样本分离轴趋势一致，则代表变量对模型的影响越大。图4为模型组术后疲劳大鼠与正常大鼠的PCA散点负载图。PLSDA与主成分分析方法不同，它运用偏最小二乘回归方法建立关系模型实现代谢物表达量和样品类别之间的预测，最大程度地反映分类组别之间的差异，同时通过计算VIP值（变量投影重要度）来衡量各代谢物表达模式对各组样本分类判别的影响强度和解释能力，从而辅助代谢标志物的筛选（一般以VIP≥1.0为筛选条件）。本研究所建立模型参数R2=0.992（表示模型解释能力），参数Q2=0.879（表示模型预测能力），说明模型可靠。如图5所示：得分图上两组大鼠呈明显分离趋势，表明血浆代谢谱存在明显差异，根据VIP值，并结合PLSDA散点负载图（图6）筛选出差异代谢物。2.4差异性代谢通路对定量的代谢物和差异的代谢物进行一二级鉴定结果注释，并对差异的物质一级分子量匹配到的KEGG编号进行简单的差图2总离子流色谱图（TIC）Fig.2Totalionchromotogram1.2e+0

细胞色素P450对外源化合物代谢的影响，卟啉和叶绿素、叶酸合成、维生素B6、亚油酸代谢等代谢通路存在明显差异（P<0.05，表1）。3讨论代谢组学概念首先由NICHOLSON等［8］提出，其核心在于测定机体不同状态下参与代谢调控的小分子代谢变化，从而描述生物体对内外各种刺激做出的应答规律，揭示整体生命的动态过程和调控规律。作为一种系统的生物学研究方法，在疾病诊断、药理毒理、新药安全性评价、中药现代化机理等研究领域得到广泛运用。本次实验中，术后疲劳大鼠与正常大鼠代谢图4术后疲劳模型大鼠与正常大鼠PCA散点负载图Fig.4TheratofmodelgroupandanormalgroupPCAscordScatterloaddiagram0.0500.0250.000-0.025-0.050PC2-0.0250.0000.0250.050PC1图5术后疲劳大鼠与正常大鼠PLSDA得分图Fig.5TheratofmodelgroupandanormalgroupscordwereobtainPartialleastsquaresdiscriminantanalysisclassAC400-40PC2（9.90%）-40030PC1（27.85%）60图6术后疲劳大鼠与正常大鼠PLSDA散点负载图Fig.6TheratofmodelgroupandanormalgroupPLSDAScatterloaddiagram-0.0250.0000.0250.050PC10.060.030.00-0.03PC2表1术后疲劳大鼠与正常大鼠差异性代谢通路Tab.7Theratofmodelgroupandanormalgroupdifferentialmetabolicpathways代谢通路细胞色素P450对外源化合物代谢的影响戊糖和葡萄糖醛酸相互转化精氨酸和脯氨酸代谢卟啉和叶绿素代谢色氨酸代谢叶酸生物合成维生素B6代谢亚油酸代谢差异代谢物质（个）1481610115611所有代谢物质（个）24113118217

提出，其核心在于测定机体不同状态下参与代谢调控的小分子代谢变化，从而描述生物体对内外各种刺激做出的应答规律，揭示整体生命的动态过程和调控规律。作为一种系统的生物学研究方法，在疾病诊断、药理毒理、新药安全性评价、中药现代化机理等研究领域得到广泛运用。本次实验中，术后疲劳大鼠与正常大鼠代谢图4术后疲劳模型大鼠与正常大鼠PCA散点负载图Fig.4TheratofmodelgroupandanormalgroupPCAscordScatterloaddiagram0.0500.0250.000-0.025-0.050PC2-0.0250.0000.0250.050PC1图5术后疲劳大鼠与正常大鼠PLSDA得分图Fig.5TheratofmodelgroupandanormalgroupscordwereobtainPartialleastsquaresdiscriminantanalysisclassAC400-40PC2（9.90%）-40030PC1（27.85%）60图6术后疲劳大鼠与正常大鼠PLSDA散点负载图Fig.6TheratofmodelgroupandanormalgroupPLSDAScatterloaddiagram-0.0250.0000.0250.050PC10.060.030.00-0.03PC2表1术后疲劳大鼠与正常大鼠差异性代谢通路Tab.7Theratofmodelgroupandanormalgroupdifferentialmetabolicpathways代谢通路细胞色素P450对外源化合物代谢的影响戊糖和葡萄糖醛酸相互转化精氨酸和脯氨酸代谢卟啉和叶绿素代谢色氨酸代谢叶酸生物合成维生素B6代谢亚油酸代谢差异代谢物质（个）1481610115611所有代谢物质（个）241131182171024P值0.0010.0020.0040.0120.0150.0210.0350.0481548
【参考文献】

相关期刊论文 前3条

1 梁雪芳;冯淑仪;温丹婷;;艾灸治疗术后疲劳综合征的随机对照研究[J];实用医学杂志;2013年18期

2 余震;章晓东;陈震;刘纳新;董千铜;;术后疲劳综合征动物模型的建立及其评价[J];肠外与肠内营养;2009年02期

3 王斌;;L-精氨酸的抗疲劳作用研究[J];氨基酸和生物资源;2008年02期

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 郑鲤榕;陈建红;;妇科艾灸适应病症的临床研究[J];内蒙古中医药;2015年12期

2 赵珺;王小平;许宏;刘金会;李金学;程小兰;;全程营养支持在食管癌术后疲劳综合征营养管理中的应用效果分析[J];中国医药导报;2015年26期

3 董千铜;章晓东;余震;闫竞一;陈笑雷;;支链氨基酸和相关拮抗剂降低大鼠中枢5-羟色胺合成减轻术后疲劳综合征的研究[J];中华胃肠外科杂志;2014年10期

4 姜大勇;伊廷存;;氨基酸生产应用现状与展望[J];中国果菜;2014年10期

5 魏振承;张瑞芬;邓媛元;张名位;张雁;唐小俊;刘磊;遆慧慧;马永轩;郭锦欣;;花生多肽饮品抗氧化和缓解体力疲劳作用[J];食品工业科技;2015年04期

6 吴天添;朱江;毛翔宇;张昌静;庄成乐;陈伟哲;刘舒;余震;;亮氨酸对肠道术后大鼠中枢神经递质和外周炎性因子的影响[J];肠外与肠内营养;2014年03期

7 陈爱平;林跃鑫;周逢芳;蔡彬新;;太子参白茶水提物抗疲劳功效研究[J];食品研究与开发;2013年21期

8 张晶晶;郑惠娜;章超桦;郝记明;张静;张吉远;;牡蛎蛋白分离及其基本组成分析[J];食品与发酵工业;2013年09期

9 李柯;史蕾喆;李若存;陈丹;;术后疲劳综合征中医药研究进展[J];湖南中医杂志;2012年06期

10 谈善军;余震;董千铜;章晓东;陈必成;周锋;郭健;裘益辉;;人参皂苷Rb_1对术后疲劳综合征大鼠骨骼肌氧化应激的影响[J];中国中西医结合杂志;2012年11期

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 王斌;黄进;叶志能;;L-精氨酸耐缺氧效应的研究[J];氨基酸和生物资源;2007年03期

2 郭爱松;顾一煌;金宏柱;;艾灸治疗慢性疲劳综合征的疗效对照研究[J];辽宁中医药大学学报;2007年04期

3 熊正英;李润红;;补充精氨酸与运动能力关系的研究进展[J];西北师范大学学报(自然科学版);2007年03期

4 王斌,苏喜生,张声华;一氧化氮合酶的结构及其催化机理[J];有机化学;2005年03期

5 尹小磊,李丹;术后疲劳研究进展[J];海军医学杂志;2004年01期

6 岳冠华,李承道;补充左旋精氨酸的研究进展[J];山西医科大学学报;2003年S1期

7 牟信兵,叶刚林,汤红亚,周小波,陈光林;L-精氨酸治疗高原肺水肿患者的临床疗效及对血流动力学变化的影响[J];中国急救医学;2003年12期

8 罗海吉,吉雁鸿,张云山,卢晓翠;高温应激下补充L-精氨酸对小鼠免疫功能的影响[J];氨基酸和生物资源;2002年01期

9 王天芳,陈易新,季绍良,刘雁峰,李峰,陈家旭,康纯洁,刘晓兰,刘燕;慢性束缚致慢性疲劳动物模型的研制及其行为学观察[J];中国中医基础医学杂志;1999年05期

10 罗海吉，邱仞之，何志谦;高温对小鼠血清游离氨基酸的影响[J];营养学报;1995年01期

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 黄烈城;陈红燕;庞凤舜;秦有;;基于代谢组学方法研究中段小肠切除大鼠模型发生术后疲劳的机制[J];实用医学杂志;2019年10期

2 迪丽达尔·希力甫;赵龙;张向阳;;高尿酸血症大鼠模型血清代谢组学研究[J];科技导报;2015年16期

3 程珊珊;陆菡;薛庆生;于布为;;泛素相关小修饰蛋白-1在大鼠脑发育过程中的差异性表达[J];上海医学;2012年08期

4 权琳;田珏;燕子;张苏丽;王可;刘慧荣;;衰老大鼠血管内皮舒张功能下降与iNOS升高的关系[J];中国病理生理杂志;2010年10期

5 李艳菊;胡亮杉;郭坤元;;间充质干细胞在衰老大鼠体内归巢的研究[J];中国老年学杂志;2009年07期

6 蔡亦蕴,施慎逊,徐三荣,孙大裕;慢性应激对大鼠脑脊液单胺类神经递质的影响[J];实用临床医药杂志;2005年01期

7 ;某些因素对大鼠胃肌电的影响[J];基础医学与临床;2001年S1期

8 赵军平,王红,马志中,宋琛,姚毅;正常大鼠闪光视觉诱发电位图引出方法的建立[J];中国体视学与图像分析;1998年02期

9 ;大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤模型[J];中国病理生理杂志;1997年01期

10 刘竞,赵琪,周文洛,崔乃强;大承气汤对腹膜炎大鼠肠源性内毒素移位的影响[J];中国中西医结合外科杂志;1997年06期

相关博士学位论文 前10条

1 易萍;无菌大鼠模型的建立及相关生物学特性研究[D];浙江大学;2013年

2 阴晓峰;慢病毒介导Persephin基因修饰的骨髓间充质干细胞移植治疗大鼠帕金森模型的作用[D];青岛大学;2015年

3 白方会;正天丸和川芎嗪对偏头痛模型大鼠三叉神经血管系统神经递质表达的影响[D];南方医科大学;2016年

4 王成书;Apelin改善RUPP大鼠模型妊娠结局的作用机制探讨[D];河北医科大学;2016年

5 李少源;耳甲区电刺激对CUMS模型大鼠抗抑郁效应及ERK信号通路作用机制[D];中国中医科学院;2018年

6 李学勇;蒙医针刺治疗法对脑卒中后抑郁模型大鼠的作用机制研究[D];北京中医药大学;2017年

7 陈清杰;小檗碱对Ⅱ型糖尿病脑病模型大鼠认知功能影响的分子机制[D];华中科技大学;2018年

8 郭仪;益糖康调控DPN模型大鼠BDNF/TrkB系统抗DRG细胞凋亡的实验研究[D];辽宁中医药大学;2017年

9 曾玉群;大黄及其活性物质灌肠对慢性肾脏病模型大鼠作用的分子机制[D];广州中医药大学;2017年

10 高汉媛;自拟菖蒲郁金汤对多发性抽动症模型大鼠单胺类神经递质及多巴胺系统的影响[D];甘肃中医药大学;2017年

相关硕士学位论文 前10条

1 余跃进;C型钠尿肽（CNP）在大鼠附睾精子成熟中的作用初探[D];华中科技大学;2018年

2 胡世福;P38αMAPK在大鼠卵泡中的表达及功能研究[D];华中科技大学;2016年

3 蒲清瑚;体外培养大鼠肺泡Ⅱ型上皮细胞表型维持方法的改良[D];遵义医学院;2018年

4 朱青青;刺血结合药线点灸对急性痛风性关节炎模型大鼠的血清代谢组学影响[D];广西中医药大学;2018年

5 秦正巍;不同电针对帕金森抑郁模型大鼠血清及脑组织中SP表达影响的实验研究[D];黑龙江省中医药科学院;2018年

6 孙霞;火针点刺对急性痛风性关节炎湿热蕴结型大鼠的抗炎机制研究[D];湖南中医药大学;2018年

7 罗曼;耳甲区电刺激对PCPA失眠模型大鼠脑电活动的影响[D];中国中医科学院;2018年

8 刘梦;补虚化瘀法对产后抑郁模型大鼠下丘脑BDNF、TrkB mRNA表达水平影响的研究[D];成都中医药大学;2018年

9 罗丹妮;针刺对雌雄腹泻型肠易激综合征模型大鼠的效应差异及与性激素相关的研究[D];成都中医药大学;2018年

10 潘早波;神门、三阴交配伍对失眠模型大鼠中枢5-HT1AR和GABA的影响研究[D];成都中医药大学;2017年

本文编号：2882585