基于~1NMR代谢组学方法研究阿托伐他汀对肺动脉高压大鼠的代谢模式影响及分子机制

发布时间：2020-04-25 02:33

【摘要】：基于核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance,NMR）的代谢组学方法是1HNMR波谱检测技术和模式识别分析技术的结合，不仅可以用于药物药效、毒性的评估以及其作用机制的阐明，也可以用于揭示疾病的发病机制、生物学标志物的筛选和早期诊断。本论文应用基于NMR的代谢组学方法，研究阿托伐他汀对野百合碱诱导的肺动脉高压大鼠代谢的影响及其分子机制。全文共分为三个部分，各部分内容概述如下：第一部分研究野百合碱诱发的肺动脉高压大鼠的NMR代谢组学变化。对照组大鼠、应用MCT腹腔注射构建的PAH模型大鼠进行平均肺动脉压(mPAP)的检测、右心室肥厚指数的测定及肺小动脉显微结构的观察，并采用NMR技术，进行血清NMR氢谱检测及分析。研究发现：野百合碱（Monocrotaline, MCT）可以成功建立肺动脉高压模型，2周就开始出现肺血管重塑，并且肺血管重塑先于压力升高出现。注射野百合碱后大鼠不同时点出现不同的代谢模式，出现应激状态和细胞损伤、针对损伤的代偿修复反应、脂肪酸β氧化和Warburg效应；大鼠肺小动脉的重塑与2、3周出现脂肪酸β氧化和Warburg效应代谢模式改变密切相关；肉碱、β-羟丁酸、柠檬酸升高，乙酸、丙酮下降这些指标变化可以作为病变严重程度的参考指标。第二部分研究阿托伐他汀治疗后肺动脉高压大鼠的NMR代谢组学变化。阿托伐他汀治疗后的PAH大鼠进行平均肺动脉压(mPAP)的检测、右心室肥厚指数的测定及肺小动脉显微结构的观察，并采用NMR技术，进行血清NMR氢谱检测及分析。研究发现：阿托伐他汀可以明显改善肺血管重塑，并且与其抑制脂肪酸β氧化和Warburg效应相关。第三部分用Realtime-PCR方法测肺组织GSK-3β和SERBP-1c、己糖激酶、CPT-1mRNA水平；用Western-Blotting方法测GSK-3β、P－GSK-3β、SERBP-1c及CPT-1蛋白表达。研究发现：MCT注射后GSK-3β表达下降，己糖激酶激活； MCT注射后固醇调节元件结合蛋白表达下降， CPT-1激活，脂肪酸氧化增强。阿托伐他汀可以抑制GSK-3β的表达下降，从而抑制己糖激酶；阿托伐他汀可以激活固醇调节元件结合蛋白，抑制CPT-1，脂肪酸氧化减弱。
【图文】：

载荷图,相关系数,主成分,指代

Fig 2 PAH 1d 组与 Ctr 组主成分分析图（PCA score plot）图注：Day1 指代 PAH 1d 组，control 指代 Ctr 组。R2X (cum)和 R2Y (cum)分别指示所建模型主成分所能解释的 X 变量（分段积分）和 Y 变量（分组信息）变异的百分比，Q2 (cum)是正交验证的 R2X(cum)和 R2Y(cum)变异的累积百分比，指示模型的可靠程度；R2Y（cum）和 Q2 (cum)数值越接近 1，模型越可靠。从图 2 中可以看出注射野百合碱 1 天后，SD 大鼠有了应激性的代谢反应。使用正交的偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）使 control 和 day1 组的血清的代谢模式在第一预测主成分（tp1）上很好的区分（图 3，左），，对 OPLS-DA 上的第一预测主成分（tp1）上的变量计算变量权重重要性排序（variable importancein projection，VIP）值和相关系数（correlation coefficients，r）。样品总数为 n=15 个，所以在显著性 p=0.05 和 p=0.01 时的相关系数 r 的绝对值阀值为0.514 和 0.641。

轨迹图,野百合碱,代谢模式,大鼠模型

Fig 4 Ctr组与PAH 1d组代谢物富集分析图2.2 野百合碱所致肺动脉高压大鼠模型的血清代谢模式的变化轨迹注射野百合碱后，大鼠血清中的代谢模式随着时间的变化而变化（图 5）从得分图上我们可以看出，大鼠血清的代谢模式可以分成三组，分别是第 1 周（Week1 组），第 2、3 周（Week2-3 组）和第 4 周（Week4 组）。
【学位授予单位】：福建医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R544.1;R445.2

【参考文献】