基于HPLC-UV的靶向代谢组学和验证研究揭示抑郁大鼠的肠道氨基酸通路紊乱
发布时间：2020-09-23 11:31
目的:抑郁症作为一种使人衰弱的疾病,同时拥有高发病率、与神经疾病高共病率的特点,愈发突出地影响着人们的生活质量。针对抑郁症发病机制的研究日益增多,但其在病理生理上的表现仍难以被清晰的把握与总结。方法:在慢性不可预知性温和刺激(CUMS)模型中,我们利用高效液相色谱结合紫外检测的靶向代谢组学方法来鉴定小肠中氨基酸的变化。其后对存在显著性差异的氨基酸与行为表型之间的相关性运用皮尔森相关分析来研究。肠道氨基酸转运功能采用免疫印迹法验证。此外,我们整合了前期研究结果,整合分析了CUMS大鼠模型中海马组织、小脑组织、外周血单核细胞、尿液中的相关差异氨基酸来进一步了解抑郁症中全身的氨基酸代谢变化。结果:对比CUMS组和对照组的结果后提示,在CUMS组大鼠小肠中检测到了降低的谷氨酰胺和甘氨酸浓度和增加的天冬氨酸浓度。这些变化与抑郁样行为显著相关。免疫印迹法揭示了氨基酸转运蛋白ASCT2和B~0AT1在CUMS组中呈现出降低的表达水平,而LAT1表达上调。甘氨酸和谷氨酰胺在小肠内吸收转运失调很可能导致其在全身及中枢中的缺少。结论:本次研究结果表明,甘氨酸和谷氨酰胺摄取系统可能成为抑郁症的潜在治疗靶点,综合分析结果可为深入了解肠-脑轴下的细胞和分子机制提供新的见解,对阐释围绕在抑郁症发病过程中的外周和中枢系统的病理生理变化带来突破。
【学位单位】：重庆医科大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：R749.4
【部分图文】：
图 1（A）CUMS 造模时间流程图（b）CUMS 造模每周刺激方案Fig. 1. (A) Flow chart of CUMS procedure. (B) Weekly schedule of the CUMS regimen.1.5 行为学评估1.5.1 SPT 和体重SPT 在 CUMS 刺激前和刺激后分别进行。在第一次进行 SPT 之前，给予大鼠1%蔗糖溶液适应 48 小时。试验当天，将水和食物从笼中移出 6 小时，然后向大鼠提供预先称重好的 1%蔗糖和清水各 1 瓶，1 小时后，通过称量两个瓶子的重量计算出所有液体的消耗量，蔗糖偏好定义为（蔗糖消耗量/总消耗量）×100%。在 CUMS刺激前和整个 CUMS 刺激期间每周测定大鼠体重。1.5.2 旷场试验（OFT）和 强迫游泳（FST）进行 OFT 的房间要求安静、隔音。OFT 开始时，大鼠被放置于开放的旷场箱
图 2 CUMS 诱导的抑郁样行为Fig. 2. CUMS-induced depressive-like behaviors（A）基线期和 CUMS 造模中连续 4 周的的体重（B）基线期和 CUMS 造模后的蔗糖偏好（C）FST 中的不动时间（D-G）OFT 中的总活动距离、中心区域活动距离、中心区域活动度和站立次数*P<0.05，**P<0.01，***P<0.001。NS，无显著性差异；对照组（n=20）；CUMS组（n=20）(A) Body weight at baseline and during the consecutive 4-week course of the CUMS protocol.(B) Sucrose preference at baseline and after the CUMS procedure. (C) Immobility time in FST.(D G) Total distance, central distance, central activity, and number of rearings in OFT. *p < 0.05,**p < 0.01, ***p < 0.001. NS, not significant. CON (n = 20); CUMS (n = 20)2.2 小肠 20 种氨基酸中 Asp, Gln, Gly 的浓度显著改变先前的研究对方法学验证指标进行了证实，该 HPLC 检测方法具有良好的线性、准确度、重复性和稳定性[35, 39]，CON 和 CUMS 组的色谱图和标准曲线如图 3
图 3（A）CON 大鼠，（B）CUMS 大鼠和（C）标准曲线（250 nmol/l）的色谱图峰值Fig. 3. Chromatogram of(A) control rats ,(B) CUMS rats and (C) Standard curve (250 nmol/L)peaks(1) 天冬氨酸, (2) 谷氨酸, (3) DABS-CL, (4) 天冬酰胺, (5) 谷氨酰胺, (6) 丝氨酸, (7) 酸, (8) 甘氨酸, (9) 精氨酸, (10) 丙氨酸, (11) 脯氨酸, (12) 缬氨酸, (13) 蛋氨酸, (14) 异酸, (15) 亮氨酸, (16) 正亮氨酸, (17) 苯丙氨酸, (18) 氨, (19) 赖氨酸, (20) 组氨酸, (21) 酸.(1) aspartic acid, (2) glutamic acid, (3) DABS-CL, (4) asparagine, (5) glutamine, (6) serine,hreonine, (8) glycine, (9) arginine, (10) alanine, (11) proline, (12) valine, (13) methionine, (1soleucine, (15) leucine, (16) NorLeu, (17) phenylalanine, (18) ammonia, (19) lysine, (20) histidi21) tyrosine.计算氨基酸与相应的内标物的峰面积的比值确定每个氨基酸的浓度，涉及肠中 20 种氨基酸的浓度的详细信息，参考表 2。
【学位单位】：重庆医科大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：R749.4
【部分图文】：
图 1（A）CUMS 造模时间流程图（b）CUMS 造模每周刺激方案Fig. 1. (A) Flow chart of CUMS procedure. (B) Weekly schedule of the CUMS regimen.1.5 行为学评估1.5.1 SPT 和体重SPT 在 CUMS 刺激前和刺激后分别进行。在第一次进行 SPT 之前，给予大鼠1%蔗糖溶液适应 48 小时。试验当天，将水和食物从笼中移出 6 小时，然后向大鼠提供预先称重好的 1%蔗糖和清水各 1 瓶，1 小时后，通过称量两个瓶子的重量计算出所有液体的消耗量，蔗糖偏好定义为（蔗糖消耗量/总消耗量）×100%。在 CUMS刺激前和整个 CUMS 刺激期间每周测定大鼠体重。1.5.2 旷场试验（OFT）和 强迫游泳（FST）进行 OFT 的房间要求安静、隔音。OFT 开始时，大鼠被放置于开放的旷场箱
图 2 CUMS 诱导的抑郁样行为Fig. 2. CUMS-induced depressive-like behaviors（A）基线期和 CUMS 造模中连续 4 周的的体重（B）基线期和 CUMS 造模后的蔗糖偏好（C）FST 中的不动时间（D-G）OFT 中的总活动距离、中心区域活动距离、中心区域活动度和站立次数*P<0.05，**P<0.01，***P<0.001。NS，无显著性差异；对照组（n=20）；CUMS组（n=20）(A) Body weight at baseline and during the consecutive 4-week course of the CUMS protocol.(B) Sucrose preference at baseline and after the CUMS procedure. (C) Immobility time in FST.(D G) Total distance, central distance, central activity, and number of rearings in OFT. *p < 0.05,**p < 0.01, ***p < 0.001. NS, not significant. CON (n = 20); CUMS (n = 20)2.2 小肠 20 种氨基酸中 Asp, Gln, Gly 的浓度显著改变先前的研究对方法学验证指标进行了证实，该 HPLC 检测方法具有良好的线性、准确度、重复性和稳定性[35, 39]，CON 和 CUMS 组的色谱图和标准曲线如图 3
图 3（A）CON 大鼠，（B）CUMS 大鼠和（C）标准曲线（250 nmol/l）的色谱图峰值Fig. 3. Chromatogram of(A) control rats ,(B) CUMS rats and (C) Standard curve (250 nmol/L)peaks(1) 天冬氨酸, (2) 谷氨酸, (3) DABS-CL, (4) 天冬酰胺, (5) 谷氨酰胺, (6) 丝氨酸, (7) 酸, (8) 甘氨酸, (9) 精氨酸, (10) 丙氨酸, (11) 脯氨酸, (12) 缬氨酸, (13) 蛋氨酸, (14) 异酸, (15) 亮氨酸, (16) 正亮氨酸, (17) 苯丙氨酸, (18) 氨, (19) 赖氨酸, (20) 组氨酸, (21) 酸.(1) aspartic acid, (2) glutamic acid, (3) DABS-CL, (4) asparagine, (5) glutamine, (6) serine,hreonine, (8) glycine, (9) arginine, (10) alanine, (11) proline, (12) valine, (13) methionine, (1soleucine, (15) leucine, (16) NorLeu, (17) phenylalanine, (18) ammonia, (19) lysine, (20) histidi21) tyrosine.计算氨基酸与相应的内标物的峰面积的比值确定每个氨基酸的浓度，涉及肠中 20 种氨基酸的浓度的详细信息，参考表 2。
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本文编号：2825270
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