基于液-质联用技术对苦荞改善血脂代谢紊乱的代谢组学研究

发布时间：2020-06-06 06:53

【摘要】：随着经济发展,我国居民膳食结构发生变化,膳食中的脂类摄入增多,成为影响健康增加患高脂血症、心血管疾病风险的主要因素之一。苦荞具有改善血脂紊乱的功效,其中的蛋白与淀粉是其主要功效组分,但对其机理却不完全明确。本研究通过高脂膳食诱导方式建立代谢紊乱小鼠模型,研究苦荞蛋白、苦荞淀粉饮食干预对小鼠血脂代谢的影响,并利用液相色谱-质谱联用技术(LC-MS)对血浆进行代谢组学分析,有助于进一步认识高脂饮食诱发的血脂代谢异常发生的机制,为寻找代谢紊乱发生的规律及有效防治措施提供理论依据。(1)选取4周龄雄性C57BL/6小鼠,随机分为4组(n=9):对照组(LFD)、模型组(HF-CS)、苦荞蛋白组(HF-BWP)、苦荞淀粉组(HF-BWS)。实验结果表明:模型组与对照组相比,TG、TC及LDL-C含量均显著提高(P0.05)。苦荞蛋白组较模型组TG、TC和LDL-C含量均显著降低,分别为85.6%、37.3%及58.7%,而HDL-C含量显著提高32.5%,苦荞淀粉组较模型组TG、TC分别降低54.6%,16.7%,表明苦荞蛋白与苦荞淀粉均具有改善脂代谢紊乱的作用且苦荞蛋白改善作用更加明显。(2)利用LC-MS技术获得对照组、模型组、苦荞蛋白组小鼠血浆代谢轮廓,并由血浆代谢轮廓分析可知对照组、模型组及苦荞蛋白组区分明显。相比模型组,苦荞蛋白组更接近对照组样本点,表明苦荞蛋白组小鼠代谢表型更加接近对照组小鼠代谢表型。多元统计分析发现对照组与模型组间存在31个差异代谢物,相比对照组,模型组血浆样品花生四烯酸、鹅去氧胆酸、8,11,14-二十碳三烯酸、二十二碳五烯酸、肾上腺素酸水平降低;LysoPC(14∶1(9Z))、LysoPC(14:0)、瓜氨酸、牛磺胆酸、氧化谷胱甘肽水平升高。与模型组相比,苦荞蛋白组血浆样品中五种不饱和脂肪酸含量(8,11,14-碳三烯酸、二十二碳五烯酸、亚油酸、肾上腺素酸和硬脂酸)显著上升,棕榈酸、油酸、皮质醇、鹅去氧胆酸、LysoPC(14∶1(9Z))、LysoPC(14:0)、LysoPC(15:0)、瓜氨酸、牛磺酸显著降低。结合KEGG、MetPA数据库辅助分析,发现苦荞蛋白主要通过主要参与亚油酸代谢、酮体的合成与降解、苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成、牛磺酸和牛磺酸代谢、乙醛酸盐代谢、花生四烯酸代谢、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成、柠檬酸循环(TCA循环)、不饱和脂肪酸的生物合成途径等9条代谢路径调节高脂膳食诱导的小鼠代谢紊乱。(3)由多元组分分析可知对照组、模型组及苦荞淀粉组小鼠血浆代谢轮廓分离明显,进一步发现苦荞淀粉组与模型组间存在23种差异代谢物。苦荞淀粉组和模型组相比牛磺脱氧胆酸、马尿酸、牛磺胆酸、L-乙酰基肉碱、胞苷等在血浆中下调,花生四烯酸、二十二碳六烯酸、二十二碳五烯酸、酮亮氨酸、鹅去氧胆酸等则发生上调。数据分析显示,对苦荞淀粉调节血脂紊乱作用有重要贡献的潜在的生物标志物主要参与亚油酸代谢、酮体的合成与降解、苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成、乙醛酸盐代谢、花生四烯酸代谢、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成、嘌呤代谢、柠檬酸循环(TCA循环)、不饱和脂肪酸的生物合成途径等9条代谢路径。(4)综合各组血浆代谢代谢组学分析可知:相比模型组,苦荞蛋白组、苦荞淀粉组小鼠代谢表型与对照组更加接近,且苦荞蛋白组作用效果更明显。苦荞蛋白及苦荞淀粉组间分析并筛选出41种差异代谢物。与苦荞淀粉组相比,苦荞蛋白组血浆中鹅去氧胆酸、LysoPE(0:0/16:0)、苯基乳酸、L-乙酰基肉碱、硬脂酸、8,11,14-二十碳三烯酸、皮质醇、LysoPE(16:1(9z)/0:0)、LysoPC(14∶1(9Z))、L-色氨酸等下调,创伤酸、胆酸、牛磺胆酸、琥珀酸、胞苷等则发生上调。数据分析显示,苦荞蛋白组及苦荞淀粉组间潜在的生物标志物主要参与亚油酸代谢、酮体的合成与降解、苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成、乙醛酸盐代谢、花生四烯酸代谢、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成、柠檬酸循环(TCA循环)、不饱和脂肪酸的生物合成途径等8条代谢路径。本课题通过对高脂饲料、苦荞蛋白及苦荞淀粉喂养小鼠血浆的代谢物分析,发现不同组别小鼠血浆代谢谱存在差异,而这些差异与动物干预后血脂指标出现不同反应密切相关。各组间差异物质种类主要包括氨基酸类、脂肪酸类、嘌呤类、有机酸类等。
【图文】：

苦荞干预对血浆总甘油三酯（TG）影响

基于液-质联用技术对苦荞改善血脂代谢紊乱的代谢组学研究

苦荞干预对血浆总胆固醇（TC）影响
【学位授予单位】：上海应用技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R589;TS231

【参考文献】