基于代谢组学的非酒精性脂肪性肝炎小分子生物标志物研究

发布时间：2020-04-05 19:38

【摘要】：目的:非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis,NASH)在肝细胞中的代谢机制尚不清楚,我们的目的是比较非酒精性单纯性脂肪肝(nonalcoholic simple fatty liver,NAFL)大鼠与NASH大鼠肝脏代谢物组之间的不同,寻找代谢物中可以区分两个阶段的差异性代谢产物,构建诊断模型。并且寻找可以诊断NASH的生物标志物。在此基础上,通过对差异物进行代谢通路归属分析来研究代谢物与发病机制之间的联系。方法:收集34例健康对照大鼠(健康对照组)、35例NAFL大鼠(NAFL组)和22例NASH大鼠(NASH组)的肝脏。采用液相色谱-质谱(liquid chromatography coupled to mass spectrometry,LC-MS)法检测肝脏代谢产物。联合主成分分析(principal components analysis,PCA),偏最小二乘判别分析(partial least square discriminant analysis,PLS-DA)与正交偏最小二乘判别分析(orthogonal projection to latent structures discriminant analysis,OPLS-DA)等模式识别方法来处理LC-MS检测得到的谱图数据。结合OPLS-DA的变量权重值(variable importance in the projection,VIP,阈值1)与t检验的p值(p0.05)筛选出差异性代谢产物。接着,以人血清为研究对象,采用经典的方法对其中一个差异性代谢物进行验证。进一步使用MetaboAnalyst 3.0对差异物进行代谢通路归属分析。结果:OPLS-DA模型能显著地区分NAFL组与健康对照组,在正离子模式下,模型质量参数为R~2X=30.6%,R~2Y=84.4%,Q~2Y=0.717。在负离子模式下,模型质量参数R~2X=31%,R~2Y=92.8%,Q~2Y=0.818;模型能显著区分NASH组与健康对照组,在正离子模式下,模型质量参数为R~2X=32.4%,R~2Y=97.2%,Q~2Y=0.956。在负离子模式下,模型质量参数R~2X=31.8%,R~2Y=97.6%,Q~2Y=0.96;模型亦能清楚区分NAFL组和NASH组,在正离子模式下,模型质量参数为R~2X=29.7%,R~2Y=92.5%,Q~2Y=0.894。在负离子模式下,模型质量参数为R~2X=32.8%,R~2Y=92.9%,Q~2Y=0.895。共找到了108种可以将NAFL组与健康对照组区分开的差异性代谢产物,共找到171种可以将NAFL组与NASH组分开的差异性代谢产物。焦谷氨酸可能是一个新的,有效的诊断NASH的生物标志物。对NAFL组与NASH组之间的所有差异性代谢产物进行通路代谢分析,得到了10条与疾病发病机制有关的代谢通路,它们分别是脂肪酸代谢、色氨酸代谢、尿素循环、柠檬酸循环、谷氨酰胺和谷氨酸代谢、氨酰-tRNA生物合成、精氨酸和脯氨酸代谢、丙氨酸,天冬氨酸和谷氨酸代谢、丙酮酸代谢以及甘氨酸,丝氨酸和苏氨酸代谢。结论:LC-MS肝脏代谢组学技术联合模式识别方法能够有效地区分NAFL大鼠和NASH大鼠,差异表达的代谢产物及其代谢通路在NASH发病机理的研究中起着很大的作用,同时也可能为NASH的早期诊断提供一种手段。
【图文】：

代谢组学,分析流程

属分析[21]。如图1所示。图1 代谢组学分析流程1.3 代谢组学的分析技术基因组学分析的对象是基因，蛋白质组学分析的对象是蛋白质，它们仅能够对一类物质进行研究。不同于它们，代谢组学以机体内的代谢小分子作为研究对象。由于小分子类别丰富，结构繁琐，要想将其分离并检测，目前的分析技术是很难做到的。因此，在实际检测的情况下，不同分析技术的优缺点都应该在我们的考虑范围之内，我们应该将它们进行结合，扬长避短，从而扩大检测范围。色谱技术是一种有效的物质分离工具。它以分离样本的能力高、检测灵敏度高和分析速度快著称，，但它难以对分析出来的现象进行定性地鉴别和判断；而质谱则是以特异性好、高灵敏度以及强大的定性定量功能为特征的一种技术，与此同时，它的应用范围很广。可由于它不能直接将样本分离开，因此它对繁杂化合物的检测分析是无能为力的。色谱技术和质谱技术的联合使用

路线图,代谢组学,主要技术,生物标志物

本论文的主要技术路线
【学位授予单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R575.1

【参考文献】