多氯联苯与高脂联合暴露SD大鼠的代谢组学研究

发布时间：2019-09-21 02:15

【摘要】：目的分析多氯联苯(PCBs)与高脂饮食暴露后SD大鼠尿液代谢组变化,探讨PCBs对糖、脂肪等代谢的影响及可能的毒性机制,并寻找潜在的候选生物标志物。方法雄性SD大鼠随机分为对照组、高脂组、PCBs组、PCBs与高脂联合暴露组。于染毒6周收集尿液样本,采集尿液的1H NMR谱,采用主成分分析法(PCA)分析数据。结果 PCA得分图显示,联合暴露组与其他3组可完全区分,表明该组动物尿液代谢特征与其他3组存在较大差异。PCA载荷图显示,联合暴露组大鼠尿液中乳酸、葡萄糖、肌酸、2-羟异戊酸含量显著上升;柠檬酸、琥珀酸、牛磺酸、马尿酸、氧化三甲胺(TMAO)含量显著下降。结论 PCBs与高脂联合暴露导致大鼠尿液中三羧酸循环的中间产物含量降低或与能量代谢相关的代谢物蓄积,可能与线粒体功能受损、能量代谢障碍有关。这些效应可能会进一步导致糖类、脂肪、氨基酸等营养物质代谢紊乱。含量发生显著变化的代谢物可能成为PCBs与高脂饮食暴露的候选毒性标志物。
【图文】：

2结果4组SD大鼠尿液的典型NMＲ氢谱(1HNMＲ谱)图如图1所示。主要谱峰归属为:柠檬酸(2．54、2．58、2．66、2．7)、琥珀酸(2．42)、乳酸(4．14)、马尿酸(3．78、3．94、3．98、7．54、7．82)、牛磺酸(3．42)、葡萄糖(3．62、3．66、3．7、3．74)、2-羟图14组SD大鼠染毒6周尿液600MHz1HNMＲ谱图1．葡萄糖;2．乳酸;3．牛磺酸;4．肌酸;5．马尿酸;6．TMAO;7．2-羟异戊酸;8．柠檬酸;9．琥珀酸异戊酸(3．82、3．86)、肌酸(3．02、3．06、3．9)、氧化三甲胺(TMAO、3．26、3．3)。对照组与3个处理之间、各处理组之间1HNMＲ谱存在差异，表明各处理组动物尿液代谢特征发生了变化。对4组大鼠尿液1HNMＲ谱峰积分值进行主成分分析(PCA)后，，得到PCA得分图和相应载荷图(图2)。PCA得分图中点与点之间的距离是由样本内包含的代谢物相似程度决定的。由图2A可见，除PCBs组1只动物外(可能由于个体差异)，其他所有大鼠主成分集中分布于椭圆形(95%可信区间)的4个区域之内。对照组、高脂组、PCBs组有一定程度的分离但有部分交叉，表明以上3组动物经过相应处理后尿液的代谢特征差异较校而联合暴露组距离其他3组较远，可以完全区分开，表明该组动物尿液代谢特征与其他3组存在较大差异。由图2B可见，大多数变量集中于原点附近，只有少数变量远离原点，这些远离原点的化学位移归属为:柠檬酸、琥珀酸、乳酸、马尿酸、牛磺酸、葡萄糖、2-羟异戊酸、肌酸、TMAO。以上各组大鼠尿液代谢物相对积分值比较见表1。图24组SD大鼠尿样核磁共振氢谱PCA分析的得分图(A)和载荷图(B)●对照组;■高脂组;◆PCBs组;▲PCBs+高脂组为了分析PCBs与高脂饮食单独作用或联合作用对大鼠代谢的影响，采用两两对比的方式对各处理组与对照组大鼠尿液的1HNMＲ谱进

能由于个体差异)，其他所有大鼠主成分集中分布于椭圆形(95%可信区间)的4个区域之内。对照组、高脂组、PCBs组有一定程度的分离但有部分交叉，表明以上3组动物经过相应处理后尿液的代谢特征差异较校而联合暴露组距离其他3组较远，可以完全区分开，表明该组动物尿液代谢特征与其他3组存在较大差异。由图2B可见，大多数变量集中于原点附近，只有少数变量远离原点，这些远离原点的化学位移归属为:柠檬酸、琥珀酸、乳酸、马尿酸、牛磺酸、葡萄糖、2-羟异戊酸、肌酸、TMAO。以上各组大鼠尿液代谢物相对积分值比较见表1。图24组SD大鼠尿样核磁共振氢谱PCA分析的得分图(A)和载荷图(B)●对照组;■高脂组;◆PCBs组;▲PCBs+高脂组为了分析PCBs与高脂饮食单独作用或联合作用对大鼠代谢的影响，采用两两对比的方式对各处理组与对照组大鼠尿液的1HNMＲ谱进行了PCA。高脂组和对照组大鼠尿液1HNMＲ谱的PCA结果可见，它们在PCA得分图中区分明显(图3A)，表明高脂组大鼠经染毒后尿液代谢特征与对照组比较发生了明显改变。通过图3B及表1分析，高脂组大鼠尿液中乳酸含量显著上升，牛磺酸含量显著下降且二者差异均具有显著性意义。由PCBs组和对照组大鼠尿液1HNMＲ谱的PCA结果可见，前者大鼠尿液中琥珀酸、乳酸含量显著上升，且差异具有显著性意义(图4B，表1)。由图5A可观察到，PCBs与高脂联合暴露组与对照组比较，两组可完全区分开，表明两组动物尿液代谢特征差异明显。联合处理组大鼠尿液中乳酸、葡萄糖、肌酸、2-羟异戊酸含量显著上升;柠檬酸、琥珀酸、牛磺酸、马尿酸、TMAO含量显著下降且差异均具有显著性意义(表1)。268军事医学2015年4月第39卷第4期MilMedSci，Vol39，No4，Apr，2015
【作者单位】： 南方医科大学南方医院;军事医学科学院疾病预防控制所;军事医学科学院附属医院;军事医学科学院国家生物医学分析中心;
【基金】：国家重点基础研究发展计划资助项目(2011CB503803)
【分类号】：R114

【参考文献】

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本文编号：2539144