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《兰州大学》 2018年
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基于代谢组学抗辐射活性评价方法的建立及其应用

郝玉伟  
【摘要】:紫外辐射可造成一系列健康损害。抗紫外活性物质可有效预防、减轻和修复紫外辐射造成的损害。目前,抗紫外活性评价方法主要有物理化学方法和生物学方法。物理化学方法简单直观,但无法表达受到辐射后所引起的病理生理学和辐射所引起的效应水平的改变。生物学方法以细胞、组织、动物和人体为研究对象,以组织学、形态学的改变和辐射所引起的效应水平为指标,但观测指标有限,难以反映机体的整体变化。代谢组学通过分析生物体内所有小分子代谢物,研究和寻找代谢物与生理病理变化的相对关系,通过代谢物的变化来综合评价活性物质的抗紫外活性。本文以小鼠为研究对象,应用代谢组学分析技术和模式识别统计方法,研究了紫外损伤小鼠皮肤组织生物标志物,建立了抗紫外活性评价方法,并评价了4种多肽的抗紫外活性。目的:以小鼠为研究对象,建立小鼠皮肤组织急性紫外损伤模型,应用代谢组学方法,分析比较对照组和模型组间内源性代谢物的差异,以代谢物的变化为评价指标,结合化学计量学方法,建立基于代谢组学的抗紫外损伤活性评价方法,并应用建立的方法评价多肽抗紫外活性。方法:(1)通过优化流动相组成、检测波长、流速等参数,优选最佳UPLC-DAD条件。(2)SPF级雄性昆明种小鼠分为对照组和模型组,模型组UV照射12小时,建立急性紫外损伤模型;使用冰冻切片病理学检查验证模型建立效果。取小鼠皮肤组织样品,经系列前处理后进样分析;使用模式识别方法分析数据,建立紫外损伤统计模型,寻找潜在生物标志物并鉴定。通过查阅文献和检索KEGG数据库解释生物标志物可能的代谢通路和机制。(3)SPF级雄性昆明种小鼠分为对照组、模型组和干预组,模型组和干预组UV照射12小时,建立抗紫外损伤模型。应用PCA和OPLS-DA方法建立抗紫外损伤统计模型,使用Y预测方法建立抗紫外活性评价方法,并评价目标多肽的抗紫外活性。结果:(1)最佳色谱条件为:色谱柱:Agilent SB-Aq RRHD柱(2.1×100 mm,1.8μm);柱温:30℃;流速:0.25 mL/min;λ=254 nm;流动相:A(0.2%磷酸水):B(乙腈)。0.0-2.0 min 0.5%(B),2.0-6.0 min 0.5-25%(B),6.0-8.5 min 25.0-95%(B),8.5-10 min 95-95%(B)。(2)经冰冻切片病理学检查,紫外急性损伤模型建立成功。通过多元统计分析表明,模型组和对照组分组趋势明显,共有18个VIP1的差异峰,经鉴定确定了3种潜在生物标志物:尿嘧啶核苷、次黄嘌呤核苷和硝基酪氨酸。(4)建立了基于代谢组学分析和模式识别方法的抗紫外活性评价方法,并应用该方法以化妆品、防晒霜和VC、胡莫柳酯为阳性对照,评价了四种多肽的抗紫外活性,其抗紫外活性顺序为:化妆品2多肽1防晒霜多肽2;胡莫柳酯多肽3VC多肽4。结论:本研究采用代谢组学研究方法,以小鼠为研究对象,通过对皮肤组织代谢物的分析,结合PCA、OPLS-DA模式识别技术,建立了抗紫外损伤活性评价方法,以此进行多肽抗紫外活性的评价。该方法拟合度和预测度均较高,且不存在过拟合,可用于抗紫外活性物质的定性和相对定量评价。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:R96

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