束缚应激致大鼠高同型半胱氨酸血症的肝脏代谢组学研究

【摘要】：目的通过束缚应激的建模方法建立大鼠高同型半胱氨酸血症的模型,探讨大鼠高同型半胱氨酸血症肝脏代谢模式的变化;揭示机体中同型半胱氨酸含量显著升高引起肝脏代谢紊乱的相关作用机制;寻求代谢标志物以及作用靶点。 方法选用健康雄性Wistar大鼠,体重180~200g,随机分为对照组和应激组。将应激组大鼠分为5个应激强度不同的时间组,分别束缚1周、2周、4周、6周和8周,建立应激动物模型。检测血浆中的糖皮质激素、儿茶酚胺和同型半胱氨酸的含量。 采集模型动物的肝脏组织,采用萃取法分别提取肝脏组织中的水溶性提取物和脂溶性提取物,利用1~H核磁共振技术对样品进行检测并通过主成分分析法(PCA)比较正常对照组和应激组的大鼠肝脏组织中水溶性提取物和脂溶性提取物的代谢模式,建立稳定的肝脏组织代谢组学的技术平台。 通过对模型动物肝脏组织的代谢组学研究,探讨鼠龄和应激强度对肝脏代谢状态的影响和代谢模式的差异。根据因子载荷图(loading plot)和文献及数据库检索鉴定出影响代谢模式变化的贡献量大的代谢小分子。并对这些代谢小分子的代谢途径进行分析,探讨代谢小分子在机体发生肝脏代谢紊乱时的作用机制以及与高同型半胱氨酸血症的相关性。 结果通过束缚应激的方法建立了高同型半胱氨酸血症的动物模型。建立了高重复性和高分辨率的大鼠肝脏组织提取液的代谢组学的研究方法。通过比较正常和应激后肝脏组织1~H-NMR谱图和PCA分析,发现不同应激强度的大鼠肝脏代谢模式明显不同并与同鼠龄的对照组大鼠的肝脏代谢模式差异显著,代谢成分也可明显区分开。大鼠肝脏组织水溶性提取物中有24种代谢小分子的含量发生变化,如乳糖、β-葡萄糖、琥珀酸等;脂溶性提取物中14种代谢小分子的含量发生变化,如LipidCH3、Lipid (CH2 )n、LipidCH2CH2CO等。这些代谢成分的改变提示束缚应激可导致能量代谢中糖酵解、糖异生能力、三羧酸循环的改变以及肝脏脂代谢的紊乱。其肝脏代谢紊乱可能与与线粒体、内质网功能降低、氧化磷酸化、脂肪氧化改变以及肝脏抗氧化防御体系受损有关。 结论束缚应激导致大鼠高同型半胱氨酸血症的发生;经过1~H-NMR的检测和PCA分析后发现束缚应激致高同型半胱氨酸血症大鼠肝脏的代谢状态发生了改变,随着应激强度的增加大鼠肝脏的代谢表型也发生显著性变化;经鉴定后发现的对代谢表型改变贡献量大的代谢小分子(氨基酸、脂溶性化学结构片段,如谷氨酸、丙氨酸、LipidCH2C=C、LipidCH2CO)可对束缚应激导致的高同型半胱氨酸血症机体的能量代谢产生巨大影响。