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基于GC-MS的代谢组学方法筛选辐射生物剂量血浆标志物的研究

张圆圆  
【摘要】:核战争和灾难性核事故的发生会造成大量伤员,在对此类伤员的紧急医学救治中,早期、快速检测伤员受照剂量的大小,是合理利用有限医疗资源,科学制定救治策略,提高救治效率和存活率的关键环节。本文探索性地运用基于气相色谱-质谱联用(GC-MS)的代谢组学方法,筛选出潜在的辐射生物剂量标志物,并将其用于辐射伤情分类的研究。此外,对这些代谢标志物的生物学意义以及关键代谢通路进行了初步探讨。本研究为发展快速、简便、灵敏和准确的电离辐射生物剂量计以及揭示急性电离辐射损伤和修复的分子机制提供了实验依据。 1.建立了基于GC-MS联用技术的血浆代谢物分析方法。以N-O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺(MSTFA)-两步衍生法为基础,对样品制备方法(如萃取剂的选择、萃取剂用量、衍生化条件)和GC-MS分析条件(如升温程序条件)进行了优化。此外,对包括精密度、重现性及稳定性在内的分析方法特性进行了考察。在此基础上,将NIST质谱数据库搜索和标准品验证相结合完成对血浆代谢物的结构鉴定。 2.利用建立的GC-MS血浆代谢物分析方法,从剂量效应(0Gy,2Gy,4Gy,6Gy,8Gy)考察了不同时间点(辐射后5h,24h,48h和72h)电离辐射对大鼠血浆代谢物的影响,进行辐射损伤伤情分类的研究并筛选出潜在的辐射生物剂量标志物,辐射生物剂量血浆标志物的筛选是利用遗传算法与随机森林相结合。结果表明,辐射后5h、48h及72h的伤情分类均为100%,24h除轻度伤情分类为92%外,其余均为100%。 3.将不同时相点筛选的生物标志物进行相关性分析,探讨其生物学意义以及涉及的关键代谢通路,辐射损伤所扰动的代谢通路主要包括氨基酸代谢、能量代谢及脂类代谢。


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