基于核磁共振的SD大鼠诱导的胰腺癌及上皮内瘤变组织水溶性萃取物代谢组学研究

【摘要】：本课题内容分为两部分:第一部分:研究SD大鼠原位诱导胰腺癌模型建立方法及建模过程特点。第二部分通过建立大鼠胰腺癌模型,获得上皮内瘤变(Pan IN)及胰腺癌(P.C)组织样本,采用NMR代谢组学和多变量统计分析方法检测P.C、Pan IN及正常胰腺之间的代谢差异,为疾病代谢变化研究及早期诊断方法的建立提供数据基础及理论依据。第一部分7,12-二甲基苯并蒽诱导SD大鼠胰腺癌动物模型建立及过程特点目的:研究7,12-二甲基苯并蒽(DMBA)原位包埋诱导SD大鼠P.C动物模型的建立方法及建模过程特点。方法:84只大鼠被随机均分为6组实验组与1组假手术对照组(每组12只)。实验组于大鼠胰腺体尾部被膜下埋入致癌剂DMBA7mg,荷包缝合建立实验组动物模型,假手术对照组行胰体尾被膜荷包缝合而未植入DMBA,实验组分别于2、3、4、6、8、12周处死,假手术对照组于12周处死并切取包埋部位组织.各组均连续监测一般情况,观察腹腔情况并行组织病理学检查。结果:建模总死亡率5.56%,建模过程中一般及腹腔情况良好。癌总体发生率为25%。不同诱导时间(2、3、4、6、8、12周)的癌发生率分别为0、27.27、18.18、18.18、45.45、41.67%,平均直径分别为0、2、2.5、3.5、4.6、5.8mm。8周以上实验组与4周以下癌发生率呈现显著差异(P0.05)。2、3、4周样本分别检出1例Pan IN,发生率为5.8%(3/51)。结论:SD大鼠胰腺体尾部被膜下包埋DMBA方法可以成功构建P.C模型。第2周即产生Pan IN,第8至12周模型一般情况较好,成癌率高,较为符合实验需求。第二部分基于核磁共振的SD大鼠诱导的胰腺癌及上皮内瘤变组织水溶性萃取物波谱分析目的:研究SD大鼠Pan IN、P.C与正常胰腺组织水溶性萃取物的代谢差异,提出差异代谢标志物,探讨该技术在早期诊断的可行性。方法:通过SD大鼠胰体尾包埋DMBA建立动物模型,分别诱导3周与12周建立实验组,以相同手术方式处理但不埋入DMBA,饲养12周作为假手术组,分别采集各组胰腺组织并行病理检查,根据病理结果分别归为Pan IN组、P.C组与对照组。各组行甲醇-氯仿法萃取、上清液冻干等预处理后,以500MHz高分辨率核磁共振仪进行波谱检测,所得数据采用主成分分析(PCA)、偏最小二乘判别分析(PLS-DA)、正交偏最小二乘方差判别分析(OPLS-DA)法进行多变量统计分析处理。结果:经病理检查证实,模型诱导获得PanIN样本11例、P.C样本15例、对照样本14例.多变量统计分析共筛选出差异代谢物37种,1-甲基组氨酸、己二酸、柠檬酸、二甲基甘氨酸、赖氨酸、肌氨酸仅在Pan IN组含量上升,肌酸含量下降。乙酰胆碱、抗坏血酸、甘油、牛磺酸、α-葡萄糖仅在P.C组含量上升。2-羟基丁酸、3-羟基丁酸、醋酸、谷氨酸、异亮氨酸、乳酸、亮氨酸、肌醇、苯丙氨酸、缬氨酸在Pan IN组与P.C组含量均上升,其中3-羟基丁酸、醋酸、乳酸在Pan IN组的上升更加显著。3-甲基组氨酸、腺苷、天冬氨酸、甜菜碱、胞嘧啶核苷、肌苷、烟酰胺、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)、烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸(NADP)、尿嘧啶、尿苷、尿苷二磷酸葡糖、维生素K于Pan IN组与P.C组含量均下降,其中天冬氨酸于Pan IN组含量降低更为显著,腺苷、胞嘧啶核苷、烟酰胺、NADP、尿嘧啶、尿苷、维生素K于P.C组含量降低更为明显。犬尿胺酸、甲硫氨酸在Pan IN组中含量上升,而在P.C组中含量下降。结论:成功建立出Pan IN及P.C模式识别模型,筛选出各组差异代谢物,丙酸、嘧啶、烟酸及甲硫氨酸循环等相关代谢路径可能具备重要意义。实验结果证实其应用的可行性,为代谢组学早期诊断方法的建立提供了数据基础,有助于进一步研究疾病代谢变化的途径与机制。