基于代谢组学技术研究蜂毒对SD大鼠内源性代谢的影响

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近几年来,代谢组学已在生命科学领域领域占据一席之地,也成为生物研究中一个重要的、有价值的工具,并在不断创新的分析技术的协同下逐步稳定发展。同时,蜂毒的在临床应用方面的研究也广泛展开,蜂毒作为具有高度药理学和生物学活性的物质,在治疗风湿类疾病方面具有显著疗效,在癌症的临床治疗中也体现出了巨大潜力。但是,蜂蛰行为以及蜂毒成分对生物机体内源性代谢影响方面的研究却仍有较大发展空间。本研究建立了针对SD大鼠蛰刺和针刺的动物模型模型,在此基础上建立基于联用技术的代谢组学高通量分析方法,并将其应用于对蜂毒和蜂蜇行为刺激后生物标志物的验证与确认。通过对空白组、创伤组、实验组SD大鼠的血清样本进行分析,进行统计学处理,辅以ROC值检验、t检验等方法筛选出相关的差异代谢物。结果:蜂蛰行为对机体的刺激大致可以分为蜂毒成分和蛰刺创伤两方面的刺激,本研究将蜂毒成分和蜇刺创伤视为两个变量,从代谢组学角度出发,研究蜂蛰对大鼠内源性代谢的影响,确定了蜂毒成分是影响大鼠内源性代谢的主要因素。并探究了受蛰刺大鼠体内的代谢规律,寻找与蜂毒成分相关的标志性差异代谢物和代谢通路。正负离子模式下分别通过偏最小二乘判别分析(PLS-DA)等方法进行建模和统计学分析后,蜇刺组、创伤组、空白对照组代谢物在PCA得分图上有显著趋势,可以认为蜂毒成分、蜜蜂蛰刺行为和蛰刺创伤均对大鼠内源性代谢物具有明显扰动作用。为探究与蜂毒成分相关的潜在生物标志物,对蜇刺组、创伤组进行差异代谢物的筛选,结果发现,在正负离子模式下共筛选得到327种差异代谢物。对这些差异代谢物进行结构鉴定和进一步筛选,共发现39个差异代谢物,这些差异代谢物可以被认为与蜂毒成分刺激有关。为探究与完整蜂蜇行为相关的潜在生物标志物,对蜇刺组、创伤组进行差异代谢物的筛选,结果发现,在正负离子模式下共筛选得到164种差异代谢物。对这些差异代谢物进行结构鉴定和进一步筛选,共发现71个差异代谢物,这些差异代谢物可以被认为与蜂毒成分刺激有关。为探究与蛰刺创伤相关的潜在生物标志物,对蜇刺组、创伤组进行差异代谢物的筛选,结果发现,在正负离子模式下共筛选得到164种差异代谢物。对这些差异代谢物进行结构鉴定和进一步筛选,共发现24个差异代谢物,因此本研究以蜂毒成分对机体内源性代谢的影响为研究重点,确定与蜂毒成分相关的潜在生物标志物,并对代谢通路进行推导。为确定最终的生物标志物和代谢通路,经进一步筛选,共得到9个最终差异代谢物,分别为肉毒碱、乙酰肉毒碱、溶血磷脂酰胆碱、溶血磷酸酯、Lyso PC、Lyso PE、鞘氨醇、白介素、亚麻油酸;以及4个受影响代谢通路,包括亚油酸代谢、神经鞘脂类代谢、甘油磷脂代谢、丙氨酸和天门冬氨酸代谢。根据受影响代谢通路的生理作用,结合相关文献与目前已知研究,推测蜂毒对机体内源性代谢的影响主要涉及脂肪酸的代谢过程,具有重要的生理学和病理学作用。
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