基于多组学研究DON及其乙酰化衍生物对人正常肝细胞脂质代谢的影响

来源 :武汉轻工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xieqi509
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背景:由于真菌毒素对农作物(尤其是谷物类农作物)的高污染率以及人类通过对相关食品的摄入而达到的高暴露量,对于真菌毒素的防治成为食品安全领域刻不容缓的任务。脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)及其乙酰化衍生物(3-ADON、15-ADON)所属的单端孢霉烯族化合物作为真菌毒素中最为常见的类别之一,值得对其进行全面深入的研究。因此本研究将通过转录组学与脂质组学联合的多组学分析方法对DON、3-ADON和15-ADON对于人正常肝细胞(L-02)的脂质代谢的影响进行探索。方法:(1)选取八个不同剂量浓度(0μM、0.5μM、1μM、1.5μM、2μM、5μM、10μM、20μM)的DON及其乙酰化衍生物溶液对L-02进行24小时暴露,采用CCK-8检测方法检测细胞活性的变化。并对在2μM浓度的DON及其乙酰化衍生物溶液下暴露24小时的L-02细胞进行油红O染色实验,采用RNA测序技术测定m RNA的表达量,使用荧光定量PCR方法对测序结果进行验证。(2)基于非靶向脂质组学方法对L-02细胞在2μM剂量下DON、3-ADON和15-ADON中暴露24小时后脂质代谢物的变化进行检测。通过多元统计分析方法筛选在DON、3-ADON和15-ADON暴露下L-02细胞的潜在差异脂质代谢物,并进行通路富集分析。(3)通过联合通路分析方法,将转录组结果与脂质代谢结果进行联合分析,并使用靶向脂质组学方法对在2μM的DON、3-ADON和15-ADON溶液下暴露24小时的L-02细胞中的潜在差异代谢物进行定性与半定量分析。结果:(1)通过CCK-8实验对DON、3-ADON和15-ADON三种毒素对L-02细胞的毒性进行检测,结果发现三种毒素在同样剂量下,毒性排序为:15-ADON>DON>3-ADON。油红O染色实验发现DON和15-ADON对于L-02细胞内脂滴的形成有着显著的影响而3-ADON对与L-02细胞内脂滴的形成影响较小。m RNA测序试验结果显示DON与15-ADON对于L-02细胞转录组的调节则非常显著。与未处理对照组比较,DON实验组差异表达基因数量为2286,15-ADON实验组显著差异表达基因共4177个。差异表达基因KEGG分析结果中DON和15-ADON组显著富集的通路分别有39和44条,其中甘油磷脂代谢通路和磷脂酶D信号通路在对DON及其乙酰化衍生物的研究中未见报道。(2)非靶向脂质组学结果通过多元统计分析初步筛选出505个潜在差异代谢物。将505个潜在差异代谢物进行通路富集分析,结果发现正负离子模式下的通路富集结果基本相同,DON、3-ADON和15-ADON对于L-02脂质代谢的影响主要通过甘油磷脂代谢通路、糖基磷脂酰肌醇通路、自噬(动物)通路、自噬(其他)通路和鞘脂信号传导通路来实现。(3)通过对转录组学与非靶向脂质组学结果进行联合分析,最终确定15个潜在差异代谢物。将这15个潜在差异代谢物通过靶向脂质组学方法进行定性及半定量分析,最终鉴定出9种脂质,分别为:PC(15:0/16:0)、PC(16:1/18:3)、PC(18:1/22:6)、PC(16:0/16:0)、PC(16:0/16:1)、PC(16:1/18:1)、PC(14:0/18:2)、PE(14:0/16:0)和PE(18:1/18:3),并且9种脂质在实验暴露组中均下调。结论:本研究发现在核酸水平及代谢水平有一定关联性的甘油磷脂代谢通路对于暴露于DON、3-ADON和15-ADON的L-02细胞的脂质代谢有着决定性地调控作用,这种调控作用主要通过PE-PC循环来实现。所调控的主要差异代谢物为PC(15:0/16:0)、PC(16:1/18:3)、PC(18:1/22:6)、PC(16:0/16:0)、PC(16:0/16:1)、PC(16:1/18:1)、PC(14:0/18:2)、PE(14:0/16:0)和PE(18:1/18:3)。
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