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背景:代谢组学是继基因组学、转录组学和蛋白质组学后新兴的一种组学方法。Nicholson等于1999年正式提出代谢组学(metabonomics)概念,它研究生物体受到外界因素干预后所产生的各种代谢产物的质和量及其变化规律。代谢组学研究对象为小分子代谢物(分子量<1000),其样品是尿液、血液、唾液以及细胞和组织的提取液。常用的检测及鉴定技术有核磁共振光谱(nuclear magneticresonance,NMR)、气质分析(gas chromatography-massspectrometry,GC-MS)、液质分析(liquid chromatography-massspectrometry,LC-MS)[3]等。针对谱图所获得的大量信息,常用的分析方法有主成分分析法(Principal Component Analysis,PCA)、偏最小二乘聚类分析法(Partial Least Square-DiscriminantAnalysis,PLS)及正交偏最小二乘聚类分析法等(OrthogonalPartial Least Square-Discriminant Analysis,OPLS)。与基因组学和蛋白质组学相比,代谢组学具有以下优点:(1)基因和蛋白表达的微小变化会在代谢产物上得到放大,从而使检测更容易;(2)代谢组学的技术不需建立全基因组测序及大量表达序列标签的数据库;(3)代谢物的种类远小于基因和蛋白质的种类;(4)代谢组学的研究样品容易获得。
由疾病导致的营养不良在临床上非常常见,而营养不良又可使该疾病病情加重,因此在治疗疾病的同时改善病人的营养状况是非常必要的。但是如何评价病人的营养状况呢?目前临床上常用的评价病人营养状况的指标有:体重、中上臂肌围、白蛋白及转铁蛋白等。但是目前的这些营养指标有不少局限性。如营养不良病人在补充白蛋白后,白蛋白水平可能在正常范围,但这并不能表明机体就没有营养不良状态的存在。
因此寻找一种有效的营养评定指标成为了目前临床营养支持工作者的目标之一。代谢组学通过对机体小分子代谢产物的研究,来判断机体确实发生了哪些变化,为筛选评价营养不良的指标提供了全新的研究思路。
目的:通过代谢组学的方法,探讨营养不良大鼠血浆及尿液中小分子代谢产物的变化。为代谢组学在临床营养支持中的应用提供前期研究。
方法:应用液质联用(LC-MS)分析方法测定并比较营养不良组及对照组大鼠血浆及尿液中的小分子物质。
结果:
1、与对照组相比,肉毒碱及色氨酸碎片在营养不良组大鼠血浆中响应值(intensity)显著升高(P<0.05)。
2、与对照组相比,甜菜碱、棕榈酰肉碱、亚麻酸、二十二碳六烯酸及花生四烯酸在营养不良组大鼠血浆中响应值显著降低(P<0.05)。
3、与对照组相比,肌酸在营养不良组大鼠尿液中的响应值升高(P<0.05)。
4、与对照组相比,甜菜碱、3-吡啶乙酸、甲基组氨酸碎片、3-羟基-2-甲基苯氨酸、3-吲哚甲酸在营养不良组大鼠尿液中的响应值降低(P<0.05)。
结论:在营养不良大鼠血浆及尿液中均有特异性的小分子物质,其含量与其在对照组大鼠相应体液中浓度有显著性差异。本研究为代谢组学在临床营养支持工作中的应用进行了初步探索。