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中文摘要选题依据:妊娠期糖尿病(gestational diabetes mellitus,GDM)指伴随妊娠出现的糖耐量异常,对母子健康均产生不可逆损害。GDM患者远期患二型糖尿病风险显著增加,子代患神经精神疾病几率增大。现治疗GDM的药物均具有一定副作用,血糖诊断也并不完美,在GDM最初产生代谢紊乱时使用生物标志物诊断并干预是防治GDM的最佳策略。运用代谢组学方法研究GDM对母子健康威胁的作用机理成为近年来研究的热点,可采用代谢组学技术阐明GDM代谢紊乱,发现GDM相较正常健康孕妇间的差异代谢物,作为GDM生物标志物对其进行治疗。另外,由于孕妇妊娠周期长,其代谢紊乱状态也在不断变化,因此,GDM生物标志物应具有一个伴随妊娠始终、长期有效的特点。本研究对鲜有报道的妊娠终点进行代谢紊乱分析,发现一些候选生物标志物,为与前期各阶段现有结果进行相互印证,从而深入阐明代谢紊乱,发现GDM长期有效生物标志物提供理论基础。但既往研究存在缺陷:入组病例少,所得结论存在偏差,普适性不高;仅针对单一样品类型,无法解析GDM所致各种代谢紊乱间的关系。本课题通过加大研究人群入组数,并对妊娠终点血、尿、便样品进行代谢组学分析,试图获得对GDM代谢紊乱更为客观的认识,并对各种样品代谢组学数据进行关联分析,初步研究GDM不同类型样品代谢紊乱间的关系,对妊娠终点代谢进行研究分析,为更好地认识妊娠期糖尿病提供理论基础。目的:本研究拟通过核磁代谢组学技术对妊娠期糖尿病组与正常对照组妊娠终点的脐带血、尿液、粪便三种体内代谢样本进行检测分析,结合整合代谢组学关联分析技术较为全面地研究妊娠期糖尿病对妊娠终点代谢的影响。方法:1.应用~1H-NMR代谢组学技术结合多元统计分析方法分析妊娠期糖尿病产妇妊娠终点的脐带血、尿液和粪便与正常对照组样本间的差异代谢物;2.应用网络在线分析MetaboAnalyst(http://www.metaboanalyst.ca)对妊娠期糖尿病产妇妊娠终点的脐带血、尿液和粪便与正常对照组样本间的差异代谢物继续进行差异代谢通路分析;3.应用整合代谢组学关联分析技术系统分析妊娠终点肠道代谢与脐带血代谢共相关的代谢变化。结果:1.在妊娠期糖尿病产妇妊娠终点的脐带血与正常对照组样本间发现脂质、赖氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甲醇、乳酸和葡萄糖7种差异代谢物;D-谷氨酰胺和D-谷氨酸代谢,精氨酸生物合成,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢这3条代谢途径受GDM的显著影响,且这些代谢途径均与谷氨酸和谷氨酰胺有关。2.在妊娠期糖尿病产妇妊娠终点的尿液与正常对照组样本间发现丙氨酸、苯丙氨酸、甘氨酸、马尿酸、3-羟基丁酸、2-羟基异丁酸酯、柠檬酸、4-乙基酚葡糖醛酸、肌醇和葡萄糖等12种差异代谢物的含量变化;乙醛酸和二羧酸的代谢,苯丙氨酸代谢,苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成这3条代谢途径受GDM的显著影响,且这些代谢途径涉及甘氨酸、柠檬酸、苯丙氨酸和马尿酸4种代谢物。3.在妊娠期糖尿病产妇妊娠终点的粪便与正常对照组样本间发现N6-乙酰赖氨酸、乙酰乙酸、亚牛磺酸、4-乙基苯甲酸、牛磺酸和葡萄糖6种差异代谢物;牛磺酸和亚牛磺酸代谢途径受GDM的影响最显著,且该代谢途径与差异代谢物牛磺酸和亚牛磺酸相关。4.协惯量分析(co-intertia analysis,CIA)及普鲁克分析(procrustes analysis,PA)表明妊娠终点粪便代谢与脐带血代谢两组代谢数据间相关;典范对应分析(canonical correspondence analysis,CCA)显示肠道代谢中的谷氨酸和N-乙酰糖蛋白对GDM相对于对照组的脐带血代谢组变化有显著贡献。结论:通过~1H-NMR代谢组学技术对妊娠终点脐带血、尿液、粪便三种不同样本有关妊娠期糖尿病的代谢研究发现,D-谷氨酰胺和D-谷氨酸代谢,精氨酸生物合成,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢,乙醛酸和二羧酸的代谢,苯丙氨酸代谢,苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成,牛磺酸和亚牛磺酸代谢途径受GDM的影响显著,这些代谢途径涉及谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、柠檬酸、苯丙氨酸、马尿酸和牛磺酸、亚牛磺酸代谢物的含量变化。整合代谢组学关联分析技术表明妊娠终点肠道代谢中的谷氨酸和N-乙酰糖蛋白对GDM相对于对照组的脐带血代谢组变化有显著贡献。全面分析妊娠期糖尿病对妊娠终点代谢的影响,从而与早中晚期妊娠期糖尿病的代谢研究进行相互印证,为发现对GDM长期有效生物标志物,更好地防治妊娠期糖尿病提供依据,也为探讨与肠道代谢紧密相关的肠道菌群对妊娠期糖尿病的影响提供一定基础。