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代谢组学技术能够通过对小分子代谢物定性定量分析描述机体生理病理变化,成为深入认知疾病以及阐明药效机制的有效研究手段。高脂血症(Hyperlipoidemia,HLP)和慢性肾脏病(Chronic kidney disease,CKD)都会引起脂质代谢紊乱,且均会导致多种心血管疾病的危险性上升。由于这两种疾病的患病率高,临床诊疗指标不够灵敏,常造成临床治疗的延误。此外,面对HLP逐年增高的发病率以及常用降脂药物的不良反应,如何研制出安全、有效、多靶点作用的调脂药已成为预防、治疗心脑血管疾病的首要任务。中药泽泻作为一味降脂良药被中医师广泛应用于HLP的临床治疗中,但其降脂途径尚不明确。目的本研究利用超高效液相色谱-高分辨质谱(UPLC-HDMS)联用的代谢组学技术,分别鉴定CKD和HLP的潜在生物标志物,为疾病的临床诊断提供更优的指标。其次,探究泽泻干预改善HLP所涉及的代谢途径,为泽泻作为降脂药的研发提供理论基础和实验依据。方法基于代谢组学技术鉴定CKD潜在生物标志物:16只SD大鼠随机分为正常对照组(CTL组)、腺嘌呤诱导的CKD组(CKD组),每组8只。CKD组每天灌胃含1%阿拉伯胶的腺嘌呤药液(200mg/kg·d-1)建立慢性肾功能衰竭模型,CTL组每天按同等量给予1%的阿拉伯胶溶液。连续3周后,采集血样用于代谢组学研究。基于代谢组学技术鉴定HLP潜在生物标志物:16只SD大鼠随机分为CTL组、高脂饮食诱导的HLP组(HLP组),每组8只。CTL组大鼠以普通饲料喂养,而HLP组以高脂饲料喂养。连续饲喂6周后,将大鼠用10%氨基甲酸乙酯麻醉,取血样用于生化指标检测与血浆脂质组学研究。基于代谢组学技术鉴定泽泻干预HLP潜在生物标志物:24只SD大鼠随机分为CTL组、HLP组及泽泻干预的HLP组(泽泻组),每组8只。同法造模成功后,泽泻组灌服泽泻乙醇提取物(80 mg/k·d-1),而CTL组和HLP组等体积灌服生理盐水。干预6周后,取血样和尿样分别用于生化指标检测与尿代谢组学研究。结果1.基于代谢组学技术鉴定CKD潜在生物标志物:分析比较来自CKD组和CTL组大鼠的血浆,发现氨基酸和脂质的浓度存在显著差异,其中包括33种代谢物和35种脂质。这与CKD大鼠的脂肪酸氧化,γ-亚麻酸和亚油酸代谢异常有关。逻辑回归分析确定了二十四烷酸,二十二碳三烯酸,PC(18:3/14:1)和L-天冬氨酸,二十四烷酸和二十二碳三烯酸是慢性间质性肾病的新生物标志物。2.基于代谢组学技术鉴定HLP潜在生物标志物:相较于CTL组,血清总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇在高脂饮食诱导的HLP组中均发生显著异常,说明长期的高脂饲喂会诱导SD大鼠形成HLP。基于UPLC-HDMS和化学计量学方法的脂质组学,鉴定出发生异常变化的脂质共计22个,分别包括:11个甘油磷脂、6个脂肪酸、2个鞘脂、1个类花生酸、1个固醇脂质和1个甘油脂。而这些异常的脂质代谢物表明在高脂饮食诱导的HLP大鼠中,甘油磷脂,脂肪酸,鞘脂和固醇脂质代谢受到明显扰动。3.基于代谢组学技术鉴定泽泻干预HLP潜在生物标志物:泽泻逆转了高脂饮食引起的HLP组的血清总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇异常。基于UPLC-HDMS方法与多变量数据分析相结合的尿液代谢组学,将19个代谢物鉴定为泽泻干预HLP的生物标志物。这些生物标志物的波动提示氨基酸代谢、嘌呤代谢、嘧啶代谢和能量代谢的紊乱。泽泻干预后,这些紊乱的代谢物恢复到正常或接近正常水平。泽泻乙醇提取物可以改善由高脂饮食引起的代谢途径功能障碍。结论代谢组学能够提供比目前可用方法更为准确有效的生物标志物,有助于研究人员更加深入了解HLP和CKD的发病状况。代谢组学也是深入研究中药作用机制的强大技术工具,为疾病的诊断、临床指导用药及中药研发提供新的理论支持和实验依据。