基于核磁共振的肝癌大鼠血清代謝組學(xué)分析

梁柳

（廣西醫(yī)科大學(xué) 廣西南寧 530021）

基于核磁共振的肝癌大鼠血清代謝組學(xué)分析

梁柳

（廣西醫(yī)科大學(xué) 廣西南寧 530021）

本文通過(guò)腹腔注射二乙基亞硝胺（DEN）的方法，成功建立了大鼠的肝癌模型，并應(yīng)用核磁共振的代謝組學(xué)技術(shù)， 對(duì)肝癌模型組大鼠、以及正常組大鼠血清的代謝組分進(jìn)行分析，判斷小分子標(biāo)志物的差異性。按照小劑量二乙基亞硝胺（DEN）間斷性腹腔注射的方法建立肝癌大鼠模型， 同時(shí)用正常大鼠作為對(duì)照，核磁共振氫譜檢測(cè)對(duì)兩組血清進(jìn)行檢測(cè)， 獲得各組大鼠血清中的代謝差異性。肝癌大鼠血清中的丙酮、乙酰乙酸升高， 然而丙酮酸含量降低。代謝組學(xué)是指在體外系統(tǒng)分析生物系統(tǒng)內(nèi)代謝物的變化并以此來(lái)評(píng)價(jià)外源性刺激的對(duì)機(jī)體的效果及其機(jī)制［1］。完整的代謝組學(xué)包括樣品的采集、制備；其代謝產(chǎn)物的檢測(cè)、鑒定；最后是數(shù)據(jù)分析、建模：建立代謝物與生物體本身疾病的關(guān)系［2］。代謝物的識(shí)別更容易、更能準(zhǔn)確地反映生物體系的狀態(tài)。 本文運(yùn)用代謝組學(xué)技術(shù)，在建立化學(xué)試劑誘導(dǎo)的肝癌大鼠模型的基礎(chǔ)上，分析大鼠體內(nèi)的化學(xué)成分，這有助于認(rèn)識(shí)小分子物質(zhì)對(duì)腫瘤的影響及其在腫瘤治療的重要意義［3］。

代謝組學(xué) 核磁共振 大鼠

1 材料和方法

1.1 材料

健康的SPF級(jí)SD雌性大鼠15只。二乙基亞硝胺（DEN）、重水（D2O）， 氯化鈉（NaCl2）、磷酸氫二鉀（K2HPO4）、乙酸、氯化鉀（KCl）、無(wú)水乙醇、生理鹽水、石蠟（國(guó)產(chǎn)分析純）。 一次性采血針， 5 mm核磁管，靜脈血樣采集容器［4］。

1.2方法

完全隨機(jī)分組將15只SD大鼠隨機(jī)分為正常組（7只）、肝癌模型組（8只）。肝癌模型組動(dòng)物用DEN腹腔注射，按體重15mg/kg給藥，每周2次，持續(xù)12周。正常組用同等劑量的生理鹽水腹腔注射作為對(duì)照。動(dòng)物用乙醚麻醉后處死， 從腹主動(dòng)脈采血， 采完血放入分離膠促凝采血管，置于-80 ℃冰箱中保存?zhèn)溆?。?5℃的測(cè)試溫度下用INOVA600型核磁共振波譜儀調(diào)用CPMG脈沖序列進(jìn)行氫譜測(cè)定。將數(shù)據(jù)導(dǎo)入Topspin 2.2軟件，進(jìn)行基線和相位的矯正，以α-葡萄糖化學(xué)位移5.255mg/L的質(zhì)子信號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)定標(biāo)，數(shù)據(jù)導(dǎo)入SIMCAP+12軟件進(jìn)行OPLS-DA分析，然后對(duì)兩組實(shí)驗(yàn)結(jié)果的NMR數(shù)據(jù)進(jìn)行模式識(shí)別分析。通過(guò)代謝物相關(guān)系數(shù)得到兩組大鼠血清的差異性代謝成分。通過(guò)檢測(cè)皮爾森相關(guān)系數(shù)顯著性差異得到代謝物含量變化是否具有顯著性的閾值。對(duì)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理用SPSS18.0軟件［3］。

2 結(jié)果

正常組和肝癌模型組血清代謝成分差異的比較：肝癌模型組大鼠血清中乳酸、丙氨酸、丙酮酸、甲基組氨酸的濃度有升高， 而丙酮、乙酰乙酸、肉堿的濃度反而下降（表1）。

表1 兩組大鼠血清1H-NMR譜經(jīng)過(guò)OPLS-DA分析獲得的主要差異代謝物

3 討論

實(shí)驗(yàn)組大鼠血清的谷氨酰胺含量降低，血清中谷氨酰胺水平下降，說(shuō)明肝癌大鼠抗氧化能力有所下降， 細(xì)胞膜被氧化傷害、機(jī)體受自由基傷害從而導(dǎo)致免疫力的下降，使大鼠體內(nèi)的代謝成分產(chǎn)生變化。本文中實(shí)驗(yàn)組大鼠血清的丙酮酸含量下降，這預(yù)示腫瘤發(fā)生時(shí)，作為過(guò)氧化氫清除劑，丙酮酸在防止自由基損傷細(xì)胞過(guò)程中被大量消耗，這也就是丙酮酸含量下降的原因。

［1］Li， M.， Applications of metabolomics technology in traditional Chinese medicine treatment of non-alcoholic fatty liver disease. World Chinese Journal of Digestology， 2015. 23（7）： p. 1045.

［2］Zhu， W.-N.， Application of metabonomics in research of in？ammatory bowel disease. World Chinese Journal of Digestology，2015. 23（13）： p. 2084.

［3］Wang， M.Q.， X. Yang， L.H. Ren， S.T. Li， X. He， X.Y. Wu， T.T. Liu，L.Q. Lin， Y. LiC.H. Sun， Biomarkers Identified by Urinary Metabonomics for Noninvasive Diagnosis of Nutritional Rickets. Journal Of Proteome Research， 2014. 13（9）： p. 4131-4142.

［4］Li， X.Z.， S.N. Zhang， F. Lu， C.F. Liu， Y. Wang， Y. Bai， N. WangS. M. Liu， Cerebral metabonomics study on Parkinson's disease mice treated with extract of Acanthopanax senticosus harms. Phytomedicine， 2013. 20（13）： p. 1219-1229.

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A

1674-2060（2016）02-0323-01