小儿肺炎患者尿液的代谢组学初步研究

利用液相色谱-质谱联用法对小儿肺炎( Childhood pneumonia, CP)患者和健康儿童( Healthy control)的尿液进行分析,发现小儿肺炎患者尿液中的潜在标记物,为其发病机制及早期筛查提供科学依据。筛选10例小儿肺炎患者(age 47.72±2.35 months)及10例健康儿童(age 46.65±1.97 months)尿液样本,采用快速高分辨液相色谱四极杆-飞行时间质谱联用( RRLC-Q TOF/MS)技术对其尿液代谢物进行分析,通过主成分分析方法( PCA)对两组代谢物进行分类,并发现潜在生物标记物。 RRLC-Q TOF/MS检测表明,CP组和Healthy Control组尿液代谢物图谱能得到很好的区分,并鉴定了5种生物标记物,提示嘌呤代谢、氨基酸代谢可能在小儿肺炎发生发展中有重要作用。     

核磁共振技术测试不同性别大鼠尿液代谢物的研究

采用核磁共振波谱技术测试不同性别大鼠尿液代谢物,分析性别因素对大鼠尿液代谢成分的影响.大鼠尿液核磁共振氢谱（1HNMR谱）结果采用主成分分析（principal component analysis,PCA）和正交偏最小二乘判别分析（orthogonal to partial least squares discriminant analysis,OPLS-DA）方法分析,得到不同性别大鼠尿液中的差异性代谢物.PCA分析结果显示2组尿液代谢成分有明显的差异,进一步进行OPLS-DA分析可以判别出2组尿液中具有差异性的代谢物.结果显示,雌性大鼠尿液中的丙氨酸、缬氨酸、鸟氨酸等氨基酸类以及乙酸、硫胺、氨基马尿酸、苯乙胺、氧氨嘧啶等代谢物含量高于雄性大鼠,差异有统计学意义（p〈0.05）.雄性大鼠尿液中的甲胺、二甲胺、三甲胺、肌酸酐、尿囊素、延胡索酸、甲酸等代谢物则明显高于雌性大鼠,差异有统计学意义（p〈0.05）.性别因素对大鼠尿液中的代谢成分有一定的影响.     

基于液相色谱/电喷雾飞行时间质谱技术的结石症尿液代谢组学探讨

探索了一种简便的尿液样品前处理流程,通过反相液相色谱(RPLC)与亲水相互作用色谱(HILIC)相结合的高效液相色谱/电喷雾飞行时间质谱的联用技术(HPLC/ESI-TOFMS),建立了泌尿系结石症的尿液代谢组学模型,研究结石症患者尿液样品中的代谢物浓度水平与健康人对照组间的差异情况。采用主成分分析(PCA)及偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA)等多变量数据分析方法,寻找结石症患者组和对照组之间的差异性代谢谱。模型结果显示:结石症患者尿液代谢物水平与健康对照组具有明显差异,寻找其中潜在的差异性标志物群组,有望将该模型用于泌尿系结石症的快速预测和诊断。     

基于快速高分辨液相色谱-质谱的中波紫外线辐射诱导大鼠急性光损伤的代谢组学研究

利用快速高分辨液相色谱-四极杆-飞行时间质谱( RRLC-Q-TOF-MS)联用技术结合多元统计分析方法,考察在中波紫外线( Ultraviolet B, UVB)辐射前后,大鼠尿液中内源性代谢物谱的变化,研究UVB辐射导致急性光损伤的生理机制。急性光损伤大鼠模型由窄谱中波紫外线光源(TL-01,峰值312 nm)照射,采用离心沉降后四倍稀释法处理尿液样本, Supelco Ascentis? Express C18色谱柱,水(含0.1％甲酸)与乙腈为流动相梯度洗脱,液相色谱-串联质谱分析测定。利用主成分分析( PCA)法、聚类分析( CA)法等对辐射前后的大鼠尿液样本进行代谢轮廓分析,寻找对分组贡献大的差异代谢物及通路,并阐明其作用机制;运用偏最小二乘判别分析( PLS-DA)法建立预测模型,考察此模型在UVB致光损伤模型诊断上的预测能力。多元统计分析结果显示,空白对照组与UVB模型组能够获得很好地区分,通过将差异代谢物与数据库、串联质谱数据及标准品比对,发现并鉴定出11种潜在生物标记物,表明UVB辐射可影响正常大鼠的鞘脂类代谢、核酸代谢、亚油酸代谢、氨基酸代谢等通路,这些差异代谢物对UVB辐射致光损伤类疾病的诊断具有较好的预判能力。     

慢性心功能衰竭患者尿液的代谢组学研究

采用基于液相色谱-质谱联用的方法对慢性心力衰竭(Chronic heart failure, CHF)患者和正常对照(Control)人群的尿液进行分析, 筛选慢性心力衰竭患者尿液中的差异代谢物, 研究其发病机制, 并为临床治疗提供科学依据.选择15个慢性心力衰竭患者(年龄(62.27±3.14)岁)及15个正常人(年龄(65.41±4.63)岁), 采用高分辨度快速液相色谱-四极杆-飞行时间串联质谱(RRLC-QTOF/MS)技术对尿液代谢物进行分析, 采用主成分分析(PCA)对两组代谢物进行分类, 并筛选潜在生物标记物;运用偏最小二乘判别分析法(PLS-DA)建模, 考察生物标记物对疾病筛选的预测能力.研究结果表明, CHF组和Control组尿液代谢物谱能得到很好的区分, 发现并鉴定了2种潜在生物标记物尿苷及丙氨酰色氨酸, 提示嘧啶代谢和色氨酸代谢可能在心力衰竭发生发展中有重要作用.     

基于HPLC/Q-TOF MS的4种农药联合暴露人群的代谢组学研究

采用基于高效液相色谱-飞行时间质谱联用(HPLC-TOF MS)的代谢组学方法,研究了啶虫脒、高效氯氟氰菊酯、联苯菊酯、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐4种农药联合暴露所致的施药人群尿液中内源性代谢物的变化。采集30位农民喷洒4种复合农药前和喷洒农药期1,3,5,7 d的尿液进行检测。提取正常尿液中常见代谢物并通过质控样品评价手段进行分析,结果表明该方法具有良好的稳定性和精密度,可用于尿液中代谢物分析。多变量分析结果表明,暴露人群施药前后尿液的代谢物含量存在较大差异。对选取的36个差异离子进行鉴定,确定了8个生物标志物的结构。结果显示联合暴露组人群尿液中多巴胺、5-羟色胺、酪氨酸、色氨酸、牛磺酸和马尿酸的含量显著下降;犬尿素和肌酸的含量显著上升。4种农药联合暴露导致接触人群尿液中色氨酸代谢途径的中间产物含量降低,肝代谢和能量代谢相关的代谢物蓄积,可能与神经系统和肝脏功能的受损有关。     

基于气相色谱-飞行时间质谱技术的佐剂性关节炎大鼠尿液代谢组学的研究

采用弗氏完全佐剂(FCA)诱导佐剂性关节炎(AA)大鼠模型,观察大鼠足趾肿胀度和踝关节组织的病理学形态变化。应用气相色谱-飞行时间质谱(GC-TOF MS)技术检测AA大鼠尿液代谢物谱,并对数据进行主成分分析(PCA)、偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA)及正交偏最小二乘法-判别分析(OPLS-DA),探讨可能的发病机制。通过变量重要性投影值(VIP>1)和P值(<0.05),筛选出尿液中的差异代谢物。在模型组大鼠的尿液中共发现异柠檬酸、α-酮戊二酸、柠康酸、肌酸、3-羟基丁酸等20种差异代谢物。推断AA代谢组学的发病机制可能与能量代谢、氨基酸代谢、脂肪酸代谢途径有关。     

气相色谱-质谱法分析乳腺癌大鼠尿液中的代谢物

基于气相色谱-质谱法,建立了乳腺癌大鼠尿液中代谢物的分析方法。构建了乳腺癌大鼠模型。分别收集乳腺癌组、未成瘤组和健康对照组大鼠尿液样本,经脲酶处理后,用甲醇∶乙腈=2∶1(V/V)进行提取,硅烷化试剂N,O-双甲氧基三氟乙酰胺+1%三甲基氯硅烷(BSTFA+1%TMCS)衍生,然后采用气相色谱-质谱法分析尿液样本的代谢谱,并用随机森林(RF)算法对实验结果进行分析。结果表明,三组实验数据被成功分类,并发现甲基丙二酸、3-羟基丁酸、苏糖酸、对羟基苯乙酸、D-麦芽糖等组分在乳腺癌组和健康对照组中具有显著差异。     

基于超高效液相色谱-高分辨质谱和渗透压校正样本浓度变异性的尿液代谢组学分析

尿液是代谢组学研究中主要关注的体液样本之一。尿液样本中的代谢物浓度受饮食、疾病等因素影响变异较大,这极大阻碍了高质量组学数据的获取和可靠生物标志物的鉴定。研究为克服尿液样本的浓度变异性,在原始数据采集前,根据样本渗透压的大小,针对性地调整进样量或者稀释样本,从而确保代谢组学分析样本的渗透压与进样量的乘积相当,再经超高效液相色谱-高分辨质谱技术(UPLC-HRMS)分析,采用总离子丰度或总有用峰面积(MSTUS)对数据集进行归一化处理。研究利用临床样本及其梯度稀释的溶液,对该方法与现有研究普遍使用的方法进行了比较,随后通过先天性肾积水患者及健康志愿者的尿液样本做了进一步的方法学验证。数据集经校正后,峰面积RSD<30%的提取峰数量增加,主成分分析结果较校正前有更高的组内聚集和组间分群效应,正交偏最小二乘判别分析的统计模型更不易过拟合。与肌酐比较,渗透压值与质谱信号间呈现了更好的线性关系。以上结果表明,数据采集前通过样本渗透压进行校正,能有效消除因样本本身代谢物浓度变化引起的组内差异,提高方法的重复性和统计模型的可靠度。以渗透压为基准的校正策略,比肌酐校正法适用范围更广,结果也更准确。研究可对后续各类来源的尿液代谢组学研究提供数据归一化的指导和参考。     

黄芪口服液降低大鼠顺铂毒性作用机制的尿液代谢组学研究

采用基于液相色谱-飞行时间质谱联用(LC-TOF-MS)技术的代谢组学方法,分析大鼠尿液内源性代谢物的变化,研究黄芪口服液(HO)降低大鼠顺铂(CDDP)毒性的作用机制.采用低剂量多次腹腔注射CDDP的方法建立CDDP染毒大鼠模型,并连续给予16天HO.于第18天收集正常对照(Control)组、顺铂模型(CDDP)组和黄芪口服液(HO)组大鼠的24 h尿液, 进行LC-TOF-MS分析,以获取尿液代谢物组数据集,对所得数据进行主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘法-判别分析(OPLS-DA)等多元统计分析,以筛选潜在生物标志物.于第20天采集大鼠血清测定肌酐和尿素氮水平.血清指标测定结果表明, HO可以显著降低CDDP染毒大鼠的肌酐和尿素氮水平(p<0.05).PCA得分图显示,3组可分别聚类,HO组位于Control组和CDDP组中间,表明HO可部分改善CDDP所致大鼠尿液代谢产物的异常变化.综合OPLS-DA分析、t检验和倍数变化分析结果,最终共筛选并初步鉴定出35个尿液代谢产物作为HO减毒相关的潜在生物标记物.代谢通路分析结果表明,HO可通过纠正体内氨基酸代谢、能量代谢和核苷酸代谢等通路的紊乱,降低CDDP所致机体毒性.