基于NMR的代谢组学方法对硝酸钕急性生物效应的研究

采用现代核磁共振和模式识别技术,分析了腹腔注射给药2、10和50mg/kg体重剂量硝酸钕48h内Wistar大鼠尿液和血清的核磁共振氢谱。由尿液及血清中内源性代谢物如柠檬酸、肌酸酐、N-氧三甲胺、氨基酸、乳酸、琥珀酸、牛磺酸及葡萄糖等物种的浓度变化,结合大鼠血清指标和肝、肾组织切片图研究了轻稀土化合物Nd(NO3)3在大鼠体内的急性生物效应。结果表明,3个剂量的Nd(NO3)3主要对大鼠肝脏造成了不同程度的损伤,而且随着剂量的升高渐趋严重。同时,Nd(NO3)3也对肾脏的特定部位(肾乳头、肾小管)造成了损害。     

硝酸镥急性毒性的体液核磁共振氢谱研究

采用现代核磁共振技术,通过分析灌胃给药0．01、0．05、0．2、2、10和100ms／kg剂量Lu(NO3)3 24h内大鼠尿液及24h后大鼠血清的核磁共振氢谱(^1HNMR),由体液中内源性代谢物浓度的变化研究了稀土化合物在动物体内急性毒性。较高剂量组体液中的氨基酸、尿囊素、柠檬酸、氮氧三甲胺和肌酸酐等重要内源性代谢物的核磁共振谱峰强度发生了明显的变化,说明动物体内的代谢物出现异常：高剂量的稀土的引入可能使动物肾脏和肝脏均受到损害,且受损程度随稀土剂量的增高而渐趋严重。     

轻稀土镧、铈急性生物效应的血清1H NMR谱代谢组学研究

采用现代核磁共振和模式识别技术,通过分析腹腔注射给药La(NO3)3(2，10和50 mg/kg体重)和Ce(NO3)3(2，10和50 mg/kg体重) 48 h后大鼠血清的核磁共振氢谱,由内源性代谢物浓度的变化研究了两种稀土化合物在大鼠体内的急性生物效应,利用主成分分析法对两者进行了分类比较. 在低剂量(2 mg/kg体重)组La(NO3)3和Ce(NO3)3血清中， 乳酸和肌酸酐等内源性代谢物浓度发生了微小变化； 在高剂量组(10和50 mg/kg体重)中， 含量变化较大的重要内源性代谢物包括3-羟丁酸、丙氨酸、 肌酸酐、 丙酮、 乙酸、 琥珀酸和葡萄糖等,其中3-羟丁酸和丙氨酸等在La的剂量组中变化较大,Ce的剂量组血清中丙酮、 琥珀酸和葡萄糖含量变化明显. 实验结果表明， 低剂量La和Ce的毒性较低,并对机体影响较小,高剂量则对大鼠肝脏造成损伤,且Ce的毒性大于La.     

硫酸氧钒毒性的核磁共振代谢组学方法研究

采用基于核磁共振(NMR)的代谢组学方法,结合生化指标分析及组织病理学检测,研究了具有类胰岛素活性的硫酸氧钒(VOSO4)对Wistar大鼠的毒性作用.通过不同剂量的VOSO4对Wistar大鼠连续灌胃给药16d,收集大鼠的血清和尿液,并采集样品的1H NMR谱进行多变量数据统计分析来辨识其特征代谢物,然后采用TICL(a web Tool for automatic Interpretation of Compound List)方法建立特征代谢物的代谢网络模型,分析受影响的主要代谢途径及其相互关系.研究结果表明:高剂量组(45mg/kg)和低剂量组(15mg/kg)的特征代谢物含量与对照组存在明显的差异;与对照组相比,高剂量和低剂量组血清中乳酸、肌氨酸酐以及牛磺酸等代谢物的含量增加,尿液中氧化三甲胺(TMAO)、肌酐、牛磺酸和甘氨酸等代谢物的含量增加,并呈现显著的剂量依赖关系;给药组中乙酸和琥珀酸的含量都降低.这些结果说明VOSO4可能影响大鼠体内的糖代谢、脂类代谢及肠道菌群代谢等多个代谢系统,高剂量的VOSO4会导致肝脏毒性和肾脏损伤.     

基于~1HNMR的代谢组学方法对大鼠砒霜给药后血清的研究

运用代谢组学方法研究了Wistar大鼠灌胃给药砒霜2和10 mg/kg剂量血清代谢的变化。通过核磁共振技术检测大鼠血清的代谢指纹图谱,然后利用主成分分析法分析空白组和砒霜给药组的代谢物差异,研究不同剂量砒霜在大鼠体内的急性生物效应。结果表明,砒霜对大鼠的急性靶向器官是肝脏,随着剂量增大,毒性增强;低剂量给药导致氧化应激,高剂量给药诱导细胞凋亡;低和高剂量给药均出现糖、氨基酸及脂质代谢紊乱,且能量代谢异常。     

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.     

给药硝酸钕后大鼠完整肝组织及肝组织提取物的NMR代谢组学研究

通过分析不同给药剂量硝酸钕[Nd（NO3）3][2,10,50mg／kg（体重）]后,雄性Wistar大鼠完整肝组织的MAS1HNMR谱和肝组织提取物的^1H NMR谱,结合肝组织病理切片图,研究了稀土化合物Nd（NO3）3在大鼠体内的急性生物效应．利用模式识别方法对给药Nd（NO3）3组和对照组大鼠肝组织^1H NMR谱图数据进行了分析．结果表明,腹腔注射Nd（NO3）3后,大鼠肝脏中甘油三酯、亮氨酸（异亮氨酸）、乳酸、丙氨酸、丙酮酸、磷酸胆碱和葡萄糖含量升高,氮氧三甲胺含量降低．肝脏病理图显示,50mg／kg（体重）组大鼠肝细胞可见微小坏死灶和门管区炎细胞轻度增多．推测硝酸钕能影响大鼠肝脏中能量代谢（糖代谢和脂肪代谢）和氨基酸代谢,对大鼠肝脏造成损伤,且其损伤程度随剂量的增加有增强趋势．     

稀土对大鼠代谢产物影响的核磁共振研究

以高场核磁共振技术为研究手段,通过分析腹腔注射０．２、２、１０、２０ｍｇ／ｋｇ体重剂量的Ｌａ（ＮＯ３）３后大鼠尿液中代谢物浓度、物种的变化,研究了稀土化合物在动物体内的作用情况,结果表明,稀土的引入使动物肾脏和肝脏都受到一定程度的损伤,并在代谢物中挑选出了合适的ＮＭＲ ｍａｒｋｅｒｓ,其变化可以反映稀土离子作用后大鼠的异常代谢。     

甲亢患者血清和尿液的核磁共振代谢组学研究

应用基于核磁共振(NMR)的代谢组学方法, 研究甲状腺功能亢进(简称甲亢)患者和健康人群的血清和尿液, 分析甲亢疾病的特征代谢物. 实验收集33个甲亢患者和17个健康志愿者的血清样品以及53个甲亢患者和58个健康志愿者的尿液样品, 采用多元统计分析方法研究甲亢组和对照组血清和尿液中的内源性代谢差异. 结果表明, 甲亢组血清中的胆碱、葡萄糖和三甲胺等物质的含量升高, 而VLDL, LDL和胆固醇等脂质以及乳酸、糖蛋白和丙氨酸等代谢物的含量下降; 甲亢组尿液中的葡萄糖、柠檬酸、牛磺酸以及肌氨酸等代谢物的含量升高, 而马尿酸、TMAO、甲酸和琥珀酸等代谢物的含量下降. 结果表明, 甲亢病不仅影响了糖类、脂类和蛋白质三大物质的代谢, 还对能量代谢、肝肠循环和肠道微生物等多个生理系统产生显著影响, 并且可能造成肝脏及肾脏等器官的损伤.     

格列美脲治疗的2型糖尿病大鼠的尿液代谢组学研究

采用快速高分离度液相色谱-质谱技术(RRLC-MS)检测经格列美脲治疗的2型糖尿病大鼠尿液中代谢物的变化, 对糖尿病组、 给药组和健康对照组大鼠的尿液代谢物谱进行了分析. 采用主成分分析(PCA)对3组大鼠进行分类并寻找潜在生物标记物. 结果表明, 3组大鼠的尿液代谢物谱得到了很好的区分, 发现并鉴定了2个潜在生物标记物, 分别为4-脱氧三羟基丁酸和4-胍基丁酸. 格列美脲对2型糖尿病大鼠的药物作用可能体现为对氨基酸代谢的调节作用.     

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.     

硝酸铈急性生物效应的肝肾组织魔角旋转NMR代谢组学研究

采用现代核磁共振技术中魔角旋转方法,通过分析腹腔注射给药2,10和50 mg.kg-1体重剂量硝酸铈48 h后大鼠肝和肾组织MAS1H NMR谱,由组织中内源性代谢物浓度的变化研究了硝酸铈在动物体内的急性毒性,并利用模式识别技术对硝酸铈急性生物效应的NMR marker进行了研究。较高剂量组肝组织中的甘油三酯、乳酸、肝糖原和肾组织中的甘油三酯、甘油磷酸胆碱、甜菜碱等重要内源性代谢物的核磁共振谱峰强度发生了明显的变化,意味着动物体内的代谢出现异常:高剂量硝酸铈的引入可使动物肾脏和肝脏均受到损害,且受损程度随稀土剂量的增高而渐趋严重。     

不同批次SD大鼠血清的代谢组学比较

基于核磁共振氢谱(1H NMR)的代谢组学及多元统计等技术分析不同饲养时期的健康SD大鼠血清,探讨了不同批次的实验动物在机体代谢上的差异性。结果表明不同批次的SD大鼠血清代谢物中,柠檬酸、丙酮酸、琥珀酸、谷氨酰胺、二甲基甘氨酸等成分的含量相对稳定,而丙氨酸、精氨酸、异亮氨酸、乳酸、3-羟基丁酸、胆碱等成分的含量易波动。进一步分析得出,氨基酸代谢、酮体代谢、胆碱代谢等体内代谢途径在不同批次大鼠间存在一定的波动性。该研究为评价健康大鼠之间的批次一致性提供了一种新的思路,也为准确地确定血液生物标志物奠定了基础。     

阳虚体质者血清和尿液的核磁共振代谢组学

采用基于核磁共振(NMR)的代谢组学方法研究了中医阳虚体质及平和体质(正常对照)的血清和尿液, 分析了阳虚体质的特征代谢物. 实验收集阳虚体质及平和体质各30人的血清及尿液样品, 采用多元统计分析方法研究了阳虚质组和对照组血清和尿液中的内源性代谢差异. 结果表明, 阳虚质血清中乳酸、 极低密度脂蛋白/低密度脂蛋白、N-乙酰糖蛋白、脂肪酸及不饱和脂肪酸的含量降低, 谷氨酰胺、葡萄糖、磷脂酰胆碱及高密度脂蛋白的含量增多; 尿液中肌酐的含量降低, 乳酸、二甲胺、柠檬酸及马尿酸的含量增多. 阳虚体质的潜在生物标志物的发现从代谢组学角度为个体差异提供了新的依据. 阳虚体质与平和体质存在能量代谢、脂代谢及糖代谢的差异以及相关脏腑功能的改变.     

硝酸镧对大鼠肝脏的亚慢性毒性实验研究

以大鼠为对象,连续用生理盐水和20,10,2,0．2,0．1mg.kg^-1La(NO3)3灌胃6个月后,观察了体重,肝体比变化;检测了血清中谷草转氨酶,谷丙转氨酶,碱性磷酸酶和δ－谷氨酰转移酶含量的变化,应用组织化学及透射电镜技术观察了不同剂量La(NO3)3对大鼠肝脏形态结构的影响。20mg/kg^-1La(NO3)3组动物体重增长缓慢,0．1mg.kg^-1La(NO3)3组动物体重增加较快;20mg/kg^-1La(NO3)3组肝脏汇管区有炎细胞浸润,有些肝细胞内有少量的脂滴,糖原减少,线粒体基质密度增高,有电子密度高的致密体,肝细胞核形态正常或轻度变形。     

液相色谱-线性离子阱-静电场轨道阱回旋共振组合质谱法鉴定乙胺嘧啶在大鼠体内的代谢物

研究乙胺嘧啶在大鼠体内的代谢方式与途径.大鼠以5 mg/kg单剂量口服乙胺嘧啶后,在不同时间点分别采集其血液、尿液和粪便样品.采用液相色谱-线性离子阱-静电场轨道阱回旋共振组合质谱仪(LC-LTQ-Orbitrap)检测乙胺嘧啶在大鼠体内的代谢物,结合相关代谢软件,共鉴定出10种代谢产物,主要的代谢途径包括苯环上的羟基化、N-氧化、双氧化、Ⅳ-葡萄糖醛酸结合、甲基化+葡萄糖醛酸结合、羟基化+葡萄糖醛酸结合和Ⅳ-氧化+葡萄糖醛酸结合.除乙胺嘧啶3-N-氧化物已经在大鼠体外代谢研究中被发现外,其余9种代谢产物均首次在大鼠体内发现.根据其精确分子量及多级质谱的碎片特征,对这些代谢产物的化学结构做出推断,并建立乙胺嘧啶在大鼠体内的代谢谱系.研究表明,乙胺嘧啶在大鼠体内的Ⅰ相代谢方式主要是羟基化和N位氧化,Ⅱ相代谢方式主要是甲基化和葡萄糖醛酸结合.     

核磁共振技术及模式识别对硝酸镥急性毒性的研究

通过分析Wistar大鼠灌胃0.2,2,10和100mg/kg体重硝酸镥[Lu(NO₃)3]48h内尿液的¹HNMR谱,研究了重稀土化合物Lu(NO₃)3在大鼠体内的急性生物效应.以氯化汞、铬酸钠、四氯化碳、盐酸肼和异硫氰酸-α-萘酯为模型药物,利用模式识别技术解析大鼠尿液的¹HNMR谱,对不同剂量Lu(NO₃)3的生物效应进行了分类.结果表明,应用核磁共振和模式识别相结合的方法,可清楚地认识稀土化合物生物效应,低剂量Lu(NO₃)3(0.2,2mg/kg体重)的毒性与肾毒化合物铬酸钠类似,而高剂量Lu(NO₃)3(10,100mg/kg体重)归入肝毒化合物四氯化碳组.该方法也可用于其它金属化合物及中药等药物的毒理学研究.     

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。     

大鼠尿中硝基安定与尼美西泮及其代谢物的GC-MS检测

采用GC-MS比较了硝基安定和尼美西泮在大鼠体内产生的代谢产物,确定了尼美西泮在大鼠体内的代谢途径.给大鼠急性喂食硝基安定和尼美西泮,收集24 h内尿液,尿样用β葡萄糖醛酸酶水解,Oasis(R)HLB柱固相提取,以DB-35 MS柱为分离柱,气相色谱-质谱联用检测.从大鼠尿液中检出3种硝基安定代谢物:7-乙酰氨基硝基安定、7-氨基硝基安定和2-氨基-5-硝基苯基苯甲酮;4种尼美西泮代谢物:7-乙酰氨基尼美西泮、7-乙酰氨基硝基安定、7-氨基尼美西泮和2-氨基-5-硝基苯基苯甲酮,检出少量尼美西泮原体.并推断出2种药物在大鼠体内的代谢途径.     

魔角旋转核磁共振代谢组学方法对镧、铈急性生物效应的比较研究

利用高分辨魔角旋转核磁共振(MAS 1H NMR)技术对腹腔注射不同剂量[2, 10, 50 mg/kg(体重)]的硝酸镧[La(NO3)3]和硝酸铈[Ce(NO3)3] 的雄性Wistar大鼠肝、肾组织的MAS 1H NMR谱进行比较分析, 研究了La(NO3)3和Ce(NO3)3的急性生物效应, 并结合模式识别技术对不同剂量La(NO3)3和Ce(NO3)3的急性生物效应进行了分类. 研究结果表明, La(NO3)3对大鼠的急性毒性主要表现为肝毒, Ce(NO3)3对大鼠肝、肾同时造成损伤. 该方法可用于其它稀土及金属化合物的毒性预测和毒理学研究.