阿卡波糖对Ⅱ型糖尿病大鼠尿液代谢轮廓的影响

采用超高效液相色谱-质谱联用(UPLC-MS/MS)方法研究了阿卡波糖对Ⅱ型糖尿病大鼠代谢轮廓的影响, 分析了健康组、 糖尿病模型组和糖尿病给予阿卡波糖组的大鼠尿样, 采用主成分分析法(PCA)和偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA)对数据进行分析. PCA得分图表明, 健康组、 糖尿病组和阿卡波糖组的代谢轮廓有显著差别, 根据PLS-DA载荷图筛选, 将对各组分离贡献大的化合物的串联质谱分析数据经Human Metabolome Database(HMDB)和Mass Bank.jp等数据库检索, 进行质谱信息匹配, 鉴定出苯乙酰甘氨酸、 肌酐及葡萄糖酸等8种内源性代谢物为潜在生物标记物.     

非靶向尿液代谢组学方法研究五味子治疗精尿病并发症作用机制

采用超高效液相色谱-串联四级杆飞行时间质谱联用技术(Ultra-performance liquid chromatography coupled with quadrupole time-of-flight mass spectrometry,UPLC/Q-TOF-MS),结合主成分分析技术(Principal component analysis,PCA),进行了五味子治疗糖尿病并发症大鼠尿液代谢组学研究,对五味子治疗糖尿病并发症大鼠后尿液生物标志物变化进行了考察.采用UPLC/Q-TOF-MS方法分析了健康组、糖尿病并发症模型组和五味子给药组的大鼠尿液,采用偏最小二乘法-判别分析(Partial least squares discriminant analysis,PLS-DA)和正交偏最小二乘法-判别分析(Orthogonal partial least squares discriminant analysis,OPLS-DA)载荷图筛选,通过分析对各组分离贡献较大(VIP>1,P°0.05)化合物的串联质谱数据,再经Human Metabolome Data-base(HMDB)等数据库检索,进行质谱信息匹配,尿液中共鉴定出28种潜在生物标记物,其中正谱13种,负谱15种.这些生物标记物主要影响戊糖和葡糖醛酸相互转化通路、核黄素代谢、泛酸和CoA合成、精氨酸和脯氨酸代谢、肠内菌代谢、嘌吟代谢、Vc代谢胆酸合成、色氨酸代谢等通路,五味子从能量代谢、氨基酸代谢、肠内菌代谢、脂类代谢等各个角度发挥治疗糖尿病并发症的作用.从各个通路的相关生物功能分析,五味子治疗糖尿病肾病的作用较强,此外还具有降脂、抗氧化的功效.     

五味子治疗大鼠糖尿病肾病作用机制的血清代谢组学研究

采用基于超高效液相色谱与串联四级杆飞行时间质谱仪(Ultra-performance liquid chromatography coupled with quadrupole time-of-flight mass spectrometry,UPLC/Q-TOF-MS)联用技术的代谢组学方法,通过分析大鼠血清内源性代谢物的变化,研究五味子治疗糖尿病肾病的作用机制。利用高脂高糖饲料喂养并腹腔注射链脲佐菌素(STZ)建立糖尿病大鼠模型。给药12周后,采用试剂盒方法测定尿蛋白、尿肌酐的含量,结果表明五味子水提取物可以显著降低模型动物的尿蛋白含量(p<0.05),对糖尿病大鼠肾病并发症具有一定的改善作用。采用UPLC/Q-TOF-MS方法分析了五味子对糖尿病肾病大鼠的血清代谢轮廓,分析了健康组、模型组和五味子给药组的大鼠血清,采用偏最小二乘法-判别分析(Partial least squares discriminant analysis,PLS-DA)进行数据分析。PLS-DA得分图显示健康组、模型组和五味子组的代谢轮廓有显著差别,根据正交偏最小二乘法-判别分析(Orthogonal partial least squares discriminant analysis,OPLS-DA)载荷图筛选,将对各组分离贡献大的化合物的串联质谱分析数据,经Human Metabolome Database(HMDB)等数据库检索,进行质谱信息匹配,鉴定出黄尿酸、油酰胺、棕榈酰胺、尿酸、5-羟基己酸、硫酸对甲酚、对甲酚葡萄糖苷酸7种内源性代谢物为生物标记物。研究结果表明五味子通过影响色氨酸代谢、嘌呤代谢、肠内菌代谢、脂肪酸代谢等通路对糖尿病肾病发挥治疗作用,其中嘌呤代谢、肠内菌代谢通路可能是五味子发挥治疗作用的重要途径。     

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。     

气相色谱-质谱联用技术分析大气细颗粒物对小鼠肺组织代谢轮廓的影响

建立了基于气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)分析大气细颗粒物(PM2.5)滴注对小鼠肺组织代谢轮廓的影响的研究方法.通过分析肺组织细胞内代谢物的变化,研究不同浓度PM2.5对小鼠肺组织代谢的毒性机制.鼻腔分别滴注0、7.5、20.0和37.5 g/L的PM2.5悬液,提取肺组织胞内物质,预处理后进行GC-MS分析,结合主成分分析法(PCA)、偏最小二乘判别分析法(PLS-DA)进行数据解析,通过PLS-DA得分图可将不同PM2.5染毒浓度下的肺组织胞内物质明显区分.运用PLS-DA载荷图及模型的变量重要性因子(VIP)值,发现了7种代谢物可作为区别不同浓度PM2.5下代谢组的潜在生物标志物,分别为丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、鸟氨酸、延胡索酸、柠檬酸、嘌呤(p<0.01).代谢途径分析结果表明,PM2.5滴注使小鼠肺组织受到氧化损伤,氧化应激反应增强,抑制了三羧酸循环(TCA循环)及嘌呤代谢.本研究为深入解析PM2.5致毒机理提供了新的方法及理论依据.     

素食人群尿液1H NMR代谢轮廓的多因素方差分析

结合方差分析(ANOVA)和偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)两种分析技术,对素食和普食人群的尿液1H NMR谱进行分析.利用ANOVA方法将数据矩阵分解为几个独立因素矩阵,滤除干扰因素后,再利用PLS-DA对单因素数据进行建模分析.实验结果表明,ANOVA/PLS-DA方法可以有效地减少饮食因素和性别因素之间的相互...     

基于1H-NMR的模式识别方法应用于异常黑胆质糖尿病患者的尿液代谢组学研究

探讨核磁共振氢谱结合模式识别方法应用于异常黑胆质糖尿病患者的尿液代谢组研究可行性.对32例异常黑胆质糖尿病患者和29例健康人尿液进行核磁共振氢谱检测,采用主成分分析（principal component analysis,PCA）、偏最小二乘法判别分析（partial least squares dis-criminant analysis,PLS-DA）、正交偏最小二乘法判别分析（orthogonal to partial least squares discriminant analysis,OPLS-DA）进行模式识别分析,比较3种模式识别方法的判别能力.运用3种模式识别均可以对2组数据进行有效的区分,但OPLS-DA较PCA、PLS-DA更加有效,不仅提高了模式识别方法的判断能力,可以清楚的判断两组中有差异的代谢物.基于核磁共振氢谱结合模式识别分析方法可以为异常黑胆质糖尿病代谢标志物的寻找提供理论依据.OPLS-DA的模式识别方法较其它2种方法更具优势,在揭示维医理论本质上有着广阔的应用前景.     

硫酸铵提高裂殖壶菌不饱和脂肪酸积累的代谢组学研究

采用基于气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术的代谢组学方法,通过分析裂殖壶菌胞内代谢物的变化,研究(NH4)2SO4提高裂殖壶菌不饱和脂肪酸积累的作用机制.利用GC-MS技术对添加0,1.5,2.5和3.5g/L (NH4)2SO4的发酵样品进行分析,结合K-Means算法对数据进行聚类分析,得到胞内代谢物的热图.主成分分析(PCA)和偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)得分图可将不同添加条件下裂殖壶菌胞内物质明显区分.运用PLS-DA载荷图及模型的变量重要性因子(VIP)值,发现了7种代谢物可作为区别4种不同条件下的生物标志物.经NIST和Wiley谱库检索,它们分别为葡萄糖、肌醇、甘露醇、果糖、磷酸、乙醇胺、乙胺.代谢途径分析结果表明,(NH4)2SO4是通过弱化糖酵解途径和乙酸合成支路,提高苹果酸酶的活力,强化氨基酸代谢和NADPH的积累,从而提高不饱和脂肪酸积累.     

基于液相色谱-质谱联用技术的代谢组学方法研究薄荷烟对大鼠代谢的影响

将基于液相色谱-质谱联用(LC-MS)技术的代谢组学分析平台用于薄荷烟对大鼠代谢影响的研究。分析了3组大鼠的尿样,包括对照大鼠、吸食普通烟大鼠和吸食薄荷烟大鼠,并采用主成分分析(PCA)方法对数据进行模式识别。PCA得分图表明吸食薄荷烟大鼠与对照组大鼠尿样的代谢差异要小于吸食普通烟大鼠。从PCA载荷图中找到并鉴定了犬尿喹啉酸等8种重要代谢物。通过考察代谢物在对照大鼠、吸食薄荷烟大鼠和吸食普通烟大鼠尿样中的相对含量变化,进一步说明了烟草中添加薄荷醇可减少烟草对大鼠代谢的影响。     

非靶向代谢组学用于藜芦妨害人参治疗脾气虚的机制研究

采用超高效液相色谱串联四级杆飞行时间质谱( UPLC/Q-TOF-MS)联用技术,通过非靶向代谢组学方法分析大鼠尿液内源性代谢物的变化,研究藜芦妨害人参发挥药效作用的机制。建立脾气虚大鼠模型,连续给药15天,测定力竭游泳时间及血液中白细胞、红细胞、血红蛋白的含量。结果表明,人参可显著提高脾气虚模型大鼠的力竭游泳时间(p﹤0.01),升高白细胞、红细胞及血红蛋白含量(p﹤0.05,p﹤0.01),藜芦对脾气虚模型大鼠各项指标无明显影响(p>0.05),人参与藜芦配伍后对脾气虚模型大鼠各项指标均无显著影响(p>0.05),表明藜芦妨害了人参发挥药效作用。采用UPLC/Q-TOF-MS技术及非靶向代谢组学的方法分析了空白组、模型组、人参组、藜芦组、参藜组对脾气虚模型大鼠的尿液代谢组差异,其中主成分分析( PCA)得分图显示各组代谢轮廓有显著差别,并通过正交偏最小二乘法-判别分析( OPLS-DA)及数据库检索,鉴定出15种人参干预调节脾气虚模型大鼠的潜在生物标志物,从中找出了7种人参藜芦配伍后减弱人参上述干预作用的潜在生物标志物,并对其涉及的代谢通路进行了系统分析。上述研究结果表明,人参藜芦配伍后妨害了人参对脾气虚模型大鼠的治疗作用,其机理可能是影响人参对体内能量代谢、免疫平衡及氧化还原反应等相关代谢的调节。     

Metabolomic profiling of rat serum associated with isoproterenol-induced myocardial infarction using ultra-performance liquid chromatography/time-of-flight mass spectrometry and multivariate analysis

An ultra-performance liquid chromatography/time-of-flight mass spectrometry (UPLC/TOF-MS)-based metabolomic approach was developed to characterize the metabolic profile associated with isoproterenol (ISO)-induced myocardial infarction (MI). Analysis of the serum samples revealed distinct changes in the biochemical patterns of ISO-induced rats. A multivariate statistical method, supervised partial least squares-discriminant analysis (PLS-DA), was then used for screening of potential biomarkers. As a result, 13 lipid biomarkers, including lysophosphatidylcholines (Lyso-PCs) and fatty acids were identified by the accurate mass measurement of TOF-MS. The relationship between abnormal lipid metabolism and the formation of MI were also studied. This work demonstrates the utility of UPLC/TOF-MS-based metabolic profiling combined with multivariate analysis as a powerful tool to further investigate the pathogenesis of cardiovascular diseases.     

代谢组学法研究三聚氰胺对儿童尿液代谢的影响

运用代谢组学方法研究了三聚氰胺对儿童尿液代谢的影响.通过超高效液相色谱-飞行时间质谱(UPLC/TOF-MS)法分析儿童尿样的代谢指纹图谱,质谱数据采用MarkerLynx软件处理,然后使用主成分分析和偏最小二乘判别分析法分析病例组和正常对照组之间的代谢物谱差异,并通过变量重要性投影(VIP)选取潜在的生物标志物,结合质谱同位素分析和数据库检索对潜在的生物标志物进行鉴定.结果表明,三聚氰胺通过肾结石导致的物理性损伤干扰了柠檬酸代谢.代谢组学法能够应用于三聚氰胺导致的代谢异常的研究及三聚氰胺导致肾损伤的无创检测.     

蟾酥急性毒性的代谢组学研究

运用代谢组学方法结合心电图分析对蟾酥导致的大鼠急性毒性进行了研究,通过超高效液相色谱-飞行时间质谱建立了大鼠血清的代谢指纹谱,采用主成分分析和正交偏最小二乘判别分析法分析了对照组和各给药组之间的代谢物谱差异,通过变量重要性投影和t检验选取潜在的生物标志物,结合质谱同位素分析、数据库检索以及标准品对照法对潜在生物标志物进...     

基于液相色谱-质谱联用技术的代谢组学方法在细胞种属分类中的应用

细胞内的代谢产物可以反映细胞的生理状态。为了考察基于胞内代谢物的指纹图谱对不同种属细胞进行区分的可行性,利用基于超高效液相色谱-高分辨飞行时间质谱(UPLC-TOF MS)技术的代谢组学方法对5种不同来源的细胞进行分类,获得了小分子代谢产物的差异表达谱,并采用主成分分析(PCA)数据处理方法对各类细胞进行模式识别。研究结果表明,不同的细胞种属之间均能呈现显著性差异。该研究可从分子水平对细胞种属进行分类,为细胞种属的鉴定与评价提供了一种新的技术方法,为细胞组学的深入研究提供了一种潜在的、非常具有应用前景的技术手段。     

超高效液相色谱/飞行时间质谱用于人参皂甙Rg3作用后大鼠尿液代谢物指纹图谱分析及标记物的鉴定

超高效液相色谱技术(UPLC)采用1.7 μm的色谱柱填料,有更好的分离效率、峰容量以及灵敏度;高分辨的时间飞行质谱(TOF-MS)能够测定化合物准确的分子质量并具有MS/MS功能。 两者的联用适合于复杂体系的分离分析和未知物的结构鉴定。 因此建立了一种基于UPLC/TOF-MS测定人参皂甙Rg3给药后大鼠尿液代谢物变化的方法,对其中2种发生显著变化的代谢物分别通过准确的质量测定得到其元素组成,通过MS/MS技术得到其结构信息,并通过检索数据库最终分别鉴定为4,8-二羟喹啉甲酸和4-羟基-2-喹啉酸。     

Use of ultra-performance liquid chromatography/time-of-flight mass spectrometry with nozzle-skimmer fragmentation for comprehensive quantitative analysis of secondary metabolites in Arabidopsis thaliana

This study sought to develop techniques for LC/MS-based metabolomics and to verify that an MS/MS spectral tag (MS2T) could be used in practical secondary metabolite profiling. The retention time (RT), precursor ions, and fragment ions generated by nozzle-skimmer fragmentation were determined using ultra-performance liquid chromatography/time-of-flight mass spectrometry (UPLC/TOF-MS) and compared with the MS2T. A standard mix was analyzed with UPLC/TOF-MS under the same conditions as were used to construct the MS2T. The difference in RT for the standards was less than 0.15 min and the average RSD was about 2.8%, suggesting that the analysis was highly repeatable. Both precursor ions and fragment ions were observed when the cone voltage was 75 V. Experimental data and fragmentation pattern in the MS2T annotation list were highly similar. Wild-type and cas-1 mutant Arabidopsis thaliana samples treated with an elicitor were analyzed using UPLC/TOF-MS. Sixty-five peaks were successfully annotated. Fragment ions were observed with nozzle-skimmer fragmentation in 50 of 65 (77%) peaks. The reliability of annotation may have increased as a result of fragment ions. Results of multivariate analysis suggested that cas-1 was related to induction of the biosynthesis of these flavonoids. The devised method facilitated practical secondary metabolite profiling.     

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、...     

大鼠尿液中壬基酚的代谢轮廓

运用代谢组学方法研究了壬基酚对大鼠尿液代谢的影响,通过高效液相色谱-飞行时间质谱技术建立了大鼠尿样的代谢指纹图谱,用主成分分析法分析给药组与对照组代谢物指纹图谱的差异,通过t检验选取潜在的生物标志物及效应标志物,并结合代谢物数据库检索对其进行鉴定.结果表明,壬基酚给药后,尿液中含量变化显著的成分苯基葡萄糖苷酸、L-高半...     

Metabonomic Studies Comparing Capillary and Conventional HPLC-oa-TOF MS for the Analysis of Urine from Zucker Obese Rats

The application of capillary HPLC and orthogonal acceleration (oa) TOF-MS to a metabonomic investigation of the urinary metabolic profiles of samples obtained from male and female Zucker rats is described. The results obtained using capillary HPLC for performing the chromatographic separation are also compared with the analysis of the same samples by conventional HPLC. Capillary HPLC-MS gave increased sensitivity (ca. 100 fold) despite using a fraction of the sample volume consumed by HPLC (0.5 L vs 10 L). Capillary HPLC-MS also provided a greater peak count (ca. 3000 ions compared to 1500 for HPLC) for the same analysis time compared to conventional HPLC-MS. These data were processed using partial least squares discriminant analysis (PLS-DA)) enabling markers of diurnal variation to be detected for urine samples from both male and female rats.