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...     

核磁共振代谢组学数据的尺度归一化新方法

在核磁共振代谢组学数据预处理中,尺度归一化主要目的是提高特征代谢物信息的权重,减小噪声及无关代谢物信息的影响,从而降低后续模式识别分析的难度. 本文提出一种新的尺度归一化方法,该方法不强调各变量在尺度上的归一,而是在原始数据的基础上,通过提高那些稳定性高、且在不同类别样本中具有显著差异性的变量的权重,以增强与特征代谢物相关的信息. 文中分别采用模拟数据和真实代谢组学数据对新归一化方法的性能进行评估,并与单位方差法(Unit Variance)、变量稳定性(Variable Stability)和尺度缩放法(Level Scaling)等常用的尺度归一化方法做比较. 研究结果表明：新归一化方法能够提高多变量统计模型的预测能力,较好地保留核磁共振谱的分子信息,有助于特征代谢物的识别,并使后续的数据分析结果具有更好的可解释性.     

多批次肝衰竭患者呼出气体的电喷雾萃取电离质谱检测及代谢组学数据分析

采用高分辨电喷雾萃取电离质谱(EESI-MS)技术对肝衰竭患者和健康志愿者呼出气体样本进行快速检测, 结合多块偏最小二乘分析(MB-PLS)方法, 对多批次获取的呼出气体代谢数据进行统计建模分析, 并与传统的PLS方法进行比较. 结果表明, MB-PLS方法能有效消除批次差异对统计建模的影响. 此外, 利用MB-PLS模型变量VIP值对变量进行筛选, 可降低数据的冗余, 消除无关变量对模型的影响, 从而有效提高了模型的性能.     

基于K-L散度的核磁共振波谱数据尺度缩放方法

在基于核磁共振(NMR)的代谢组学数据分析中,尺度缩放是关键的预处理步骤之一,其主要目的是通过调整数据的方差结构,改善后续的多变量统计分析的结果。从信息熵的角度出发,利用Kullback-Leibler (K-L)散度来度量不同实验分组的生物样品的1H NMR波谱数据的差异程度,并结合单位方差缩放法,提出一种基于K-L散度的尺度缩放方法。该方法先利用单位方差法将数据各变量的标准差调整到同一水平上,再利用K-L散度对各变量进行有监督地加权,增强重要变量、减弱无关变量。由于K-L散度是在概率分布的意义上度量数据间的差异程度,且对于高斯和非高斯分布的数据均适用,因此能更准确地度量不同实验分组样品的1H NMR波谱数据的差异性,从而更有效地地对谱数据的重要变量进行识别和加权。人群尿液1H NMR波谱数据的分析结果表明,基于K-L散度的尺度缩放方法能有效抑制噪声变量,同时很好地区分特征变量和非特征变量;提高主成分回归(PCR)模型的判别能力;改善偏最小二乘回归判别分析(PLS-DA)模型的解释能力、预测能力以及对特征代谢物的辨识能力。     

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.