基于1H NMR的代谢组学方法研究葛根芩连汤对高果糖诱导胰岛素抵抗大鼠粪便代谢组的影响

研究表明过量高果糖摄入可诱导胰岛素抵抗（IR）.葛根芩连汤（GQD）是临床常用的治疗2型糖尿病和胰岛素抵抗的中药之一,但其对果糖诱导的胰岛素抵抗的肠道菌群影响的相关研究甚少.本文采用基于核磁共振氢谱（¹H NMR）的代谢组学方法研究了GQD对高果糖诱导的胰岛素抵抗大鼠粪便代谢组的调控作用.通过连续8周给予大鼠10%果糖水喂养,成功建立胰岛素抵抗大鼠模型,GQD治疗组在果糖水喂养第5周至第8周同时给予GQD（18.2g/kg/day）灌胃.结果表明：与正常对照组相比,胰岛素抵抗模型组大鼠的饮水量、饮食量、体重和IR指数明显增加,空腹血糖值在第8周明显上升.在第8周末期,GQD治疗组的IR指数较胰岛素抵抗模型组显著降低,并且代谢紊乱得到改善：与胰岛素抵抗模型组相比,GQD治疗组胰岛素抵抗中丙酸、乙酸、琥珀酸、牛磺酸和甘油水平增加;而正丁酸、丙氨酸和谷氨酸的含量降低.这一结果表明GQD能够改善胰岛素抵抗所引起的大鼠氨基酸代谢、脂肪酸氧化和肠道微生物代谢等代谢紊乱状态.     

颐脑解郁方对抑郁大鼠脑1H波谱的干预作用

该文主要研究抑郁大鼠脑的¹H MRS变化及颐脑解郁方的干预作用. 将雄性Wistar大鼠随机分为正常组、模型组、西药组和中药组,每组5只. 正常组常规饲养,模型组、中药组和西药组给予21 d的慢性不可预知的温和应激. 应激结束中药组予颐脑解郁方、西药组予盐酸氟西汀进行干预. 干预结束后,通过检测左侧海马及前额叶皮质N-乙酰天门冬氨酸（NAA）、胆碱（Cho）、肌酸（Cr）等代谢物水平,分别计算NAA、Cho与Cr的比值,进而对脑组织代谢进行定性及定量分析. 得到：1. 海马区域：与正常组相比,模型组、西药组大鼠海马NAA/Cr降低（P<0.01）,中药组大鼠NAA/Cr与模型组相比升高（P<0.05）;与正常组相比,模型组Cho/Cr升高（P<0.05）,中药组Cho/Cr比模型组显著低（P<0.01）. 2. 前皮质区域：与正常组相比,模型组、西药组大鼠前皮质NAA/Cr降低（P<0.01）,中药组大鼠NAA/Cr较模型组显著升高（P<0.01）;模型组、西药组Cho/Cr与正常组相比显著升高（P<0.01）;与模型组相比,中药组、西药组Cho/Cr降低（P<0.01,P<0.05）. 这些结果说明颐脑解郁方可改善大鼠海马和前皮质的物质代谢,推测其抗抑郁作用主要与调节脑组织异常代谢有关.     

感染减毒鼠伤寒沙门氏菌对小鼠粪样代谢组的影响——WIPM和Bruker 500 MHz核磁共振波谱仪检测结果的比较

鼠伤寒沙门氏菌属于胞内侵袭性兼性厌氧菌,减毒后的鼠伤寒沙门氏菌安全性大大提高,已被广泛用于病毒、细菌及寄生虫疫苗的研制.但是目前还没有研究利用代谢组学方法来分析减毒鼠伤寒沙门氏菌感染对宿主和肠道菌群相互作用的影响.同时中国科学院武汉物理与数学研究所自主研发的WIPM 500 MHz核磁共振(NMR)波谱仪已经研制成功,但是该谱仪是否可以用于代谢组学研究尚未经过考证.本研究同时使用WIPM和Bruker500 MHz核磁共振波谱仪对同一批减毒鼠伤寒沙门氏菌感染小鼠的粪样进行检测,并结合多变量数据分析方法来研究减毒鼠伤寒沙门氏菌感染对小鼠粪样代谢组的影响.研究结果表明,WIPM NMR波谱仪检测数据的分析结果与Bruker NMR波谱仪的实验结果具有高度的一致性,表明WIPM谱仪可以用于代谢组学研究.研究发现减毒鼠伤寒沙门氏菌感染能够引起小鼠粪样代谢物中多种氨基酸和尿嘧啶含量的上升,并伴有胆汁酸、乳酸和丙酸含量的下降.以上代谢物含量的改变表明,减毒鼠伤寒沙门氏菌感染使小鼠肠道微生物的代谢功能发生了紊乱.     

基于NMR的代谢组学方法最新进展及应用

代谢组学的定义“对病理/生理刺激以及基因改变时生物体系动态的代谢响应进行多参数的定量测量”已被广泛接受. 本文对代谢组学研究的最新进展及其在系统生物学中所发挥的作用进行了综述. 在代谢组学方法研究方面,着重讨论了现代NMR技术的进展及其对代谢组学所产生的影响,同时也包括用于分离的HPLC及其与质谱的连用技术. 对代谢组学广泛应用的概述,主要包括：对正常生理变化的新认识;药物和其他外源性化学物质的副作用;外源性物质对环境污染的影响以及逐渐增多的代谢组学方法在疾病检测中应用.     

链脲佐菌素影响大鼠脂肪酸代谢的NMR研究

脂代谢紊乱是心血管疾病等糖尿病并发症的公认危险因素,其早期检测是有效预防这些疾病的基础. 该文使用中等剂量链脲佐菌素(STZ)诱导的1型糖尿病大鼠模型,通过分析诱导后第5天和第12天的扩散加权¹H NMR谱, 研究了血浆脂肪酸组成的动态变化规律. 结果表明,STZ作用早期主要特异性损伤胰岛β-细胞,使机体产生1型糖尿病表型. 伴随病程的发展,血浆总不饱和脂肪酸与单不饱和脂肪酸含量增高,而多不饱和脂肪酸与单不饱和脂肪酸的比值降低. 这些说明STZ对机体脂肪酸代谢有显著影响,且血浆不饱和脂肪酸含量很可能是比甘油三酯与脂蛋白等更为灵敏的糖尿病发生发展筛查指标.     

万用表db档的分析与应用

在医用物理学实验中,一般都有"万用表的使用"的实验,教材中介绍了一些常规测量项目,如直、交流电压的测量,直流电流的测量,电阻的测量及晶体管管脚的判别等,但对万用表上的db档的使用却未提及过,有关产品说明书也没有介绍.同样,实验室中使用的真空管毫伏表也有类似的问题.然而在实验中经常会遇到一些学生质疑db档的使用方法,现对这一问题进行分析和讨论.     

不同性别C57BL/6小鼠肠道胆汁酸组成的差异性研究

随着人们对宿主肠道菌群的日益关注,关于胆汁酸与肠道菌群之间复杂关系的研究也越来越多.因肠道组织结构的复杂性和肠道菌群分布差异性,不同肠段胆汁酸的分布、表达及其生物学功能仍有待进一步研究.本文采用基于超高效液相色谱-三重四极杆-质谱联用（UPLC-QqQ-MS）的靶向代谢组分析结合基于核磁共振（NMR）波谱的非靶向代谢组分析方法,通过比较不同性别C57BL/6小鼠肠道各区段胆汁酸及粪样代谢组的变化水平,发现雌、雄小鼠不同肠段中胆汁酸的分布各不相同.另外,肠道下段各胆汁酸的性别差异性更为明显,以盲肠的性别差异性最为显著,这可能与盲肠的菌群微生态更为丰富有关.该研究为不同性别模型小鼠胆汁酸的代谢表型及其与肠道菌群的相互作用提供了基础研究数据.     

LED照明系统的光谱组成对糖脂代谢的影响

哺乳动物昼夜节律系统对不同光谱组成敏感性不同。时差光照模式可导致昼夜节律紊乱进而增加患代谢性疾病的风险。然而,光谱组成是否影响时差光照模式的代谢效应尚不明确。采用昼夜节律系统敏感性显著不同的窄带LED光照（蓝光和红光波段）和宽带LED白光,分析光谱组成对时差光照模式下小鼠糖脂代谢功能的影响,并与正常光照模式进行比较。光照强度均采用120 μW·cm-2。结果显示白光时差组小鼠体重增加最多。红光时差组小鼠出现严重脂质代谢紊乱,并伴有肝功能受损。白光下时差光照会显著降低葡萄糖耐量和胰岛素敏感性,而红光和蓝光能阻碍时差光照引起空腹血糖升高。研究表明调整光谱组成可能改善时差光照模式对糖脂代谢的不良影响。     

电离辐射对小鼠肾脏影响的代谢组学研究

电离辐射对生物体影响是目前生物医学领域研究的热点之一.本文利用基于核磁共振氢谱（¹H NMR）的代谢组学技术研究来自暴露于不同的电离辐射的C57BL/6J小鼠的肾脏的水溶性萃取物,并试图寻找电离辐射对小鼠肾脏影响的特异性生物标志物.分析结果表明,辐射组可与相应的对照组明显区分.在所发现的75个代谢物中,有6种代谢物的浓度发生显著性变化,分别为2-氨基丁酸、3-羟基丁酸、高丝氨酸、1,3-丙二胺、β-丙氨酸和抗坏血酸.这些代谢物可能成为高剂量电离辐射对生物体肾脏代谢影响的标志物.     

L 1 范数支持向量机在代谢组学中的应用

代谢组学是关于生物体内源性代谢物质的整体及其变化规律的科学,也是一个数据密集型的研究领域,由此使得模式识别在代谢数据处理中有重要作用．L₁ 范数支持向量机(L₁-Norm Support Vector Machines, L₁-norm SVMs)作为在模式识别领域中准确、稳健的方法,在代谢组学中的应用较少．该文应用L₁-norm SVM 方法对小鼠感染血吸虫后的代谢数据进行了分析,分析结果显示L1-norm SVM 在聚类与特征选择方面具有优势,并表明它在代谢组学领域的应用有着潜力和前景．     

小波变换去噪用于食用油脂酸价近红外光谱分析

以三级大豆油脂酸价检测为研究对象,采用db4小波对36个油脂样品的近红外光谱进行预处理,选择出最佳的小波分解层数及阈值选取方式,并对原始光谱和经小波去噪后的光谱利用偏最小二乘回归建模,以决定系数、交互验证误差均方根和相对误差均值3个统计量来评价回归模型性能.结果表明原始光谱决定系数0.8668、交互验证误差均方根0.0...     

1H MRS评价长期胰岛素治疗1型糖尿病大鼠海马代谢物的变化

本研究应用质子磁共振波谱（¹H MRS）技术对链脲佐菌素（STZ）诱导的1型糖尿病（T1DM）大鼠及长期胰岛素治疗的T1DM大鼠单侧海马的代谢物进行了分析. 结果发现,与对照组大鼠及胰岛素治疗组大鼠相比,T1DM模型组大鼠空腹血糖显著升高,体重显著降低（p < 0.05）.T1DM模型组肌醇（Ins）、牛磺酸（Tau）与谷氨酸（Glu）浓度较对照组显著升高（p = 0.000、p = 0.003、p = 0.014）.胰岛素治疗组Ins与Tau浓度较T1DM模型组显著降低（p = 0.000、p = 0.010）,与对照组无差别;而Glu、谷氨酸和谷氨酰胺（Glx）浓度较对照组显著升高（p = 0.007、p = 0.042）.本文结果表明T1DM大鼠海马区代谢物Ins浓度与Tau浓度对胰岛素治疗敏感.     

稀土镧对雄性小鼠睾丸cAMP和自由基的影响

采用酶联免疫吸附法和分光光度法,通过腹腔注射不同剂量稀土镧,研究小鼠睾丸环磷腺苷(cAMP)和自由基水平的变化。在稀土镧作用下,与对照组相比,处理组小鼠睾丸cAMP含量显著降低(P<0.05);MDA含量显著升高(P<0.05);GSH-PX活力无显著变化(P<0.05)。400mg·kg-1·d-1剂量组睾丸SOD活力显著降低(P<0.05)。腹腔注射稀土镧导致小鼠睾丸cAMP含量和SOD活力降低,可能是导致小鼠精子质量下降的重要原因。     

LED照明系统的光谱组成对糖脂代谢的影响（英文）

哺乳动物昼夜节律系统对不同光谱组成敏感性不同。时差光照模式可导致昼夜节律紊乱进而增加患代谢性疾病的风险。然而,光谱组成是否影响时差光照模式的代谢效应尚不明确。采用昼夜节律系统敏感性显著不同的窄带LED光照(蓝光和红光波段)和宽带LED白光,分析光谱组成对时差光照模式下小鼠糖脂代谢功能的影响,并与正常光照模式进行比较。光照强度均采用120μW·cm-2。结果显示白光时差组小鼠体重增加最多。红光时差组小鼠出现严重脂质代谢紊乱,并伴有肝功能受损。白光下时差光照会显著降低葡萄糖耐量和胰岛素敏感性,而红光和蓝光能阻碍时差光照引起空腹血糖升高。研究表明调整光谱组成可能改善时差光照模式对糖脂代谢的不良影响。     

硫前列酮影响小鼠代谢的NMR研究

前列腺素E2（PGE2）作为一种体内广泛分布的活性物质,通过与其特异性受体EP1,EP2,EP3和EP4结合实现信号跨膜转导,参与许多重要的生理病理过程. 硫前列酮作为PGE2的类似物,通过激活EP1和EP3受体发挥其生理作用,但相关的代谢基础还不甚清楚. 该研究运用基于核磁共振（NMR）技术的代谢组学方法研究了EP1和EP3受体激活剂硫前列酮对小鼠血清和肝脏代谢组的影响. 结果表明,中高剂量硫前列酮处理32天会导致小鼠肝脏代谢组中的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、二磷酸尿苷、磷酸腺苷和胆汁酸的明显增加,同时肝糖原、葡萄糖、苯丙氨酸、酪氨酸、尿苷、肌苷、烟碱酸和氧化型谷胱甘肽明显减少. 恢复3周后,高剂量硫前列酮处理小鼠会导致肝脏代谢组中的胆碱水平比对照组高. 这些结果表明EP1和EP3受体激活剂硫前列酮会对小鼠肝脏的糖、核酸和氨基酸等代谢产生影响. 同时,未发现硫前列酮对血清代谢组产生明显影响,这可能与血液循环系统维持机体内环境相对稳定有关. 以上研究结果为认识PGE2- EP1/3信号通路在代谢中的作用提供了基础数据.     

中老年糖尿病轻重度患者血清中的铁铬钴镍

对１２８例中老年糖尿病患者进行了血清中微量元素铁,铬,钴,镍的含量测定,并与正常对照进行了比较。结果表明,血糖正常组和高血糖组的糖尿病患者血清铁铬水平均低于正常对照组,且两病例组与对照组比较铬水平有非常显著差异（Ｐ〈０．０１）。血清镍水平患病初期降低,后升至正常,高血糖组与对照组比较差异显著（Ｐ〈０．０５）,两病例组间差异非常显著（Ｐ〈０．００１）,血清钴水平随情加重而逐渐升高,但无统计学上的显著     

JAK/STAT通路抑制剂对C57BL/6小鼠血清代谢组影响的1H NMR研究

JAK/STAT通路抑制剂已被应用于多种疾病的临床试验,但其全身性用药对机体组织细胞功能活性的影响目前尚不明确.本研究运用基于核磁共振氢谱（¹H NMR）的代谢组学方法分析了JAK/STAT通路抑制剂WP1066（20 mg/kg.bw,2天一次,持续2周）对C57BL/6小鼠血清代谢组的影响.首先采用¹H NMR技术检测了WP1066处理组和对照组小鼠血清的代谢物,然后对所得的图谱数据进行了主成分分析（PCA）以及正交偏最小二乘法分析（OPLS）.研究结果表明,抑制JAK/STAT通路可明显下调小鼠血清中的N-甲基烟酰胺（N-methylnicotinamide）水平,而上调顺乌头酸（cis-aconitate）、草酰乙酸（oxaloacetate）和乙酰胺（acetamide）水平,这些代谢物改变均与能量代谢密切相关.该结果提示代谢失衡相关指标可能作为JAK/STAT通路抑制剂治疗的临床监测参考指标.     

基于UHPLC-QE-MS的CCI模型大鼠的血清代谢组学研究

采用超高效液相色谱-四级杆静电场轨道阱质谱（UHPLC-QE-MS）非靶向代谢组学方法,观察CCI模型大鼠血清内源性代谢物的变化,筛选出慢性坐骨神经痛大鼠血清差异性代谢物,分析慢性疼痛对差异性代谢物的影响。将12只SPF级SD雄性大鼠随机均分为正常组和坐骨神经慢性压迫损伤（CCI）组,每组6只。CCI组建立大鼠左侧坐骨神经慢性压迫损伤模型,正常组除不结扎坐骨神经,其余步骤一样。14天后腹主动脉采血, 分离血清,对大鼠血清中的代谢物进行代谢组学检测。利用UHPLC-QE-MS技术并结合PCA(主成分分析)筛选差异代谢物,利用MetabolicAnalyst5.0进行差异代谢物的富集分析。富集分析结果表明,与正常对照组相比,CCI模型大鼠血清有机酸、有机杂环化合物、脂肪酰基、碳水化合物、核酸、有机氮化合物、碳氢化合物等9类代谢物具有统计学差异。结果表明：基于UHPLC-QE-MS的血清代谢组学方法能够有效区分正常组和CCI组,筛选出的差异代谢物有助于慢性疼痛的机制及药物靶点研究。     

乙酰甲喹影响猪尿液代谢组的 NMR研究

乙酰甲喹是喹噁啉类广谱抗菌药,在我国畜禽养殖业中有广泛的应用.乙酰甲喹的毒性以及毒性机制被越来越多的报道,然而,乙酰甲喹对动物内源性代谢的影响仍不清楚.该研究利用基于核磁共振(NMR)的代谢组学方法并结合多变量数据分析方法研究了乙酰甲喹一次性急性给药(10 mg/kg.bw)对猪尿液代谢组的影响.结果发现,乙酰甲喹给药后,尿液中肌酸、马尿酸和对甲酚葡萄糖醛酸浓度显著降低,而对甲基苯酚和苯甲酸的浓度在给药后显著升高.乙酰甲喹对猪尿液代谢组的影响在给药144 h后未见恢复.研究结果显示,剂量为10 mg/kg.bw乙酰甲喹给药主要影响了猪体内肠道菌群微生态.上述研究为乙酰甲喹对生物体内源性代谢的影响提供了基础数据,并为乙酰甲喹的安全用药提供了数据参考.     

基于NMR的4T1荷瘤小鼠脾脏受不同给药方式影响的代谢组学研究

联合阿霉素和紫杉醇治疗肿瘤的策略在临床上已有广泛应用,为了进一步借助纳米载体对肿瘤组织的靶向优势,以良好生物相容性纳米载体包埋阿霉素和紫杉醇的新型给药方式得以发展.虽然前期研究结果显示纳米给药方式相对传统给药治疗有更好的抑制肿瘤生长的效果,但是它们在分子代谢水平对机体的影响并没有被确切研究.本文采用4T1荷瘤乳腺癌模型小鼠,通过比较荷瘤小鼠分别在不处理、传统给药方式和通过纳米载体给药处理的条件下与健康小鼠脾脏代谢组的差异,发现传统给药处理对小鼠肠道微生物相关的代谢紊乱有较好的恢复效果,而通过纳米载体的给药处理可以更好的调节荷瘤小鼠的葡萄糖和延胡索酸等与能量供应相关的代谢途径.此外,这两种给药方式都不能有效改善荷瘤小鼠显著的脾脏肿大症状,也不能改善脾脏免疫调节功能和供应肿瘤生长而导致的氨基酸、有机酸、核酸和胆碱等一系列代谢物变化.这可能与脾脏对外来肿瘤的免疫反应较为激烈而有效药物治疗时间较短有关.该研究为更全面认识荷瘤小鼠脾脏代谢表型变化和不同给药方式对脾脏代谢组的影响提供了基础数据.