本文關鍵詞：阿爾茨海默病及輕度認知功能障礙患者血清代謝組學研究　出處：《山東大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 代謝組學 GC-MS 阿爾茨海默病 生物標志物 多元變量統(tǒng)計分析

【摘要】：背景:阿爾茨海默病(AD)是一種神經系統(tǒng)疾病,呈進行性發(fā)展。記憶和認知功能損害以及語言和行為能力缺失是其主要臨床表現(xiàn),隨著病情加重,常伴隨有嚴重的失憶癥和運動功能減弱,最終導致死亡。在美國國家老年研究所和AD協(xié)會于2011年4月發(fā)布的一項指南中,將AD自然病史分為3個主要階段:臨床前期、輕度認知功能障礙期(MCI)和AD癡呆期,但多數(shù)患者確診時已處于不可逆轉的AD癡呆期。遺忘型輕度認知功能障礙(AMCI)是MCI的重要亞型,與AD的發(fā)展進程緊密相關。神經系統(tǒng)組織受血腦屏障的保護,藥物很難進入其內,嚴重限制了應用傳統(tǒng)藥物治療AD等神經系統(tǒng)疾病。臨床尚不能有效治療該病,早期診斷、干預成為阿爾茨海默病研究的新方向,但目前尚缺乏特異性和敏感性較高的早期診斷措施。越來越多的研究表明,生物標志物是很多疾病早期診斷、研究疾病發(fā)展進程以及指導治療和評估療效的重要依據。近年來,代謝組學技術發(fā)展迅猛,在尋找生物標志物研究領域的優(yōu)點逐漸凸顯,應用愈加廣泛。目前,已有較多有關在腦脊液中尋找有關AD/AMCI等神經系統(tǒng)疾病潛在生物標志物的報道,但因其創(chuàng)傷性較大,對患者不具備良好的順應性,使得其發(fā)展受到嚴重限制。所以,尋找AD/AMCI生物標志物的研究對象越來越趨向對患者創(chuàng)傷性較小的血清/血漿或者尿液等體液中。運用代謝組學技術于人血清中尋找有關AD/AMCI早期診斷的生物標志物已成為該領域亟待解決的問題。目的:1.建立適用于人血清代謝組學研究的氣相色譜-質譜聯(lián)用(GC-MS)方法。2.使用GC-MS法分別對AD組、AMCI組和NOR組的血清樣本進行檢測。3.采用MSD工作站自帶的NIST Search 2.0 MS數(shù)據庫對GC-MS譜圖結果進行自動檢索比對,鑒定血清中的代謝物質,并經內標峰面積進行標準校正,得到樣本中各物質的相對含量。4.使用多元變量數(shù)據統(tǒng)計分析方法和單維數(shù)據處理方法相結合的方式,對GC-MS所得數(shù)據進行預處理及建模分析,尋找三組樣本總體之間以及兩兩對比之間的差異性代謝物,采用MetaboAnlayst3.0在線網站和KEGG數(shù)據庫剖析代謝通路,探索AD/AMCI的潛在生物標志物和相關代謝通路,以對其致病機制和發(fā)展進程進一步了解,從而對該病實現(xiàn)早期診斷和及時治療提供依據。方法:1.100 μL混合血清樣本,加入25 μL內標混勻,加入300 μ乙腈渦旋3min,10800rpm10min。取上清40℃N2吹干,加入50μL氧-甲基羥胺鹽酸鹽,渦旋混勻1min,轉移至1.5 mlEP管,70℃水浴反應1h,加入50μL MSTFA,70℃下繼續(xù)反應75min。待反應結束,108000rpm渦旋55min,取上清2μL,G-MS進樣分析。2.GC-MS分析:Agilent 7890A系列氣相色譜儀,HP-5MS毛細管色譜柱(0.25 mm×30m×0.25μm,安捷倫科技),載氣(高純氦氣),流速1.0mL/min,壓力為20 psi;分流比:50:1;升溫程序設定為起始溫度80 ℃,保持5 min;以10℃/min的速率升溫至300 ℃,保持15 min;進樣量為2 μL。Agilent 5975C系列質譜儀,設定進樣口、接口、離子源和四級桿溫度分別為270 ℃、300℃、230 ℃和150℃,電離電壓為70 eV;掃描方式:全掃描模式,50-600 m/z。3.GC-MS圖譜使用MSD化學工作站軟件自帶的NIST Search 2.0 MS數(shù)據庫進行自動檢索匹配,定義相似度大于80%且保留時間漂移小于0.5 min的組分為可鑒定代謝物質。4.應用單維數(shù)據處理方法和多元變量數(shù)據統(tǒng)計分析相結合的方式,對數(shù)據進行多角度分析。單維數(shù)據處理方法主要包括非參數(shù)的曼-惠特尼秩和檢驗(M-W)和倍數(shù)變化(FC)。多元變量統(tǒng)計分析主要有主成分分析(PCA)、偏最小二乘法判別分析(PLS-DA)和正交偏最小二乘法判別分析(OPLS-DA)等。對三組樣本同時建模分析,同時三組樣本之間兩兩對比(AD和NOR,AMCI和NOR,AD和AMCI)建模分析,通過建立不同模型,考察樣本之間相互分離的情況,并且對所建模型進行檢驗,考察模型的穩(wěn)健程度。選取兩組之間OPLS-DA中VIP值大于1且M-W檢驗中P值小于0.05的組分為兩組間的差異性代謝物,以FC指標衡量組間差異性代謝物上下調的趨勢。應用MetaboAnalyst3.0在線網站剖析其代謝通路,定義得分大于0.01的為AD/AMCI的相關代謝通路,對AD/AMCI的作用機制和潛在生物標志物進行分析探討。結果:1.共入組102名受試者,根據NINCDS-ADRDA診斷標準分為AD組(30 例)、AMCI 組(32 例)和 NOR組(40 例)。2.建立了檢測人血清的GC-MS方法,分析對受試者血清中內源性代謝物質,該方法分離度和重現(xiàn)性良好,適用于人血清代謝組學研究。3.人血清GC-MS總離子流圖中,將各色譜峰保留時間漂移限定在0.5 min以內,共得到232個色譜峰,經與NISTSearch2.0質譜數(shù)據庫進行相關物質自動匹配,以及同種物質合并,能夠實現(xiàn)同時檢測血清中31種代謝物質。4.11種代謝物為AD組和NOR組之間的差異性代謝物質,AD組血清中羥基丙酸、鳥氨酸和松二糖相較于NOR組呈現(xiàn)上調,其余物質為下調。兩組間的差異性代謝物與7條代謝通路密切相關,分別是精氨酸和脯氨酸代謝,苯丙氨酸代謝,丙氨酸代謝,初級膽汁酸合成,谷胱甘肽代謝,淀粉和蔗糖代謝,甾類激素生物合成。其相關影響得分分別為0.182,0.119,0.082,0.055,0.017,0.017,0.016。10種代謝物為AMCI組和NOR組之間的差異性代謝物質,且在AMCI組均呈現(xiàn)下調。兩組間的差異性代謝物與7條代謝通路密切相關,包括精氨酸和脯氨酸代謝,苯丙氨酸代謝,檸檬酸循環(huán)(TCA循環(huán)),丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代謝,�；撬岷蛠喤；撬岽x,淀粉和蔗糖代謝,甾類激素生物合成等。其相關影響得分分別為 0.130,0.119,0.063,0.057,0.032,0.017,0.012。結論:建立了適用于人血清代謝組學的GC-MS方法,并對AD組、AMCI組和NOR組樣本進行檢測。對所得數(shù)據進行統(tǒng)計分析和代謝通路分析,獲得與AD相關的11種差異性代謝物和7條代謝通路以及與AMCI相關的10種差異性代謝物和7條代謝通路。這些變化提示,AD/AMCI患者體內可能存在氨基酸、脂質代謝紊亂,氧化應激損傷、能量代謝障礙等病理生理過程。研究結果有助于進一步了解AD/AMCI的發(fā)生發(fā)展機制并探索其生物標志物。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R749.16

【參考文獻】

相關期刊論文 前2條

1 張曉波;李鞠;喬善磊;夏彥愷;唐鳳英;;應用代謝組學方法構建原發(fā)性腎病綜合征診斷模型[J];中華腎臟病雜志;2016年05期

2 帕麗丹·吾術爾;買吾拉尼江·依孜布拉;努爾買買提·艾買提;哈木拉提·吾甫爾;;阿爾茨海默病異常黑膽質病證結合大鼠模型血清代謝組學研究[J];科技導報;2014年Z2期

相關碩士學位論文 前2條

1 史蕾;環(huán)孢素誘導肝損傷患者血清脂質組學研究[D];山東大學;2016年

2 黃欣;基于GC-MS代謝組學的肝臟毒理研究及數(shù)據處理方法[D];浙江大學;2008年

，

本文編號：1399881