本文關(guān)鍵詞：心功能不全合并糖尿病大鼠模型建立及代謝組學(xué)研究

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【摘要】：目的構(gòu)建一種高穩(wěn)定性心功能不全合并糖尿病大鼠模型,并借助超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(UPLC-MS)代謝組學(xué)研究平臺(tái),對(duì)其血清及心肌組織代謝輪廓變化進(jìn)行分析,從而篩選出差異顯著的特征性?xún)?nèi)源性代謝物,進(jìn)一步分析其所涉及的代謝通路以及與疾病發(fā)生發(fā)展的內(nèi)在聯(lián)系,以期指導(dǎo)臨床相關(guān)疾病的早期診斷、干預(yù)與治療。方法取清潔級(jí)雄性Wistar大鼠70只,隨機(jī)分為4組,正常組(Normal),糖尿病組(DM),心功能不全組(AAC),心功能不全合并糖尿病組(AAC+DM),首先將DM組大鼠隨機(jī)分為5個(gè)亞組:DM1~5,分別采用單次腹腔注射40、45、50、55、60 mg/kg鏈脲佐菌素(STZ)的方法構(gòu)建糖尿病模型,同期對(duì)心功能不全組、心功能不全合并糖尿病組大鼠采用腹主動(dòng)脈縮窄的方法構(gòu)建心功能不全模型,縮窄2個(gè)月后,對(duì)心功能不全合并糖尿病組大鼠采用上述糖尿病造模方法構(gòu)建心功能不全合并糖尿病大鼠模型。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中動(dòng)態(tài)觀察大鼠一般狀況及體質(zhì)量改變,監(jiān)測(cè)鏈脲佐菌素注射后72小時(shí)、4周大鼠隨機(jī)血糖水平,并于鏈脲佐菌素注射后1個(gè)月,對(duì)各組大鼠進(jìn)行心臟超聲及心肌病理改變?cè)u(píng)價(jià),然后收集各組大鼠血清及心肌組織標(biāo)本,利用代謝組學(xué)超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(UPLC-MS)平臺(tái),采用SIMCA-P+12.0.1.0的模式識(shí)別方法構(gòu)建主成分分析(PCA)及正交偏最小二乘判別分析(OPLS-DA)模型對(duì)其代謝輪廓進(jìn)行初步分析,根據(jù)變量投影重要性(VIP)值及變量投影重要性置信區(qū)間篩選出潛在的內(nèi)源性差異性離子,然后利用統(tǒng)計(jì)學(xué)工具(SPSS 17.0,USA)對(duì)所得變量進(jìn)行非參數(shù)檢驗(yàn),排除P0.05的變量進(jìn)而篩選出潛在特征離子,并對(duì)最終離子進(jìn)行鑒定,最后對(duì)差異性代謝物的變化趨勢(shì)、代謝通路及其臨床應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行分析和探討。結(jié)果對(duì)比不同劑量,鏈脲佐菌素為45 mg/kg時(shí),構(gòu)建心功能不全合并糖尿病模型穩(wěn)定性高且成模大鼠一般狀況、血糖水平、心臟超聲、心肌組織鏡下形態(tài)學(xué)較正常組發(fā)生明顯變化,符合心功能不全合并糖尿病改變。同時(shí)利用代謝組學(xué)平臺(tái),成功構(gòu)建了大鼠血清(R2X=53.5%,Q2=6.2%)及心肌組織(R2X=40.4%,Q2=8.9%)的主成分分析及血清(R2X=44.7%,R2Y=73.2%,Q2=36.3%)和組織(R2X=35.1%,R2Y=32.5%,Q2=13.3%)的正交偏最小二乘代謝輪廓分析模型,該模型能夠很好地區(qū)分正常組、糖尿病組、心功能不全組、心功能不全合并糖尿病組。最終從血清中鑒定出30個(gè)差異性特征代謝物,包括溶血性磷脂酰膽堿類(lèi)(LPC)、溶血性磷脂酸類(lèi)(LPA)、膽汁酸類(lèi)、鞘磷脂類(lèi)等,從心肌組織中鑒定出10個(gè)特征代謝物,包括溶血性磷脂酰膽堿類(lèi)、溶血性磷脂酸類(lèi)等,經(jīng)通路分析,血清代謝中鞘脂代謝、甘油磷脂代謝、戊糖與葡糖醛酸轉(zhuǎn)化代謝路徑影響權(quán)重較大,為主要代謝通路,而心肌組織代謝中甘油磷脂代謝為主要代謝通路。結(jié)論采用腹主動(dòng)脈縮窄2個(gè)月后腹腔單次注射45 mg/kg鏈脲佐菌素的方法誘導(dǎo)心功能不全合并糖尿病動(dòng)物模型,方法簡(jiǎn)便可靠,穩(wěn)定性高。在血清代謝中,心功能不全合并糖尿病組大鼠腎上腺、膽酸類(lèi)、溶血磷脂酰膽堿類(lèi)、溶血磷脂酸類(lèi)、棕櫚酸、前列腺素類(lèi)、鞘胺醇類(lèi)、肉堿類(lèi)等物質(zhì)含量較正常組明顯升高,而D-葡萄糖含量明顯降低,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p0.01)。在組織代謝中,溶血磷脂酰膽堿類(lèi)、溶血磷脂酸類(lèi)、二氫尿嘧啶等含量較正常組降低,肌醇含量較正常組升高,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p0.01)。然而,溶血磷脂酰膽堿類(lèi)、溶血磷脂酸類(lèi)在心功能不全合并糖尿病大鼠血清和心肌組織代謝中均有涉及,但含量異同,我們推測(cè)大量溶血磷脂酰膽堿、溶血磷脂酸的來(lái)源并非心肌本身,而是由其它器官或組織遠(yuǎn)距離產(chǎn)生,通過(guò)血液循環(huán),最終靶向作用于心肌組織。最終我們通過(guò)metaboanalist路徑分析發(fā)現(xiàn),甘油磷脂代謝、鞘磷脂代謝、葡糖醛酸代謝在心功能不全合并糖尿病的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用(pathway impact0.20),其中甘油磷脂代謝在血清和心肌組織中均為主要路徑,機(jī)制主要涉及機(jī)體氧化應(yīng)激、線粒體及細(xì)胞膜破壞、能量代謝轉(zhuǎn)移、胰島素抵抗等多領(lǐng)域。
【關(guān)鍵詞】：心功能不全 糖尿病 模型 代謝組學(xué) 血清 心肌組織 液相色譜 質(zhì)譜
【學(xué)位授予單位】：天津醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：R54;R587.1;R-332
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-10
• 縮略語(yǔ)/符號(hào)說(shuō)明10-11
• 前言11-19
• 研究現(xiàn)狀、成果11-15
• 研究目的、方法15-19
• 一、心功能不全合并糖尿病大鼠模型的建立19-32
• 1.1 對(duì)象和方法19-22
• 1.1.1 動(dòng)物和試劑19-20
• 1.1.2 儀器和設(shè)備20
• 1.1.3 動(dòng)物分組20
• 1.1.4 模型構(gòu)建20-21
• 1.1.5 糖尿病成模判斷標(biāo)準(zhǔn)21-22
• 1.1.6 心臟超聲檢查22
• 1.1.7 心肌組織病理觀察22
• 1.1.8 統(tǒng)計(jì)分析22
• 1.2 結(jié)果22-27
• 1.2.1 大鼠體質(zhì)量、飲水飲食變化及一般狀態(tài)觀察22-23
• 1.2.2 造模前后大鼠血糖水平變化23-24
• 1.2.3 大鼠超聲心動(dòng)圖檢查24-25
• 1.2.4 大鼠心肌組織不同切面病理改變25-27
• 1.3 討論27-31
• 1.3.1 小切口腹主動(dòng)脈縮窄構(gòu)建心功能不全模型27-28
• 1.3.2 糖尿病大鼠造模機(jī)制分析28-29
• 1.3.3 鏈脲佐菌素用藥劑量探索29-30
• 1.3.4 模型成功率及穩(wěn)定性觀察與分析30-31
• 1.4 小結(jié)31-32
• 二、心功能不全合并糖尿病大鼠代謝組學(xué)研究32-60
• 2.1 對(duì)象和方法32-36
• 2.1.1 動(dòng)物及分組32
• 2.1.2 主要試劑32-33
• 2.1.3 儀器和設(shè)備33
• 2.1.4 樣本收集及預(yù)處理33-35
• 2.1.5 儀器參數(shù)設(shè)定35
• 2.1.6 樣本分析及質(zhì)控35
• 2.1.7 數(shù)據(jù)前處理35-36
• 2.1.8 統(tǒng)計(jì)分析36
• 2.1.9 物質(zhì)鑒定36
• 2.2 結(jié)果36-49
• 2.2.1 血清及組織樣本總離子流圖36-38
• 2.2.2 代謝輪廓對(duì)不同疾病的區(qū)分能力38-42
• 2.2.3 潛在標(biāo)志物的篩選與鑒定42-43
• 2.2.4 代謝序列路徑富集分析43-45
• 2.2.5 差異性代謝物組間含量比較45-46
• 2.2.6 代謝路徑影響權(quán)重分析46-48
• 2.2.7 代謝物來(lái)源富集分析48-49
• 2.3 討論49-57
• 2.3.1 代謝組學(xué)概念及標(biāo)本選擇49-50
• 2.3.2 心功能不全合并糖尿病大鼠血清及組織代謝50
• 2.3.3 物質(zhì)相關(guān)代謝通路及機(jī)制分析50-57
• 2.4 小結(jié)57-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-69
• 發(fā)表論文和參加科研情況說(shuō)明69-71
• 綜述 代謝組學(xué)在心血管疾病及糖尿病研究中的應(yīng)用71-84
• 綜述參考文獻(xiàn)80-84
• 致謝84-85
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷85

  本文關(guān)鍵詞：心功能不全合并糖尿病大鼠模型建立及代謝組學(xué)研究

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本文編號(hào)：513770