本文關鍵詞：心功能不全合并糖尿病大鼠模型建立及代謝組學研究

  更多相關文章： 心功能不全 糖尿病 模型 代謝組學 血清 心肌組織 液相色譜 質(zhì)譜

【摘要】：目的構建一種高穩(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)代謝組學研究平臺,對其血清及心肌組織代謝輪廓變化進行分析,從而篩選出差異顯著的特征性內(nèi)源性代謝物,進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,以期指導臨床相關疾病的早期診斷、干預與治療。方法取清潔級雄性Wistar大鼠70只,隨機分為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組大鼠隨機分為5個亞組: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)的方法構建糖尿病模型,同期對心功能不全組、心功能不全合并糖尿病組大鼠采用腹主動脈縮窄的方法構建心功能不全模型,縮窄2個月后,對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建心功能不全合并糖尿病大鼠模型。實驗過程中動態(tài)觀察大鼠一般狀況及體質(zhì)量改變,監(jiān)測鏈脲佐菌素注射后72小時、4周大鼠隨機血糖水平,并于鏈脲佐菌素注射后1個月,對各組大鼠進行心臟超聲及心肌病理改變評價,然后收集各組大鼠血清及心肌組織標本,利用代謝組學超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(UPLC-MS)平臺,采用SIMCA-P+12.0.1.0的模式識別方法構建主成分分析(PCA)及正交偏最小二乘判別分析(OPLS-DA)模型對其代謝輪廓進行初步分析,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)計學工具(SPSS 17.0,USA)對所得變量進行非參數(shù)檢驗,排除P0.05的變量進而篩選出潛在特征離子,并對最終離子進行鑒定,最后對差異性代謝物的變化趨勢、代謝通路及其臨床應用價值進行分析和探討。結果對比不同劑量,鏈脲佐菌素為45 mg/kg時,構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。同時利用代謝組學平臺,成功構建了大鼠血清(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個差異性特征代謝物,包括溶血性磷脂酰膽堿類(LPC)、溶血性磷脂酸類(LPA)、膽汁酸類、鞘磷脂類等,從心肌組織中鑒定出10個特征代謝物,包括溶血性磷脂酰膽堿類、溶血性磷脂酸類等,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。結論采用腹主動脈縮窄2個月后腹腔單次注射45 mg/kg鏈脲佐菌素的方法誘導心功能不全合并糖尿病動物模型,方法簡便可靠,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、溶血磷脂酰膽堿類、溶血磷脂酸類、棕櫚酸、前列腺素類、鞘胺醇類、肉堿類等物質(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)計學意義(p0.01)。在組織代謝中,溶血磷脂酰膽堿類、溶血磷脂酸類、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)計學意義(p0.01)。然而,溶血磷脂酰膽堿類、溶血磷脂酸類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,我們推測大量溶血磷脂酰膽堿、溶血磷脂酸的來源并非心肌本身,而是由其它器官或組織遠距離產(chǎn)生,通過血液循環(huán),最終靶向作用于心肌組織。最終我們通過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,機制主要涉及機體氧化應激、線粒體及細胞膜破壞、能量代謝轉(zhuǎn)移、胰島素抵抗等多領域。
【關鍵詞】：心功能不全 糖尿病 模型 代謝組學 血清 心肌組織 液相色譜 質(zhì)譜
【學位授予單位】：天津醫(yī)科大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R54;R587.1;R-332
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-10
• 縮略語/符號說明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 對象和方法19-22
• 1.1.1 動物和試劑19-20
• 1.1.2 儀器和設備20
• 1.1.3 動物分組20
• 1.1.4 模型構建20-21
• 1.1.5 糖尿病成模判斷標準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)計分析22
• 1.2 結果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 小切口腹主動脈縮窄構建心功能不全模型27-28
• 1.3.2 糖尿病大鼠造模機制分析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31-32
• 二、心功能不全合并糖尿病大鼠代謝組學研究32-60
• 2.1 對象和方法32-36
• 2.1.1 動物及分組32
• 2.1.2 主要試劑32-33
• 2.1.3 儀器和設備33
• 2.1.4 樣本收集及預處理33-35
• 2.1.5 儀器參數(shù)設定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)計分析36
• 2.1.9 物質(zhì)鑒定36
• 2.2 結果36-49
• 2.2.1 血清及組織樣本總離子流圖36-38
• 2.2.2 代謝輪廓對不同疾病的區(qū)分能力38-42
• 2.2.3 潛在標志物的篩選與鑒定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 代謝路徑影響權重分析46-48
• 2.2.7 代謝物來源富集分析48-49
• 2.3 討論49-57
• 2.3.1 代謝組學概念及標本選擇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)相關代謝通路及機制分析50-57
• 2.4 小結57-60
• 結論60-61
• 參考文獻61-69
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明69-71
• 綜述 代謝組學在心血管疾病及糖尿病研究中的應用71-84
• 綜述參考文獻80-84
• 致謝84-85
• 個人簡歷85

  本文關鍵詞：心功能不全合并糖尿病大鼠模型建立及代謝組學研究

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本文編號：513770