肺纤维化脂质代谢研究概况

肺纤维化是一种预后较差的弥漫性、间质性肺病,其发病机制尚未完全明确。脂质作为构成细胞结构以及参与信号转导的一类关键成分,对维持肺部功能起着重要作用。越来越多的研究表明,脂质变化与肺纤维化的进展密切相关。该文对脂质组学在肺纤维化中的研究进展,以及各类脂质在肺纤维化中的作用进行简要概述。

化湿败毒颗粒治疗呼吸道合胞病毒肺炎模型小鼠的脂质组学研究

目的探究化湿败毒颗粒对呼吸道合胞病毒(Respiratory syncytial virus,RSV)肺炎模型小鼠的治疗作用以及对肺组织脂质代谢的影响。方法将BALB/c小鼠随机分为空白组、模型组、利巴韦林组、地塞米松组、化湿败毒颗粒低剂量组和化湿败毒颗粒高剂量组。分别采集各组小鼠肺组织样本,观察其病理改变,检测肺组织中RSV-F、RSV-G、IL-1β、IL-6、TNF-αmRNA表达水平。采用超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱联用(UPLC-Q Exactive Orbitrap MS)技术对肺组织进行脂质组学分析,寻找脂质代谢变化。结果与空白组相比,模型组小鼠肺组织出现肺间质增厚,可见明显炎症浸润。肺组织病毒载量及肺部炎症因子如IL-1β、TNF-αmRNA水平显著升高(P<0.001)。同时,与空白组相比,模型组呈现脂质代谢的明显异常,具体表现为磷脂酰丝氨酸(PS)、磷脂酰甘油(PG)、鞘磷脂(SM)、神经酰胺(Cer)、甘油三酯(TG)、甘油二酯(DG)、脂肪酸(FA)、醚磷脂酰胆碱(PC O)、醚溶血磷脂酰胆碱(LPC O)等脂质代谢紊乱。经化湿败毒颗粒(25.12 g·kg^(-1)·d^(-1))干预可以调节上述脂质紊乱。结论化湿败毒颗粒可以通过调控脂质代谢,降低RSV感染小鼠肺组织中的病毒载量,减轻炎症反应等途径治疗RSV肺炎。

二至丸抗大鼠肾细胞衰老的GC-MS代谢组学研究

目的研究D-半乳糖诱导的衰老大鼠肾细胞(NRK)内源性代谢物的变化,寻找与衰老有关的代谢生物标志物,探讨二至丸对衰老模型的调节作用及其抗衰老的可能机制.方法采用D-半乳糖复制NRK细胞衰老模型,借助气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术,对各组细胞样本进行测定,采用Kruskal-Wallis非参数检验及Dunn's多重比较进行单变量统计分析来筛选差异性代谢物.结果经PLS-DA模式识别分析,对照组、模型组和EZW组细胞样本能够得到很好的区分,共鉴定出31种潜在生物标志物,二至丸含药血清给药后衰老NRK细胞胞内的内源性代谢物水平发生不同程度的回调.结论二至丸可以使D-半乳糖诱导的衰老NRK细胞胞内的异常代谢有所恢复,其治疗作用可能与机体内31个代谢物及10条相关代谢通路的调节有关.

细胞代谢组学研究进展

代谢组学可以定性或定量分析生物体内源性代谢物及其对内外因素的应答规律。细胞代谢组学是代谢组学近年来的新兴领域,广泛运用于疾病机制研究、药理学、毒理学研究等并取得了一系列成果。简要综述细胞代谢组学近年来方法学的优化及在中西医领域的研究进展。

儿童病毒性肺炎风寒郁肺证代谢组学研究

目的分析病毒性肺炎风寒郁肺证患儿的血清代谢指纹图谱,探讨中医证候的组学代谢物研究方法。方法 30例风寒郁肺证患儿、30例健康儿童血清进行气相色谱-质谱检测,通过在线分析平台XCMS Online预处理、NIST数据库和已有标准品进行验证、MetaboAnalyst确定差异性代谢物及代谢通路。结果有机酸、氨基酸、脂类等差异性代谢物及代谢通路的确定,能够良好区分风寒郁肺证与健康儿童组。与健康儿童相比,风寒郁肺证患儿血清中丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、牛磺酸、赖氨酸等多种有机酸、氨基酸上调;氨基丁酸、乙醇酸、甘油、1-棕榈酸单甘油酯、胆固醇、葡萄糖等下调,主要涉及丙氨酸、甘氨酸、牛磺酸代谢、氨酰tRNA合成和赖氨酸降解等5条代谢通路异常。结论病毒性肺炎风寒郁肺证存在差异代谢物及代谢通路,这可能与病毒感染导致的机体的多个能量代谢通路相关;代谢组学可为类似中医证候客观化研究提供借鉴。

基于代谢组学方法的小儿肺炎易感性研究

以6个月到6岁肺炎患儿尿液为样本,采用基于气相色谱与质谱联用技术(GC-MS)的代谢组学方法,研究肺炎患儿尿液内源性代谢产物的变化及其易感性的发病机制。收集不同感染次数的肺炎患儿尿液样本,包括正常儿童组29例、单次感染肺炎患儿组35例、多次感染肺炎患儿组31例,分析获得肺炎患儿尿液代谢轮廓;同时对所得数据进行主成分分析(PCA)及偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA)等多元统计分析,综合单因素方差分析及倍数(Fold change,FC)变化分析结果,最终筛选并通过Fiehn-Lib等数据库鉴定丝氨酸、组氨酸、脯氨酸、正亮氨酸、谷氨酰胺、硬脂酸、缬氨酸和异亮氨酸、乳糖醛酸等在正常儿童组与肺炎患儿组之间有代谢差异(p value adjusted by FDR<0.05)且FC>5,吲哚-3-乙酸、肌酸、乙醇胺、甘露糖基甘油酸和果糖在不同感染次数肺炎组之间具有差异性(p value adjusted by FDR<0.05)。实验结果表明,肺炎患儿易感性体质存在差异性代谢物,这些代谢物主要通过氨基酸及糖代谢对肺炎易感性产生影响。

基于代谢组学方法研究生半夏和姜半夏对BeWo细胞的毒性机制

目的通过气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术分析生半夏和姜半夏干预后细胞内代谢物改变,来评价生半夏和姜半夏潜在的发育毒性。方法采用胎盘组织来源的BeWo细胞系构建体外胎盘模型,运用GC-MS检测细胞经生半夏及姜半夏干预后细胞内所含代谢物及其相对含量的变化。结果细胞代谢物中共鉴定出甘氨酸、氨基丙二酸、脯氨酸、葡萄糖、半乳糖、硬脂酸在、肌醇等九种差异性代谢物。结论运用GC-MS代谢组学技术评价半夏及姜半夏的发育毒性具有可行性。

基于GC-MS代谢组学的RSV肺炎小鼠尿液和粪便生物标记物研究

目的通过气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术分析RSV肺炎小鼠尿液和粪便中代谢物的相对含量变化,寻找可协助RSV肺炎诊断的生物标记物。方法 RSV滴鼻感染BALB/c小鼠建立RSV肺炎模型,分别收集小鼠的尿液和粪便,经肟化和衍生化后,运用GC-MS检测尿液和粪便中所含有的代谢物及其相对含量的变化。结果 RSV肺炎小鼠的尿液中共测得38种代谢产物,其中乳酸、丙酸、L-脯氨酸为差异代谢产物(P<0.05);粪便中共测得43种代谢物,其中亮氨酸、天冬氨酸、胱氨酸、酪氨酸、嘧啶有显著差异(P<0.05)。结论运用GC-MS代谢组学技术寻找RSV肺炎小鼠尿液和粪便中的生物标记物具有可行性。

代谢组学在儿科疾病中的应用

儿童期是人类个体生命周期中的起始阶段,儿科疾病有其特有的生理病理机制及诊疗方法。代谢组学通过监测生物体内源性代谢产物的变化来反应机体的生理或病理状态,并发现疾病相关的生物标记物。近年来,代谢组学技术逐渐被应用于儿科疾病,为疾病的预防、诊断和治疗带来新的契机。文章从"治未病"和"治已病"两个角度出发,综述了代谢组学技术在研究儿科疾病生理病理机制中的应用,并提出其应用于儿科疾病证候学研究的设想。

超高效液相色谱-线性离子阱/静电场轨道阱质谱联用技术用于胆道闭锁患儿尿液代谢组学研究

利用超高效液相色谱-线性离子阱/静电场轨道阱质谱联用技术(Ultra-high performance liquid chromatography with linear ion trap-orbitrap mass spectrometry,UHPLC-LTQ/Orbitrap-MS)对胆道闭锁患儿(Biliary atresia,BA)和健康婴儿(Normal control,NC)的尿液进行代谢组学分析,筛选胆道闭锁患儿尿液中的潜在生物标志物。收集了32例胆道闭锁患儿及40例健康婴儿的尿液样本,获得尿液样本的代谢轮廓,通过主成分分析法(Principle component analysis,PCA)及正交偏最小二乘法-判别分析(Orthogonal partial least squares discriminant analysis,OPLS-DA)等多元统计分析,最终筛选并鉴定32种内源性差异代谢物可作为胆道闭锁潜在的生物标记物。涉及丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢,精氨酸和脯氨酸代谢,D-谷氨酸和D-谷氨酰胺代谢,组氨酸代谢,甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢通路紊乱。提示在胆道闭锁过程中伴随广泛的蛋白质代谢紊乱。其中,谷氨酸、L-谷氨酰胺、瓜氨酸、脯氨酸、胍基乙酸、5'-甲硫腺苷、ε-(γ-谷氨酰)-赖氨酸等物质表达差异趋势明显,涉及一系列胆道闭锁相关的病理机制。本研究为了解胆道闭锁的发病机制和早期筛查提供了科学依据。

基于脂质组学探究健脾利湿方对NAFLD小鼠肝脏脂质的调控作用

目的基于LC-MS脂质组学探讨健脾利湿方对非酒精性脂肪肝(NAFLD)小鼠肝脏脂质代谢的调控作用。方法将C57BL/6J小鼠随机分为空白组、模型组、健脾利湿方组3组,每组6只,采用60%高脂饲料饲喂12周诱导NAFLD模型,同时进行给药干预。通过生化指标检测及病理切片进行药效学评估,LC-MS脂质组学检测小鼠肝脏组织脂质变化。结果健脾利湿方改善了HFD诱导的体质量增加,HE、油红染色显示具有肝脏保护作用,可恢复葡萄糖代谢水平。其次,降低了肝脏Fasn、CD36、SCD1、Srebp1c的mRNA水平(P<0.05,P<0.01,P<0.001);此外,脂质组学研究发现,健脾利湿方对肝脏脂质组成存在调控作用。结论健脾利湿方具有降低体质量、调节血糖、保护肝脏的作用,脂质组学研究表明对肝脏脂质组成的调控可能是健脾利湿方治疗NAFLD主要作用机制。

基于高分辨率质谱的金欣口服液治疗小鼠RSV感染的血清脂质组学研究

目的基于UHPLC-Q-Exactive Orbitrap MS高分辨率质谱,观察RSV诱发的肺炎模型小鼠的血清中脂质代谢的变化,分析金欣口服液对RSV肺炎小鼠中脂质代谢紊乱的调节作用,探讨金欣口服液治疗RSV诱发的病毒性肺炎的潜在机制。方法用RSV诱导小鼠病毒性肺炎,灌胃金欣口服液予以治疗,分别采集对照组、模型组、金欣口服液组小鼠的血清样本,提取脂质成分,采用LC-MS分析,采用主成分分析法(PCA)、聚类分析法(CA)等多元统计方法,对小鼠血清脂质代谢轮廓进行分析,同时进行Kruskal–Wallis test以及fold change法进行统计,寻找差异性脂质。结果 RSV感染导致小鼠肺部炎性细胞浸润及不同程度的肺炎,血清中多种脂质代谢物代谢紊乱,具体表现多数PC、PE出现明显上调,金欣口服液均能改善小鼠肺炎症状且显著恢复血清中异常紊乱的脂质。结论 RSV感染可导致小鼠血清中脂质代谢紊乱,而金欣口服液可一定程度恢复RSV模型中代谢紊乱的脂质,提示金欣口服液可通过调节脂质改善RSV诱发的肺炎。

消风宣窍汤对OVA诱导的变应性鼻炎小鼠脾脏代谢特征的作用研究

目的通过对变应性鼻炎(AR)模型小鼠脾脏代谢谱变化的分析,探讨消风宣窍汤对AR的治疗效应和可能机制。方法将60只Balb/c小鼠随机分为对照组、模型组、孟鲁司特钠组、消风宣窍汤组,采用卵白蛋白(OVA)致敏建立小鼠AR模型,将各组脾脏取出,经甲醇提取,肟化和衍生化后,利用GC-MS分析消风宣窍汤干预后对AR小鼠脾脏样本代谢谱的影响。结果AR小鼠的脾脏代谢谱发生显著变化,共鉴定出45种代谢产物发生显著变化,主要涉及苯丙氨酸、乳酸、亮氨酸、β-丙氨酸、苯甲醇、3-羟基丁酸等;消风宣窍汤干预后能够逆转苯甲酸、乙醇胺、甘油-1-磷酸、3-羟基丁酸、苯甲醇、β-丙氨酸、肌苷、天冬氨酸、乳酸、苯丙氨酸、甲醇磷酸盐、O-磷酸乙醇胺、烟酰胺、焦磷酸,而孟鲁司特钠无明显回归趋势。结论AR小鼠脾脏中多种代谢物成分发生变化,消风宣窍汤可通过调控苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成,β-丙氨酸代谢相关的脾脏代谢物,使其趋于回归,从而发挥治疗AR的作用。

肠道菌群与儿童呼吸系统疾病

近年来,随着呼吸系统疾病与肠道菌群相关性研究的增多,中医“肺与大肠相表里”理论和现代医学“肺-肠”轴概念逐渐受到国内外学者的重视。对感染性肺炎、哮喘、过敏性鼻炎等儿童呼吸系统常见病与肠道菌群的相互影响进行了归纳总结,并结合中医药诊治理念及方法为中医理论“肺与大肠相表里”的科学阐释提供参考。

基于代谢组学针灸研究领域的文献计量学分析

目的系统分析基于代谢组学针灸研究领域文献的基本信息、研究内容与研究方向。方法基于文献计量学的方法,检索各数据库建库以来至2017年8月针灸领域应用代谢组学技术的文献,中文数据库:中国知网、维普中文期刊数据库、万方全文数据库、中国生物医学文献数据库;外文数据库:Cochrane library、MEDLINE。使用文献计量学方法对检索出的文献进行归纳与总结。结果纳入文献67篇,其中英文文献11篇,中文文献56篇。文献包括综述类11篇(16.42%)、临床试验32篇(47.76%)、动物实验22篇(32.84%)与实验计划2篇(2.99%)。涉及疾病19种,以消化系统疾病为研究热点共25篇(包含功能性消化不良、肠易激综合征、溃疡性结肠炎等)。代谢组学检测技术主要是核磁共振技术35篇,检测样本主要为血浆28篇。结论代谢组学在中医药领域的应用十分广泛,但使用代谢组学技术分析针灸问题的研究相对较少,且起步较晚。先进的代谢组学技术与传统中医针灸疗法相结合,才能够更加科学的解释针灸的作用机制,促进针灸的科学发展。

基于LC-MS技术的婴幼儿脾虚型迁延性腹泻尿液代谢谱研究

目的:研究婴幼儿迁延性腹泻的尿液代谢谱变化及其发病机制。方法:本研究分为两组,正常对照组30例,脾虚泻组30例,以3个月到3岁婴幼儿尿液为样本,鉴定并分析尿液样本的内源性代谢产物,基于液相色谱-质谱联用技术(LC-MS)的代谢组学方法,通过主成分分析法(PCA)及正交偏最小二乘法-判别分析(OPLS-DA)进行内源性物质分析。结果:最终筛选并鉴定出L-天冬酰胺、苏氨酸、L-色氨酸、L-谷氨酰胺、L-赖氨酸、L-组氨酸、琥珀酸等63个内源性差异性代谢物,涉及苯丙氨酸代谢,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢,组氨酸,精氨酸生物合成的紊乱。结论:迁延性腹泻患儿与正常婴幼儿尿液代谢存在差异,迁延性腹泻过程涉及氨基酸代谢紊乱,为进一步阐释本病的发病机制提供了科学依据。

基于GC-MS的变应性鼻炎小鼠模型粪便代谢特征研究

目的:从粪便代谢组学角度探讨变应性鼻炎(AR)小鼠的发病机制。方法:将30只BALB/c小鼠随机分为正常对照组和模型组,以卵蛋白腹腔注射进行致敏,局部鼻黏膜激发的方法建立BALB/c小鼠AR模型,收集小鼠的粪便,经肟化和衍生化后,运用GC-MS检测粪便中所含有的代谢物及其相对含量的变化。结果:AR小鼠的粪便中共鉴定出698种代谢产物,其中22种为具有显著性差异的代谢物(P<0.05),与之相关的是氨酰基-tRNA生物合成,缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成,缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸降解,甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸等代谢通路。结论:AR小鼠存在差异性代谢物,这些代谢物主要通过氨基酸及脂肪酸代谢对AR产生影响。

基于UPLC-Q-Exactive Orbitrap MS的类风湿性关节炎大鼠脂质代谢紊乱及祖师麻片的干预作用研究

目的采用基于UPLC-Q-Exactive Orbitrap MS的代谢组学方法探索类风湿性关节炎大鼠内源性脂质代谢物在不同病程时期的变化趋势及祖师麻片对差异性代谢物的调控作用。方法采用胶原诱导关节炎(CIA)大鼠模型,分别收集对照组、模型组及祖师麻片[0.6 g/(kg·d)]组大鼠造模前(0 d)及造模后14、21、36 d的血清样本,提取样本中脂质成分,经生物信息学分析鉴定并寻找差异性代谢物,并探讨代谢规律。结果与对照组比较,胶原诱导的CIA大鼠脂质代谢出现明显异常,具体表现为3个酰基肉碱含量显著上升,TG碳链中碳原子个数小于58的TG含量呈现下调趋势,碳原子个数大于58的TG类物质含量显著升高。与模型组比较,祖师麻片对1种磷脂酰丝氨酸、1种神经酰胺、2种酰基肉碱、4种磷脂酰胆碱和4种三酰甘油的代谢水平有很好的调节作用。结论类风湿性关节炎能够引发机体血清中脂质代谢紊乱,祖师麻片对部分脂质代谢物有调控作用。