基于代谢组学考察京尼平苷对慢性酒精中毒大鼠的神经保护作用

目的:利用代谢组学技术发现慢性酒精中毒相关的生物标志物,并以标记物为参数评价京尼平苷的神经保护作用,为慢性酒精中毒的诊断和治疗提供参考。方法:采用50%乙醇按8 mL·kg^(-1)连续灌胃14 d,再递增为12 mL·kg^(-1)连续灌胃21 d建立慢性酒精中毒大鼠模型;同时,通过连续灌胃给予京尼平苷(15 mg·kg^(-1))35 d进行干预治疗。采集大鼠脑及肝组织进行组织病理形态学及生化指标检测。收集尿液并采用超高效液相色谱-四级杆-飞行时间-串联质谱法(UPLC-Q-TOF-MS)进行代谢组学分析,色谱条件为ACQUITY UPLC;HSS T3色谱柱(2.1 mm×100 mm,1.8μm),流动相0.1%甲酸乙腈溶液(A)-0.1%甲酸水溶液(B)梯度洗脱(0~2.5 min,1%~11%A;2.5~4.5 min,11%~21%A;4.5~7.0 min,21%~40%A;7.0~8.5 min,40%~99%A;8.5~10.5 min,99%A;10.5~10.6 min,99%~1%A;10.6~13.0 min,1%A),流速0.4 mL·min;质谱条件为电喷雾离子源(ESI),正、负离子模式,扫描范围m/z 50~1 200。所得数据利用Progenesis QI 2.0及MassLynx 4.1软件进行分析,通过元素组成及二级碎片与人类代谢组数据库(HMDB)进行匹配来鉴定生物标记物。结果:病理结果显示,在模型复制第35天,与模型组比较,京尼平苷组的脑组织皮层神经元所呈现的排列紊乱、细胞核固缩和深染、细胞膜边界模糊的坏死状态得到明显改善。生化指标结果显示,京尼平苷能提高谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性,降低乙酰胆碱酯酶(AChE)活性,降低β-内啡肽(β-EP)和丙二醛(MDA)的水平。代谢组学结果显示,在模型组大鼠尿液中共鉴定48个慢性酒精中毒生物标志物,涉及色氨酸代谢、嘧啶代谢、苯丙氨酸代谢、戊糖和葡萄糖醛酸的相互转换、抗坏血酸和醛酸代谢、甾体激素生物合成、嘌呤代谢7个代谢途径,其中主要为色氨酸代谢的5-羟色胺途径。结论:慢性酒精中毒神经损伤相关的生物标志物主要源于5-羟色胺代谢途径。京尼平苷能够对该途径进行调节,从而改善脑内氧化应激状态发挥神经保护作用。