基于UPLC-Q-TOF-MS的血清代謝組學技術研究二甲雙胍對健康人體的作用.pdf

1、二甲雙胍是2型糖尿病的基礎用藥，其作用機制尚不完全清楚。多數(shù)觀點認為，二甲雙胍作用于AMPK，使脂肪組織中激素敏感性脂肪酶的活性降低，肝臟相關酶的表達亦降低，同時作用于肌肉組織使葡萄糖的轉運增強，最終發(fā)揮降低游離脂肪酸、降低血脂和降低血糖的作用。近年來，越來越多的證據(jù)表明二甲雙胍具有抗炎、抗腫瘤、抗衰老等多種生物學效應。其作用機制受到了越來越多的關注。由于二甲雙胍的作用范圍廣，帶有一定的系統(tǒng)性，故應當從機體整體層面說明二甲雙胍的廣泛效應

2、。代謝組學（metabolomics or metabonomics）是近年來系統(tǒng)生物學中發(fā)展起來的一門新興學科，主要通過高通量、高靈敏度的現(xiàn)代分析技術，分析生物體中的所有代謝產物（包括內源性和外源性），反映出這些代謝物復雜、動態(tài)的變化，揭示和解析藥物作用的通路。代謝組學現(xiàn)已成為分析藥物代謝通路變化的重要工具，尤其是在藥物作用機制方面研究的應用日趨廣泛。
　　目的：
　　本實驗利用高靈敏、高準確性、高分離度，快速、自動化的U

3、PLC/Q-TOF-MS代謝組學的研究平臺，對服用二甲雙胍的志愿者和健康人群的血清標本進行代謝組學分析，分析二甲雙胍進入健康人體后其血清代謝物水平上的變化，從中尋找可能的差異性代謝物。為尋找二甲雙胍的作用機制提供依據(jù)。
　　方法：
　　本實驗采用UPLC/Q-TOF-MS的研究平臺，探討短期二甲雙胍組（n=18，服用二甲雙胍4h）和長期二甲雙胍組（n=18，服用二甲雙胍72h）以及對照組（n=36，未服用二甲雙胍）血清代謝物

4、的差別。通過MarkerView v1.2.1軟件對實驗原始數(shù)據(jù)進行提取和歸一化處理，運用SIMCA-P13.0軟件進行主成分分析（PCA），采用PCA模型區(qū)別樣本總體性的差異，從整體上初步了解組間的分組情況。利用正交偏最小二乘法判別分析（OPLS-DA）建立統(tǒng)計模型，進一步分析樣本間的差異。根據(jù)OPLS-DA模型變量重要投影（VIP），篩選出VIP大于1的變量，同時結合SPSS非參數(shù)檢驗篩選出差異代謝物。
　　結果：
　　

5、經PCA和OPLS-DA分析后與健康人群相比，服用二甲雙胍后4h組中，有16種代謝性差異物被鑒定出來，水平增長的有：神經酰胺（ D18:0/16:0）（ Cer(d18:0/16:0)），神經酰胺（ D18:0/14:0）（ Cer(d18:0/14:0)），神經酰胺（D18:0/12:0）（Cer(d18:0/12:0)），植物鞘氨醇（ phytosphingosine），棕櫚酰胺（ palmitic amide）， phenylal

6、anylphenylalanine，肌酐（creatinine）,石膽酸（allolithocholic acid），8,9-DiHETrE，14,15-DiHETrE，3beta-hydroxypregn-5-en-20-onesulfate，十六酰胺乙醇（palmitoleoyl ethanolamide），L-乙酰肉堿（L-acetyl carnitine），L-肉堿（L-carnitine）；水平降低的有：D-葡萄糖（D-glu

7、cose）， o-酪氨酸（o-tyrosine）。在二甲雙胍服用72h組中，18種代謝性差異物被發(fā)現(xiàn)，水平增加的有神經酰胺（D18:0/16:0）（Cer(d18:0/16:0)），神經酰胺（D18:0/14:0）（Cer(d18:0/14:0)），神經酰胺（D18:0/12:0)（ Cer(d18:0/12:0)），α-亞麻酸（α-linolenic acid），花生四烯酸（arachidonate），植物鞘氨醇（phytosphin

8、gosine），甜菜堿（betaine），膽堿（ choline），棕櫚酰胺（ palmitic amide），8,9- DiHETrE，14,15-DiHETrE，12-oxo-20-trihydroxy-leukotriene B4，白三烯 F4（leukotriene F4），10,11-dihydro-12-oxo-LTB4，硼酸（bovinic acid）， L-肉堿（L-carnitine），3-甲基吲哚（3-Methyli