化學(xué)性肝損傷及肝癌的代謝組學(xué)研究.pdf

1、肝臟是機(jī)體最重要的代謝器官之一，而化學(xué)性肝損傷是引發(fā)多種肝臟疾病的重要始動(dòng)環(huán)節(jié)。因此，針對(duì)化學(xué)性肝損傷的發(fā)病機(jī)制以及藥物干預(yù)效應(yīng)的研究，對(duì)慢性肝病的防治具有十分重要的意義。 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)是研究化學(xué)誘導(dǎo)急性肝損傷發(fā)病機(jī)制的必經(jīng)之路，在研究肝臟疾病發(fā)病機(jī)制及抗肝臟疾病藥物的過(guò)程中，選擇有科學(xué)性、實(shí)用性、重現(xiàn)性的肝損傷動(dòng)物模型的意義亦十分重要。在肝損傷的實(shí)驗(yàn)研究中，四氯化碳(CCl4)誘導(dǎo)的化學(xué)性肝損傷和酒精性肝損傷模型是比較常見(jiàn)的兩種動(dòng)

2、物模型。本課題將利用建立的代謝組學(xué)方法，分別對(duì)兩種肝損傷模型動(dòng)物的代謝特征開(kāi)展研究，并利用代謝組學(xué)方法對(duì)藥物干預(yù)效應(yīng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。同時(shí)，在動(dòng)物模型研究的基礎(chǔ)上，本課題進(jìn)一步嘗試?yán)么x組學(xué)方法，對(duì)臨床原發(fā)性肝癌(PLC)患者的代謝特征進(jìn)行分析，探索將代謝組學(xué)方法應(yīng)用于臨床疾病機(jī)制研究的新思路。 本課題首先建立了基于色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的肝組織的代謝組學(xué)研究方法。在此基礎(chǔ)上，重點(diǎn)考察了CCl4及酒精誘導(dǎo)的急性肝損傷大鼠尿液及肝組織的代謝譜

3、變化，并從代謝水平觀察甘利欣對(duì)CCl4誘導(dǎo)化學(xué)性肝損傷的保護(hù)作用及其機(jī)制。同時(shí)，在整體代謝水平上分析了臨床肝癌病人與正常對(duì)照人群的代謝譜差異。本課題的主要內(nèi)容和結(jié)果如下： 1.建立了基于氯甲酸乙酯衍生化(ECF)的氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用(GC/MS)分析以及基于三甲基硅烷(TMS)衍生的氣相色譜飛行時(shí)間質(zhì)譜(GC/TOFMS)分析的肝組織代謝組學(xué)研究方法。針對(duì)前者的分析特點(diǎn)，采用高氯酸乙醇兩步提取法提取肝組織中的小分子內(nèi)源性代謝物，后

4、者采用氯仿/甲醇/水的混合溶劑進(jìn)行兩步提取。兩種分析方法均經(jīng)方法學(xué)驗(yàn)證表明重復(fù)性好、靈敏度高、精密度高，適用于肝組織的快速、高通量檢測(cè)。 2.采用ECF衍生、GC/MS分析的代謝組學(xué)研究方法，嘗試著從整體代謝水平上考察大鼠在CCl4誘導(dǎo)急性肝損傷過(guò)程中尿液及肝組織中內(nèi)源性小分子代謝物譜的變化，并觀察甘利欣預(yù)防性給藥對(duì)CCl4誘導(dǎo)急性肝損傷的保護(hù)作用。結(jié)合多維統(tǒng)計(jì)方法，發(fā)現(xiàn)肝損傷大鼠尿液和肝組織樣本中小分子內(nèi)源性代謝物發(fā)生了明顯變

5、化，并找到使得正常組和模型組區(qū)分開(kāi)的相關(guān)差異性代謝物，且尿液和肝組織樣本代謝譜所提供的信息相互補(bǔ)充，經(jīng)初步分析CCl4誘導(dǎo)的急性肝損傷與三羧酸循環(huán)、部分氨基酸代謝等高度相關(guān)。 3.以酒精誘導(dǎo)的大鼠急性肝損傷模型為研究對(duì)象，采用ECF衍生、GC/MS分析的代謝組學(xué)研究方法檢測(cè)了大鼠尿液及肝組織中內(nèi)源性小分子代謝物譜的模式變化情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)蛋氨酸代謝、三羧酸循環(huán)及脂肪酸代謝等代謝通路變化與酒精誘導(dǎo)的急性肝損傷密切相關(guān)。且模型組大鼠尿

6、液及肝組織中部分代謝物的變化趨勢(shì)與CCl4誘導(dǎo)的急性肝損傷大鼠的相類(lèi)似。 4.分別采用ECF衍生尿液的GC/MS及TMS衍生血清的GC/TOFMS方法，對(duì)肝癌患者和正常對(duì)照人群的尿液及血液進(jìn)行代謝組學(xué)研究，嘗試為肝癌診斷以及肝癌的病理機(jī)制理解尋找新的切入點(diǎn)。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，正常人與肝癌患者尿液和血液的代謝譜均有分離趨勢(shì)，進(jìn)一步利用監(jiān)督的正交偏最小方差判別分析(OPLS-DA)方法能清晰地觀察到肝癌患者與正常對(duì)照之間尿液和血液代謝輪

7、廓的差異，通過(guò)對(duì)代謝網(wǎng)絡(luò)變化的分析發(fā)現(xiàn)了與肝癌臨床病理相關(guān)的代謝通路——能量代謝、苯丙氨酸、色氨酸、糖代謝以及一些其它的氨基酸代謝的變化。 本課題在建立肝組織代謝組學(xué)方法的基礎(chǔ)上，應(yīng)用傳統(tǒng)藥理學(xué)指標(biāo)與代謝組學(xué)研究所揭示的生物化學(xué)變化相結(jié)合的方法，為CCl4及酒精誘導(dǎo)的大鼠急性肝損傷的機(jī)制研究及藥物藥效作用的整體評(píng)價(jià)提供新的思路和視野；并且發(fā)現(xiàn)代謝組學(xué)技術(shù)在肝癌的早期診斷甚至分期上有很大的潛力，可以為臨床診斷提供科學(xué)依據(jù)，非常值得