浅论靶标基于多种技术代谢组学策略与运用

论文导读：
摘要：代谢组学是关于定性和定量描述生物体内源性小分子代谢物的整体极为对内因和外因变化应答规律的科学。作为“后基因组学”时代的一门新兴学科和技术,代谢组学已广泛运用于生命科学相关领域。本文建立了基于1H核磁共振(1HNMR)、高分离度快速分离液相色谱(RRLC)从及高效液相色谱-质谱(HPLC-MS)的代谢组学探讨办法,并将这些办法运用于Arthus反应疾病病理机制探讨、肿瘤诊断相关标志物的筛选和纳米材料的毒性机制探讨中。本文的主要探讨内容包括从下几个方面：1.建立了2,4-二硝基氟苯(DNFB)柱前衍生化RRLC同时测定大鼠和人血清中23种氨基酸的分析办法。RRLC分离采取Agilent Zorbax Ecppse Plus C18(4.6mm×50mm,1.8μm)反相色谱柱,柱温45℃,流动相采取乙腈-甲醇-10mmol·L-1乙酸铵溶液梯度洗脱,流速1.5mL·min-1.进样量5μL,紫外检测波长360nm。23种氨基酸在10min内可达到良好分离,浓度分别在1～500μmol·L-1范围内线性联系良好(r0.9962),定量下限为1μmol·L-1,日内、日间RSD值分别在0.32%～3.09%和0.67%～5.82%之间。将建立的办法用于大鼠和人血清中23种氨基酸的同时测定,回收率分别在90.8%～106.0%和88.2%～106.4%之间,RSD值分别在1.8%～4.7%和1.4%～8.5%之间。2.使用基于1HNMR的代谢指纹谱和RRLC的氨基酸靶标分析结合多变量数据处理办法对Arthus反应大鼠的体内代谢特征进行了探讨,得到了几点互补信息。将采集的血清和尿液样本进行1HNMR分析,分别发现17个和16个与疾病密切相关的代谢物；血清样本RRLC氨基酸靶标分析发现8个与疾病密切相关的氨基酸。去除共同的代谢物,采取两种代谢组学分析方式,在Arthus反应大鼠血清和尿液鉴别到35个与疾病密切相关的特点性代谢物。结果显示,Arthus反应已经引起显著的肝、肾功能损伤,且伴随多条代谢途径的紊乱,如三羧酸循环(TAC)、肠道菌群代谢、脂质和细胞膜代谢、葡萄糖代谢、脂肪酸β-氧化、氨基酸代谢从及酮体的生成和分解等。3.分别建立基于1HNMR和RRLC互补的代谢指纹谱分析办法和氨基酸靶标分析办法,考察25例食管癌患者和25例正常健康人血清的代谢组学差别,进而寻找与食管癌发生、进展密切相关的生物标志物群。结合OPLS-DA对检测数据进行方式识别,结果显示采取两种分析方式均能清晰地区分食管癌患者和正常对照血清,说明相对于正常人而言,食管癌患者的血清代谢谱发生显著转变,并有统计学作用。基于RRLC的氨基酸靶标分析对于食管癌患者和正常健康人之间的区分能力要稍好于基于1HNMR的代谢指纹谱分析,说明代谢物靶标分析定量准确、特异性强,可从作为代谢指纹谱分析的有利补充,在代谢组学探讨中具有很广阔的运用前景。本探讨共发现19个内源性小分子代谢物在食管癌患者与正常健康人血清中的含量有着明显性差别,提示这些代谢物的异常可能与食管癌患者体内的代谢紊乱有着密切联系,即为潜在的肿瘤生物标志物。通过代谢途径探讨发现,与正常人相比,食管癌患者体内多条代谢途径如糖酵解、脂质代谢、能量代谢、酮体的生成和分解、三羧酸循环从及氨基酸代谢等均发生了不同程度的紊乱。4.采取1HNMR代谢指纹谱分析和RRLC氨基酸靶标分析办法并结合多变量数据处理办法,开展了25例肺癌患者和25例正常健康人血清样品的代谢组学探讨。结果显示,两种分析方式均能很好地区分肺癌患者和正常健康人,肺癌患者和正常健康人的血清代谢谱有着显著差别,说明肺癌患者体内的生物代谢通路发生了一定的转变。本探讨共发现15个内源性小分子代谢物在肺癌患者与正常健康人血清中的含量有着明显性差别。对差别代谢物的生物代谢路径进行分析发现,肺癌患者的糖酵解代谢明显增多,另外,脂质代谢、氨基酸代谢、酮体的合成和分解等代谢通路均发生不同程度的紊乱。5.建立了基于HPLC-MS技术的代谢组学探讨办法对表面包裹聚乙二醇(PEG)的ZnO量子点染毒大鼠的血清和尿液进行分析,以生物体整体代谢水平研究了ZnO量子点的生物学效应(毒性)。雄性SD大鼠经尾静脉注射一次染毒1和10mg/kg ZnO QDs-PEG生理盐水溶液后24和72h,采取X论文导读：
CMS onpne分析其血清和尿液的HPLC-MS代谢谱变化。结果表明,1和10mg/kg ZnO QDs-PEG染毒组大鼠染毒后24、72h的血清和尿液代谢谱与正常对照组相比有着显著差别,没有与组织结构及功能严重受损相关的代谢物发现,说明表面包裹PEG的ZnO量子点毒性较小,不会导致显著的机体组织功能损伤,但引起了轻微的代谢紊乱。关键词：代谢指纹谱分析论文代谢物靶标分析论文生物标志物论文
本论文由www.7ctime.com,需要可从关系人员哦。中文摘要3-5
Abstract5-11
第一章 综述11-39

1.1 代谢组学概述11-14

1.1 代谢组学的定义11

1.2 代谢组学的探讨层次11-12

1.3 代谢组学与其它组学的关系、区别和特征12-14

1.2 代谢组学的探讨办法14-25

1.2.1 样品采集和制备14-16

1.2.2 样品分析与检测16-20

1.2.3 数据处理办法20-23

1.2.4 数据处理办法23-25

1.3 代谢组学的运用25-31

1.3.1 代谢组学在自身免疫性疾病探讨中的运用25-26

1.3.2 代谢组学在恶性肿瘤探讨中的运用26-28

1.3.3 代谢组学在纳米材料毒性探讨中的运用28-31

1.4 展望31-32

参考文献32-39
第二章 基于RRLC的代谢组学探讨办法的建立39-57

2.1 引言39-40

2.2 仪器与试剂40-41

2.1 试剂40

2.2 仪器40-41

2.3 实验办法41-47

2.3.1 溶液制备41

2.3.2 血清样品处理及衍生化反应41-42

2.3.3 色谱条件42

2.3.4 办法学考察42-46

2.3.5 样品测定46-47

2.4 讨论47-52

2.4.1 衍生化条件的优化47-50

2.4.2 色谱条件的优化50-52

2.5 结论52-53

参考文献53-57
第三章 大鼠Arthus反应的代谢组学探讨57-82

3.1 引言57

3.2 动物、试剂与仪器57-58

3.

2.1 动物57-58

3.

2.2 试剂58

3.

2.3 仪器58

3.3 动物造模、样品采集与模型验证58-59

3.1 动物分组与造模58-59

3.2 样品采集59

3.3 模型验证59

3.4 代谢组学探讨59-61

3.4.1 ~1H NMR分析59-60

3.4.2 RRLC分析血清中23种氨基酸60

3.4.3 多元数据分析60-61

3.5 实验结果61-71

3.5.1 动物模型验证61-62

3.5.2 ~1H NMR代谢组学探讨62-66

3.5.3 RRLC氨基酸谱分析66-68

3.5.4 Arthus反应大鼠生物代谢标志物的确定68-71

3.6 讨论71-77

3.6.1 Arthus反应组大鼠血清中相关代谢物含量的变化71-75

3.6.2 Arthus反应组大鼠尿液中相关代谢物含量的变化75-77

3.6.3 血清和尿液中相关代谢物变化的对比77

3.6.4 两种代谢组学分析方式的对比77

3.7 结论77-79

参考文献79-82
第四章 食管癌患者血清的代谢组学探讨82-101

4.1 引言82-83

4.2 材料与办法83-84

4.

2.1 样本的采集83

4.

2.2 试剂83

4.

2.3 仪器83-84

4.3 代谢组学探讨84-85
4.

3.1 ~1H NMR分析84

4.

3.2 RRLC分析血清中23种氨基酸84

4.

3.3 多元数据分析84-85

4.4 实验结果85-93

4.1 ~1H NMR检测结果85-89

4.2 RRLC分析结果89-93

4.5 讨论93-97

4.6 结论97-98

参考文献98-101
第五章 肺癌患者血清的代谢组学探讨101-116

5.1 引言101-102

5.2 材料与办法102-103

5.

2.1 样本的采集102

5.

2.2 试剂102

5.

2.3 仪器102-103

5.3 代谢组学探讨103
5.

3.1 ~1H NMR分析103

5.

3.2 RRLC分析血清中23种氨基酸103

5.

3.3 多元数据分析103

5.4 实验结果103-109
5.

4.1 ~1H NMR检测结果103-106

5.

4.2 RRLC分析结果106-109

5.5 讨论1论文导读：分析120-1216.4.2血清和尿液的代谢组学分析121-1256.5结论125-126参考文献126-128在学期间探讨成果128-129致谢129上一页123
09-112

5.6 结论112-113

参考文献113-116
第六章 基于HPLC-MS技术的代谢组学探讨ZnO量子点毒性机制116-128

6.1 试剂与仪器116-117

6.2 试剂与仪器117

6.

2.1 试剂117

6.

2.2 仪器117

6.3 代谢组学探讨117-120
6.

3.1 ZnO量子点的制备及表征117-118

6.

3.2 动物染毒与样品采集118

6.

3.3 样品处理118

6.

3.4 色谱质谱条件118-119

6.

3.5 数据处理119-120

6.4 实验结果与讨论120-125
6.

4.1 数据的可靠性评价分析120-121

6.

4.2 血清和尿液的代谢组学分析121-125

6.5 结论125-126
参考文献126-128
在学期间探讨成果128-129
致谢129