应用基于质谱技术的代谢组学研究肝损伤标志物

论文摘要

肝脏是机体代谢的枢纽,承担了大部分的合成、分解、转化等代谢过程,其中某些酶系和功能是肝脏所特有的,因此,系统研究肝脏损伤后的代谢组变化非常重要。代谢组学主要研究细胞调节过程的终端产物,研究结果能够定量、定性的反映生物体对基因或环境变化的复杂响应,为了解生命奥秘提供了一个新途径。本文将液相色谱-质谱联用技术和化学计量学相结合,整合建立了一个代谢组学的研究平台,并将该平台应用于研究肝损伤的标志物。给Wistar大鼠口服了经典的肝毒性化合物四氯化碳,建立肝毒性模型。在给药前一天和给药后六天内,连续收集了实验动物的尿液和胆汁。采用具有较广泛样品适应性的液相色谱作为分离手段,以高灵敏度、高选择性的质谱作为检测仪器,分析复杂生物样品。在大鼠尿液中找出的病理标志物表明,四氯化碳减缓了大鼠的能量代谢,引起急性肝、肾损伤。大鼠的胆汁排泄也因肝功能受损而减缓,并发现胆汁中卵磷脂的含量有所增加。用代谢组学的研究方法对乙肝病人和正常病人的血清样品进行比对,发现病人血清中的一些组分例如肌酸苷、苏氨酸、酪氨酸和鹅脱氧胆酰甘氨酸等会因为受到病毒感染而浓度升高。实验同时证实临床案例存在很大的个体差异,增加了代谢组学应用于疾病诊断的复杂性。本文通过建立代谢组学平台比较动物模型和人肝损伤的标志物后发现,如果肝实质细胞受损,体内的能量代谢减缓,胆汁酸合成也受影响。本文是代谢组学在肝毒性研究和临床诊断方面应用的另一次尝试。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 缩略语说明
• 第一章 文献综述
• 1.1 代谢组学简介
• 1.1.1 代谢组学的概念
• 1.1.2 代谢组学与系统生物学
• 1.2 代谢组学的研究流程
• 1.2.1 样品的采集和制备
• 1.2.2 分析检测方法
• 1.2.3 数据处理
• 1.2.4 生物标志物的解析
• 1.3 基于核磁共振的代谢组学
• 1.3.1 核磁共振氢谱
• 1.3.2 核磁共振碳谱
• 1.3.3 核磁共振谱的辅助技术
• 1.4 基于质谱的代谢组学
• 1.4.1 气相色谱与质谱联用
• 1.4.2 液相色谱与质谱联用
• 1.4.3 色质联用技术鉴定生物标志物
• 1.5 代谢组学的应用
• 1.5.1 病理机制研究
• 1.5.2 临床诊断
• 1.5.3 新药安全性评价
• 1.6 本课题的研究意义和研究内容
• 1.6.1 本课题的研究意义
• 1.6.2 本课题的研究内容
• 第二章 基于液质联用技术的代谢组学研究平台
• 2.1 XCMS 数据转换方法的评价
• 2.1.1 XCMS 简介
• 2.1.2 考察XCMS 的灵敏度
• 2.2 寻找溴莫普林在大鼠体内的代谢产物
• 2.2.1 动物实验
• 2.2.2 样品处理
• 2.2.3 液质联用分析
• 2.2.4 数据处理
• 2.2.5 实验结果和讨论
• 2.2.6 实验结论
• 2.3 讨论
• 2.3.1 代谢组学样品的处理方法
• 2.3.2 液质联用分析
• 2.3.3 代谢组学数据分析
• 2.3.4 代谢物的鉴定
• 第三章 四氯化碳肝毒性模型大鼠尿液中的肝损伤标志物
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验试剂和材料
• 3.2.2 动物实验
• 3.2.3 尿样处理
• 3.2.4 血清生物化学
• 3.2.5 组织病理学
• 3.2.6 液质联用分析
• 3.2.7 数据分析
• 3.2.8 内源性代谢物的鉴定
• 3.3 实验结果
• 3.3.1 血清生物化学和组织检查
• 3.3.2 大鼠尿样的预处理
• 3.3.3 液质联用分析
• 3.3.4 数据处理
• 3.3.5 解析尿液中的肝损伤标志物
• 3.4 讨论
• 3.4.1 液质联用方法进行代谢组学研究
• 3.4.2 生物标志物解析四氯化碳引发的毒性机制
• 3.4.3 尿液中的生物标志物用于毒理研究
• 第四章 四氯化碳肝毒性模型大鼠胆汁中的肝损伤标志物
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验试剂和材料
• 4.2.2 动物实验
• 4.2.3 胆汁样品处理
• 4.2.4 液质联用分析
• 4.2.5 数据分析
• 4.2.6 内源性代谢物的鉴定
• 4.3 实验结果
• 4.3.1 胆汁的排泄量
• 4.3.2 液质联用分析
• 4.3.3 数据处理
• 4.3.4 解析胆汁中的肝损伤标志物
• 4.4 讨论
• 4.4.1 液质联用分析
• 4.4.2 数据处理
• 4.4.3 解析胆汁中的肝损伤标志物
• 4.4.4 胆汁作为组学研究对象
• 第五章 乙型肝炎病人血清中的肝损伤标志物
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 样品来源
• 5.2.2 样品处理方法
• 5.2.3 液质联用分析
• 5.2.4 数据分析
• 5.3 实验结果
• 5.3.1 液质联用分析
• 5.3.2 数据分析
• 5.3.3 鉴定肝损伤标志物
• 5.3.4 解析血清中的肝损伤标志物
• 5.4 讨论
• 5.4.1 未知代谢物鉴定
• 5.4.2 个体差异与临床诊断
• 5.4.3 比较动物模型和人的肝损伤标志物
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 创新点
• 6.3 展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢