化學性肝損傷及肝癌的代謝組學研究.pdf

1、肝臟是機體最重要的代謝器官之一，而化學性肝損傷是引發(fā)多種肝臟疾病的重要始動環(huán)節(jié)。因此，針對化學性肝損傷的發(fā)病機制以及藥物干預效應的研究，對慢性肝病的防治具有十分重要的意義。 動物實驗是研究化學誘導急性肝損傷發(fā)病機制的必經(jīng)之路，在研究肝臟疾病發(fā)病機制及抗肝臟疾病藥物的過程中，選擇有科學性、實用性、重現(xiàn)性的肝損傷動物模型的意義亦十分重要。在肝損傷的實驗研究中，四氯化碳(CCl4)誘導的化學性肝損傷和酒精性肝損傷模型是比較常見的兩種動

2、物模型。本課題將利用建立的代謝組學方法，分別對兩種肝損傷模型動物的代謝特征開展研究，并利用代謝組學方法對藥物干預效應進行評價。同時，在動物模型研究的基礎上，本課題進一步嘗試利用代謝組學方法，對臨床原發(fā)性肝癌(PLC)患者的代謝特征進行分析，探索將代謝組學方法應用于臨床疾病機制研究的新思路。 本課題首先建立了基于色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術的肝組織的代謝組學研究方法。在此基礎上，重點考察了CCl4及酒精誘導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CCl4誘導化學性肝損傷的保護作用及其機制。同時，在整體代謝水平上分析了臨床肝癌病人與正常對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間質(zhì)譜(GC/TOFMS)分析的肝組織代謝組學研究方法。針對前者的分析特點，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/水的混合溶劑進行兩步提取。兩種分析方法均經(jīng)方法學驗證表明重復性好、靈敏度高、精密度高，適用于肝組織的快速、高通量檢測。 2.采用ECF衍生、GC/MS分析的代謝組學研究方法，嘗試著從整體代謝水平上考察大鼠在CCl4誘導急性肝損傷過程中尿液及肝組織中內(nèi)源性小分子代謝物譜的變化，并觀察甘利欣預防性給藥對CCl4誘導急性肝損傷的保護作用。結(jié)合多維統(tǒng)計方法，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)分開的相關差異性代謝物，且尿液和肝組織樣本代謝譜所提供的信息相互補充，經(jīng)初步分析CCl4誘導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。 3.以酒精誘導的大鼠急性肝損傷模型為研究對象，采用ECF衍生、GC/MS分析的代謝組學研究方法檢測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的急性肝損傷密切相關。且模型組大鼠尿

6、液及肝組織中部分代謝物的變化趨勢與CCl4誘導的急性肝損傷大鼠的相類似。 4.分別采用ECF衍生尿液的GC/MS及TMS衍生血清的GC/TOFMS方法，對肝癌患者和正常對照人群的尿液及血液進行代謝組學研究，嘗試為肝癌診斷以及肝癌的病理機制理解尋找新的切入點。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，進一步利用監(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照之間尿液和血液代謝輪

7、廓的差異，通過對代謝網(wǎng)絡變化的分析發(fā)現(xiàn)了與肝癌臨床病理相關的代謝通路——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方法的基礎上，應用傳統(tǒng)藥理學指標與代謝組學研究所揭示的生物化學變化相結(jié)合的方法，為CCl4及酒精誘導的大鼠急性肝損傷的機制研究及藥物藥效作用的整體評價提供新的思路和視野；并且發(fā)現(xiàn)代謝組學技術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依據(jù)，非常值得