《新生大鼠坏死性小肠结肠炎肠道内容物非靶向代谢组学研究》

技术简介：

目的 分析新生大鼠坏死性小肠结肠炎(necrotizing enterocolitis,NEC)肠道内容物代谢轮廓的变化和特征,探讨潜在的NEC生物标志物。方法 新生3日龄大鼠均采用特殊配方奶(15 g雀巢早产儿奶粉加入75 ml Pat-Ag幼犬专用奶中配制而成)喂养,随机分为对照组(n＝8)及NEC组(n＝12),NEC组以3次/ d,连续3 d进行4℃冷刺激10 min＋95% N2缺氧10 min诱导建立。造模结束后处死所有大鼠,回结肠部位的肠道内容物以灌流方式取出,冻干后进行基于超高效液相色谱-组合型四级杆Orbitrap质谱仪(UHPLC-QE-MS)的非靶向代谢物检测,并用SIMCA软件对代谢物测定结果进行多元变量统计分析；回肠组织切片进行苏木精-伊红染色并行病理评分。结果 NEC组病理评分显著高于对照组[(3.13±0.83 )分比(0.25±0.46)分,P<0.001],正离子扫描(ESI＋)模式下正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)模型R2(x)＝0.604,R2(y)＝0.583,Q2＝0.960,负离子扫描(ESI

)模式下OPLS-DA模型R2(x)＝0.828,R2(y)＝0.999,Q2＝0.713,对照组和NEC组大鼠肠内容物代谢轮廓存在显著差异。对照组和NEC组之间存在48个差异代谢物,其中ESI－模式筛选出22个差异代谢物,包括L-别异亮氨酸(＋221%)、D-苯丙氨酸(＋230%)、L-组氨酸(＋284%)、黄嘌呤(＋207%)、谷氨酰亮氨酸(＋246%)、阿洛糖(

70%)、肉豆蔻酸(

57%)和十五烷酸(

35%)等；ESI＋模式下筛选出26个差异代谢物,包括鸟氨酸(＋268%)、D-亮氨酸(＋176%)、L-异亮氨酸(＋213%)、乙酰胆碱(＋195%)、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(＋199%)、瓜氨酸(＋158%)、胞嘧啶(

58%)、黄尿酸(

64%)等。差异代谢物进行京都基因与基因组百科全书(KEGG)分析可映射到33条不同的代谢通路,MetaboAnalyst软件的通路富集分析和通路拓扑分析表明精氨酸和脯氨酸代谢通路、组氨酸代谢通路和谷胱甘肽代谢通路在NEC组出现较大扰动。结论 NEC大鼠肠内容物代谢轮廓显著偏离于正常大鼠,以氨基酸蓄积为主要特征,主要涉及精氨酸、脯氨酸、组氨酸和谷胱甘肽代谢通路。检测肠内容物代谢组尤其是氨基酸代谢组对NEC诊断可能有重要意义,改善肠道微环境可能是防治NEC的关键策略。

研发人员：张雯婷;薛鹏;姜春红;周晓鹰;郝武娟;余梦秋;屠文娟