利用毒理基因组和代谢组学技术研究Z24的毒理机制

利用毒理基因组和代谢组学技术研究Z24的毒理机制

王全军[1]2004年在《利用毒理基因组和代谢组学技术研究Z24的毒理机制》文中研究说明现代药物学研究不但在应用新技术如计算机辅助设计、药物组合化学和活性筛选技术上发生了巨大的进步,而且在药物研究思路上也发生了重大的转变。过去、只在药物研发后期的临床前和临床阶段才进行药物毒理学评价和研究;现在,为了尽早发现和淘汰因毒性问题而不适于继续研发的化合物,指导合成更安全的同类化合物,大多数制药公司在新药发现阶段即对新化合物实体(NCEs)进行毒理学与药理学、药效学、药代学相结合的筛选和优化。通过综合分析药效学、药代学及毒理学的各项指标,评价系列NCEs的研发前景,从中选出候选新药进行后续研究或作进一步的结构优化改造,形成了发现毒理学这一学科。发现毒理学的研究思路是将药物毒性优化筛选和评价贯穿于新药发现、临床前安全性评价和临床安全性评价的整个过程中,以达到加快药物研发进程、降低药物研发费用、提高研发成功率的目的。发现毒理学的主要技术之一为现代组学(‘-omics’)技术(如基因组学和代谢组学技术),用于研究先导化合物的毒作用机制,确定与毒作用相关的生物标志物,从全局观点分析生物体在生理、病理及毒理状态下发生的各种动态变化过程。基因组学技术是在基因水平上根据机体基因表达的变化研究和预测药物潜在的毒性作用。代谢组学技术则是利用核磁共振仪等仪器测定生物体液和组织提取液中的内源性代谢产物,通过分析生物体液或组织中代谢产物谱的变化,研究机体整体生物学状况和功能调节。通过代谢组研究可以进行药物毒性筛选,毒性靶器官和毒性发生、发展和恢复过程中生物标志物的研究。Z24系列化合物由本所李松研究员等正在研发的1类新型抗癌药,其主要作用靶点为血管内皮生长因子(VEGF)和Bcl-2。本研究课题采用毒理基因组和代 军事医学科学院博卜论文谢组学技术、生物信息学的手段,对224的毒性作用机制做了初步的研究,探讨了基因组和代谢组学技术在药物毒性研究中的应用,取得了如下结果。第一章利用毒理基因组技术研究224肝毒性的作用机制第1节224系列化合物的一般毒性筛选研究 采用MTT比色法和上下法对224系列化合物进行毒性筛选,结合此系列化合物药理、药代活性的比较,最终选定毒性小,药理、药代活性较好的224作为候选药物进行毒理作用机制研究。第2节224肝脏毒性的评价 小鼠经口给予。、40、80、120m叭9 22430天后,采集血浆进行血液生化测定,处死小鼠采集脏器进行病理检查实验。结果12om叭g剂量组血浆生化指标AST、ALT、Thn分别升高了97%、281%、178%;病理检查发现80和120m留kg剂量组224对小鼠肝脏造成不同程度的损伤。第3节利用基因芯片分析224肝毒性的作用机制 HePGZ细胞体外染毒0.248(ICZ。)和0.78 mM(ICS。)224 24h后,收集细胞并提取mRNA,cy3和cys荧光标一记后与基因芯片杂交,根据信号的变化确定发生改变的基因:结果表明在0.248mM浓度情况下有15个基因发生显着(两倍以上)的变化,0.78 mM 224浓度下发生改变的基因数增加到244个,其中有6个基因在两种浓度情况下都发生较为一致的改变。对发生改变的基因聚类分析结果发现,差异表达基因主要为与肝脏再生,细胞周期和分化,细胞凋亡,肿瘤和能量、脂肪和氨基酸代谢及某些疾病有关的基因。利用BLAST软件对差异表达基因的mRNA和蛋白质序列和KEGG和CSNDB数据库中的基因进行序列比对分析发现,224的毒性作用与死亡受体(DR)介导的信号途径和细胞能量代谢途径(如糖酵解)有关。据此预测224的肝脏毒性作用机制可能为诱导DR所介导的细胞凋亡和机体能量代谢障碍。第4节基因芯片实验结果的验证 光、电镜细胞形态分析表明0.248mM和0.786mM 224体外染毒24h后,HePGZ细胞呈现明显的凋亡形态;蛋白质westem印迹检测发现224处理后HepGZ细胞easpase3、DR4、CytC和哪一Kb的表达增高,Bel一xl表达降低。此外,在一定浓度下224处理HePGZ细胞24h能诱导细胞断片化水平升高;同时,casPase工抑制剂和caspase3抑制剂可阻断224所引起的DNA断片化。由此可见:224能够引起HePGZ细胞凋亡,凋亡的发生与casPase酶的激活有关。另一方面,活体免疫组织化学检测发现小鼠经口给予224 30天后,肝脏DR4、Caspase3和T毛〕NEL表达水平呈现明显的剂量依赖性增加。上述体内外实验结果 军事医学科学院博卜论文表明:224的肝脏毒性与DR信号途径所介导的细胞凋亡有关,与基因芯片实验的预测一致。第二章利用代谢组学技术研究224的毒理机制第1节典型肝毒物与224肝脏毒性的代谢组学研究 20只Wistar大鼠随机分为4组,每组5只,收集24h尿液后分别单次给予Zoomg/kg 224(灌胃)、500mg/kg对乙酞氨基酚(””)(腹腔注射)、6Omg/kg氯丙嗦(CpZ)(灌胃)和饮用水(灌胃)。给药后24h、48h、96h等分别收集尿液,测定尿液’H NMR谱进行代谢组学研究。同时测定以下血浆生化指标:ALT、AST、ALP、Crea、BUN、CK、ALB、GLU和TBil。结果表明单次给药224、AP”和CPZ的代谢组轨迹都能够明显地与对照组代谢组的轨迹

王全军, 吴纯启, 廖明阳[2]2004年在《利用基因组与代谢组学技术研究Z24的毒性作用机制》文中进行了进一步梳理近年来,国外的生物医学研究逐步从局部研究转向从全局观点分析生物体在生理、病理、药理及毒理状态下发生的各种动态变化过程;形成了以基因组学,蛋白质组学及代谢组学为代表的现代“组学”分析技术。其中基因组学技术和代谢组学技术在研究药物毒性及毒作用机制研究中具有重要的作用。基因组技术在基因水平上根据机体基因表

王全军, 吴纯启, 颜贤忠, 赵剑宇, 余寿忠[3]2006年在《对乙酰氨基酚、氯丙嗪和Z24对Wistar大鼠尿液代谢组学轨迹的研究》文中提出代谢组学(metabonomics)是目前继基因组学、蛋白质组学后发展起来的一门学科。代谢组学技术主要是通过现代化学的仪器分析技术检测机体整个代谢产物谱的变化,并通过多元统计分析方法研究整体的生物学功能状况。与基因组学和蛋白质组学相比,代谢组学技术更能够描述药物引起的毒性机制以及毒性发生的时间关系,更适合应用于药物的毒性筛选。对乙酰氨基酚(APAP)和氯丙嗪(CPZ)都是临床常用药物,两者虽对实验动物和人均具有肝脏毒性,但作用机制各不相同。Z24为新近开发的全新结构的抗肿瘤药物,本实验室的初步研究表明Z24也具有肝脏毒性,其毒理作用机制主要是通过阻断Bcl-xl的表达而激活DR 所介导的信号途径而使肝细胞发生凋亡而产生毒性作用。本文以肝脏毒性药物APAP,CPZ和 Z24为目标化合物研究不同毒性作用机制药物代谢组改变的特点和规律,探求代谢组学技术在药物毒理研究、药物毒性筛选中应用的可操作性。方法:APAP,CPZ和Z24以毒性作用剂量对Wistar大鼠单次染毒,分别于染毒前24h,染毒后24h、48h、96h代谢笼收集24h尿液,测定1H NMR谱。结果:与对照组相比,在毒性剂量下APAP、CPZ和Z24产生了有别于对照组的代谢轨迹,并且不同肝脏毒性机制的APAP,CPZ和Z24药物的代谢组轨迹也各不相同。结论:使用代谢组学技术能够区分不同毒性作用机制的药物,代谢组学可以应用到药物毒性筛选中。

高岗[4]2009年在《肾虚证代谢组学及六味地黄汤的干预研究》文中提出代谢组学技术的发展为中国传统医药学的现代化研究提供了一种选择,将代谢组学技术应用到中医证候诊断和复方中药药效评价方面具有广阔的前景。本课题将代谢组学的方法应用于中医药的研究,以中医中常见的肾虚证作为研究对象,通过高剂量氢化可的松诱导的大鼠建立模型,选择六味地黄方作为干预的复方中药,分别应用NMR,LC-MSn,LC-TOF/MS,GC-MS对大鼠尿液和血浆样品进行分析,结合模式识别方法进行分类和寻找标记物,并解释代谢物的可能代谢途径。首先,选择NMR分析技术结合多变量统计分析的代谢组学方法研究肾虚症大鼠、正常大鼠和复方中药六味地黄汤(LWDHT)干预的肾虚模型大鼠(LWDHT大鼠)尿液成分谱的变化。使用氢化可的松诱导wistar大鼠建立肾虚模型,NMR分析对照组、模型组和LWDHT组大鼠的尿液,使用主成分分析(PCA)和偏最小二乘判别分析(PLS-DA)处理图谱数据,寻找标记物,并解释代谢产物的变化,相关代谢通路或代谢网络的变化。对模型组和空白组,LWDHT组叁个组别进行模式识别,结果显示叁组之间可以实现分类,模型组大鼠与对照组比较,显示肾虚证大鼠机体在高剂量的氢化可的松诱导下,迅速进入了一个“机能亢进”的状态,这种对于能量和免疫系统的“过消耗”最后导致大鼠进入“耗竭”状态,在这个过程中,相关代谢通路发生了显着变化,肌氨酸酐(creatinine,δ4.05,3.04)等的共振峰相对积分面积增高,而二甲胺( dimethylamine,δ2.718 ),天冬氨酸( asparaginic acid,δ2.831 )牛黄酸(taurine,δ3.44,3.28),马尿酸(hippurate,δ7.84,7.56,3.97)等的相对积分面积则明显下降,这预示着糖皮质激素可能引起了肾上腺皮质分泌功能的损害。模型大鼠尿液的肌氨酸酐含量的增加,提示着肾虚与肾功能异常是密切相关的。琥珀酸(succinate,δ2.41)是叁羧酸循环能量代谢及糖酵解的中间产物,其含量的降低,通常是由于线粒体功能紊乱引起。实验中LWDHT组的聚类点群位置处于模型组和空白组之间,显示LWDHT出对肾虚证大鼠具有修复代谢的作用。同时也应用NMR方法分析了叁个组别大鼠的血浆,结合主成分分析和偏最小二乘判别分析,叁个组别可以聚类分类,对于引起叁个不同的代谢模式下大鼠血浆分类的标记成分进行鉴别,并对其代谢作出可能的解释。结果显示模型组的大鼠的血浆中的酪氨酸(tyrosine,δ3.18,6.88)含量有所增加,这可能是由于氢化可的松诱导加速了儿茶酚胺类物质的生物合成。模型组大鼠血浆中的葡萄糖和乳糖水平有所上升,结合生糖氨基酸丙氨酸浓度的升高,表明氢化可的松干预后大鼠代谢发生变化,糖酵解,糖异生的过程加强。柠檬酸(citric acid,δ2.53,2.72),琥珀酸(succinate,δ2.41)是叁羧酸循环能量代谢及糖酵解的中间产物,其含量的降低,通常是由于线粒体功能紊乱引起。其次应用LC-MSn分析技术结合多变量统计分析的代谢组学方法研究肾虚症大鼠、正常大鼠、LWDHT大鼠尿液的组成成分谱的变化。LC-MSn分析叁个组别的尿液,使用化学计量学处理图谱数据。分别使用主成分分析(PCA),自组织映射网络(SOM),模糊聚类(Fussy classify)叁种模式识别方法,叁个组别可以实现分类。显示了不同的模式识别技术对于代谢组学的后期数据处理各自具有独特的优势。再次应用基于LC-TOF/MS分析技术结合多变量统计分析的代谢组学方法研究肾虚症大鼠、正常大鼠、LWDHT干预大鼠尿液成分谱的变化,LC-TOF/MS分析对照组,模型组和LWDHT干预组大鼠的尿液,结合PCA和PLS-DA模式识别,寻找标记物,并解释标记物归属及代谢通路或代谢网络的变化。结果显示,叁个组别可以实现分类,寻找到4个可能的代谢产物,分别为色氨酸,马尿酸,芥子醇,N1-Methyl-2-pyridone-5- carboxamide,其中色氨酸,马尿酸的量增加,可以推测是儿茶酚胺的代谢途径发生上调,马尿酸的增加说明苯丙氨酸的代谢发生异常。同时应用LC-TOF/MS分析技术分析了叁组大鼠的血浆,寻找到两个脂类的标记物,且两者都呈现量的增加,显示在氢化可的松干预后,大鼠的脂类合成加快,在血浆中蓄积了更多的脂类,这与氢化可的松可以促进脂类的合成报道是一致的。最后应用GC-MS分析技术结合PCA和PLS-DA的代谢组学方法研究肾虚症大鼠、正常大鼠、LWDHT干预大鼠尿液的成分谱的变化。GC-MS分析对照组,模型组,LWDHT干预组大鼠的尿液,使用PCA和PLS-DA模式识别,叁组之间可以实现分类,并且模型组大鼠在高剂量的氢化可的松诱导后代谢模式迅速发生变化,有正常代谢模式进入了一个“机能亢进”的状态,至造模结束,这种对于能量和免疫系统的“过消耗”最后导致了大鼠进入“耗竭”状态,在这个过程中相关代谢通路发生显着变化,由于氢化可的松的干预,酪氨酸的含量增加,显示可能是儿茶酚胺的生化合成途径发生蓄积,一些游离脂肪酸的含量增加,这与糖皮质激素促进脂类的合成是一致的。尿核苷代谢的水平的提高,推测是由于uridine diphosphate-GT的活性增加引起的,这是由于氢化可的松诱导的肝脏GT表达的结果。总之通过不同的分析技术分析空白大鼠、肾虚证大鼠和LWDHT干预的大鼠的尿样和血浆的分析结果显示,对于复杂的生物体液,单一的分析技术只能给出部分的化学和生物信息,将多种分析技术结合进行生物体液的研究是必需的和可行的。肾虚证作为常见的中医证之一,本课题应用代谢组学的方法对其进行了研究,为深入的认识肾虚证及相关疾病提供帮助,LWDHT作为一个复杂的混合物系统,对肾虚大鼠代谢显示出一定修复作用,为复方中药六味地黄汤的药效评价研究提供了证据。

黄幼异, 孙蓉[5]2013年在《系统生物学技术用于中药肝毒性发现与评价的研究进展》文中研究指明目的梳理近10年来基因组学、蛋白质组学、代谢组学等系统生物学技术在中药肝毒性标志物筛选、肝毒机制研究、毒性预测与毒性蛋白质、基因组数据库建立等方面研究进展与应用前景。方法对近10年来国内外发表的相关文献进行分析、整理和归纳。结果与传统毒理学研究方法相比,系统生物学技术可更快、更准确地发现毒性物质,用于潜在的生物标记物寻找和毒靶研究,也可作为机制研究的补充和验证;但受技术限制在应用中尚存在缺乏规范的毒性评价体系、缺乏足够的基础数据等问题。结论系统生物学技术提升了中药肝毒机制的认知水平,在中药肝毒性评价、机制研究、临床诊断领域提供了一个适宜技术,尤其为肝毒性生物标记物发掘、肝毒性预警奠定了技术可行性。

汪洋[6]2010年在《中药苍耳子的毒性物质基础及中毒机制研究》文中研究说明苍耳子(Fructus Xanthii),为菊科植物苍耳Xanthium sibirium Patr.的干燥成熟带总苞的果实,收载于历版中国药典,在我国资源丰富,为历代治疗鼻病及头痛的要药。然而,古代文献记载和现代临床应用都发现苍耳对人体具有一定的毒性作用,毒性一直制约着其临床应用。关于苍耳子毒性的隐患始终未能排除,毒性成分及其作用机理未能阐明。因此,本课题首先采用小鼠急性毒性实验来明确苍耳子毒性损伤的靶器官主要为肝脏,采用体外肝细胞实验筛选毒性成分,并对目标成分进行整体动物毒性评价,在此基础上利用代谢组学技术,探讨了苍耳子的毒理学作用机制,为苍耳子的合理应用提供科学依据。本课题主要涵盖以下几方面内容:1.苍耳子毒性物质基础研究通过小鼠急性毒性跟踪筛选,以半数致死量LD50为指标,确定了苍耳子的毒性部位为水提取物经AB-8大孔树脂柱层析的水洗脱部位(D1),并对此部位的化学成分进行了系统的研究,从中分离出7个化合物,分别为贝壳杉烯苷类、酚酸类和含硫杂原子类化合物。2.苍耳子毒性部位的毒性评价采用小鼠急性毒性实验,通过病理组织学观察明确苍耳子毒性损伤的靶器官主要为肝脏,小鼠血清生化指标和肝组织匀浆生化指标检测结果表明,小鼠发生了严重的脂质过氧化损伤。本实验结果提示苍耳子的中毒原因可能是自由基攻击细胞膜中的不饱和脂肪酸,发生了脂质过氧化反应,从而导致肝细胞膜通透性的改变。在此基础上评价了苍耳子的慢性肝毒性,结果表明在长期连续重复多次给药的情况下,小鼠出现了较为严重的肝毒性反应,动物的小叶周围脂肪变性及溶解性坏死,有较多量的淋巴、浆细胞等炎细胞浸润,并伴有较明显的纤维组织增生。由于慢性鼻炎、鼻窦炎等疾病需长期用药,剂量使用不当可引起慢性蓄积中毒,导致肝功能损害。所以长期、大剂量服用苍耳子对机体的不良影响应引起足够的重视。3.毒性成分的筛选和毒性评价采用人正常肝细胞株L-02和正常大鼠肝细胞株BRL作为体外细胞毒性的试验模型,比较研究苍耳子主要成分的细胞毒性。结果表明苍术苷、羧基苍术苷和4’-去磺基苍术苷随着浓度逐渐升高,抑制作用逐渐增强,浓度为10-4 mol/L时能够明显抑制对两种细胞的增殖作用。苍术苷等造成了不同程度的细胞皱缩现象,细胞间隙扩大,随着给药浓度增加,细胞出现空泡化,死细胞明显增多。苍术苷等引起LDH漏出增加,细胞通透性增加,具有一定的细胞毒作用。并采用整体动物实验对目标成分苍术苷进行了毒性评价,结果表明苍术苷高剂量组对小鼠的肝脏造成了较严重的损伤,且中毒机理可能与苍耳子毒性部位相似,证明了苍耳子中的主要毒性成分为贝壳杉烯苷类化合物,与体外实验结果相符。4.利用代谢组学技术探讨苍耳子的毒性作用机制利用1H NMR技术研究苍耳子处理后大鼠尿液和血浆中内源性代谢产物谱的变化,研究发现尿液中乳酸盐、葡萄糖、马尿酸盐、醋酸盐、叁甲胺N氧化物、色氨酸、二甲胺、肌醇、柠檬酸盐、N甲基烟酸盐和酪氨酸明显升高,而酮戊二酸、肌酐、异戊酸盐、琥珀酸盐、组氨酸、丁酸盐、二甲基甘氨酸、N-乙酰基-半胱氨酸、牛磺酸和赖氨酸含量下降。血浆中异戊酸盐、乳酸盐、缬氨酸、谷氨酸盐、高密度脂蛋白、乙酸盐、肌酐、丙酮和尿素升高,而甘氨胆碱和葡萄糖明显下降。柠檬酸盐是叁羧酸循环的中间产物,主要在肝细胞线粒体中进行代谢;琥珀酸盐的含量的降低是由于降低脂肪酸分解代谢。这些成分的变化影响肝细胞线粒体的能量代谢;烟酸盐及甲基烟酰胺均为色氨酸NAD+通路的产物,色氨酸代谢产物的升高伴随肝脏中脂质过氧化酶的生成减少,影响局部氧化还原平衡。肌醇,乳酸的浓度升高,是体内缺氧代谢的结果。所以苍耳子的毒性主要与其影响了肝细胞能量代谢有关。尿液中的柠檬酸盐、马尿酸盐、色氨酸等可以作为苍耳子的主要生物标志物研究。综上,苍耳子毒性作用靶器官主要是肝脏,贝壳杉烯苷类化合物是主要的毒性成分,其毒性作用与苍耳子引起动物肝脏的脂质过氧化损伤和影响肝细胞能量代谢机理有关。本课题将代谢组学与传统毒理学研究方法相结合,初步揭示了中药苍耳子毒性作用的肝损伤机制。我们的研究显示,用代谢组学方法揭示的生物化学变化很容易与传统手段的测定结果相联系,更容易发现药物作用的生物化学物质基础和作用机制,因此,药物毒性作用机制的代谢组学研究必将在成分复杂的中药体系中发挥更大的作用。苍耳子的临床应用十分广泛,正常情况下使用苍耳子是安全的,但长期、大剂量使用会出现毒性反应,因此在临床上长期用药不要超过3-9 g,肝损伤患者应用时需要调整剂量,长期应用时要注意监测其肝功能。其他含贝壳杉烯苷类中药可能也有类似的毒性毒理机制,因此,应该建立质量标准,控制毒性成份的含量,加强对此类中药的不良反应监测。随着代谢组学技术的发展,此项技术将会越来越多的用于其他中草药毒性毒理的研究,对于实现中药现代化具有重要的意义。

赵剑宇[7]2008年在《基于核磁共振的代谢组学方法在中药关木通肾毒性研究中的应用》文中研究说明中草药是我们中华民族传统文化的瑰宝,数千年来为中华民族的繁衍和健康作出了不可磨灭的贡献!但是中药的毒副作用和安全性问题往往容易被人们忽略。近年来,关于中草药毒副作用的报道日益增多。特别是近年来报道的在英国和比利时等国家的人们在服用含有马兜铃酸的中草药后而导致肾功能衰竭,使得中草药的安全性问题引起了国际上的重视,并出现了所谓的“中草药肾病”一词。关木通的主要成分是马兜铃酸。马兜铃酸具有较强的肾毒性,并且是一种强致癌物,可引起严重肾损害。本论文采用基于核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)的代谢组学技术对含有马兜铃酸的关木通的肾毒性作用进行了研究,主要包含以下几个部分的工作:1.研究了关木通水煎液对大鼠肾脏的毒性作用。实验研究结果表明,随着给药时间的增加与给药剂量的增加,大鼠的肾脏毒性实验呈现时间—效应、剂量—效应关系;同时,尿样主成分分析(PCA)的代谢轨迹图亦表明,给药组与对照组代谢轨迹随着给药时间的增加与给药剂量的增加逐渐分离,而且比较明显,说明关木通对肾脏的损害有量效与时效关系的积累关系。对大鼠血浆、尿液的代谢组学研究中发现由于关木通的毒性作用,尿液、血浆中乳酸、柠檬酸、肌氨酸、葡萄糖、牛磺酸等代谢产物都发生了明显的改变,分析这些内源性代谢产物的形成、转移机制和过程,可提示关木通毒性发生的潜在原因。代谢产物图谱中的肌酸、N-氧化叁甲胺、2-酮戊二酸、柠檬酸、乙酸、葡萄糖、乳酸、琥珀酸、甲氨酸、二甲胺、二甲甘氨酸等主要的代谢物的峰改变最为明显,对照组与不同剂量之间有明显的差异,这些化合物与已报道的肾毒性化合物引起的变化相似。关木通的毒性作用与能量代谢中糖酵解、叁羧酸循环、能量代谢途径的改变有关,与线粒体的功能降低、氧化磷酸化和脂肪的氧化有关。2.研究了川木通水煎液对大鼠肾脏的毒性作用。实验结果表明,川木通对大鼠的血、尿代谢谱没有明显改变,对肾脏没有明显的毒副作用。3.比较了关木通、川木通和马兜铃酸对大鼠的肾毒性作用。实验结果表明:马兜铃酸对肾脏的毒害损伤比较大,与关木通对肾脏的损害作用相同,在肾脏中代谢比较缓慢,并有蓄积作用。其肾毒性主要表现为肾脏局部弥散型坏死和炎症,存在一定的剂量-效应关系。马兜铃酸能损害肾组织并引起肾脏能量代谢功能的异常。乳酸、牛磺酸、肌氨酸、丙酮酸、葡萄糖、等代谢成分的改变,可以作为关木通肾脏毒性的生物标志物研究;4.利用代谢组学技术跟踪关木通肾毒性的发生过程,并以血液生化分析技术和组织病理技术作为验证标准。研究结果表明利用代谢组学技术能够描述出毒性发生、发展和恢复阶段机体代谢表型的改变,为生物标志物研究的动态跟踪鉴定打下基础。

郭玲玲[8]2008年在《电针对SAMP8小鼠血浆、肝肾组织~1H NMR谱图的影响》文中进行了进一步梳理目的:运用一维氢谱核磁共振(~1H NMR)技术从代谢组学角度研究SAMP8小鼠血浆、肝肾组织代谢产物谱图的变化,以及针灸对该谱图的调整作用;并期研究电针对SAMP8小鼠血浆、肝肾组织代谢产物的影响。方法:SAMP8小鼠随机分为模型组和模型加电针组(n=8);SAMR1小鼠作为空白组(n=8)。电针“百会”穴、“涌泉”穴,疏密波,频率2~100Hz,电压2~4V,强度以小鼠下肢轻微抖动为度,留针20min,每日1次,7d为一疗程,共3个疗程。运用~1H-NMR技术获取血浆、肝脏和肾脏组织提取液的小分子代谢谱图,将波峰归一化积分后的数值导入SIMCA-P10.0软件包进行主成分分析(PCA)和偏最小二乘法判别分析(PLS-DA),并结合正交信号校正(OSC)方法对数据进行相关分析,得出相应的得分图和因子载荷图。结果:1.血浆核磁谱图结果弛豫时间编辑实验结果:叁组出现明显分离。造成这种差异的主要化学位移为δ1.34-δ1.38(lactate)、δ1.22(3-hydroxybutyrate,3-HB)、δ1.3(fucose)、δ1.42(alanine)。模型组较空白组含有较少的岩藻糖(fucose,δ1.3)、3—羟基丁酸(3-HB,δ1.22);电针组较模型组含有较多的乳酸(lactate,δ1.34-δ1.38)、丙氨酸(alanine,δ1.42)。扩散编辑实验结果:叁组出现明显分离。造成叁组差异的主要化学位移为δ0.87—δ0.91(CH_3-)、δ1.31—δ1.39((CH_2)n)、δ3.27(Phosphatidylcholine)。模型组较空白组含有较少的CH_3-(δ0.87),电针组较模型组含有较多的CH_3-(δ0.91)、磷脂胆碱(Phosphatidylcholine,δ3.27)。其中,CH_3-(δ0.87—δ0.91)在大分子蛋白上主要为高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)、极低密度脂蛋白(VLDL)。2.肝组织核磁谱图结果水溶性提取物结果:叁组出现明显分离。造成叁组差异的主要化学位移为δ1.31(lipid triglyceride)、δ3.19-δ3.23(choline)、δ3.27(taurine)、δ3.43-δ3.47(taurine)、δ3.79-δ3.87(glucose)。模型组与空白组相比,含有较多的葡萄糖(glucose,δ3.79-δ3.87),较少的牛磺酸(taurine,δ3.27、δ3.43-δ3.47);电针组与模型组相比,含有较多的胆碱(choline,δ3.19-δ3.23)和甘油叁酯(lipid triglyceride,δ1.31),较少的葡萄糖(glucose,δ3.79-δ3.87)。脂溶性提取物结果:叁组出现明显分离。造成叁组差异的主要化学位移为δ1.26-δ1.34((CH_2)_n-)、δ2.02(glycoprotein)、δ3.22(choline)。模型组与空白组相比,含有较多的胆碱(choline,δ3.22),较少的(CH_2)_n-(δ1.34)和糖蛋白(glycoprotein,δ2.02);电针组与模型组相比,含有较多的(CH_2)_n-(δ1.26、δ1.3),较少的胆碱(choline,δ3.22)。其中,(CH_2)_n-主要为亚甲基类化合物(-CH_2-)及脂肪酸类旁链分子(fatty acid chain protons)。3.肾组织核磁谱图结果水溶性提取物结果:叁组出现明显分离。造成叁组差异的主要化学位移为δ1.27(lipid triglyceride)、δ1.31-δ1.35(lactate)、δ3.19-δ3.23(choline)。模型组与空白组比较,含有较少的乳酸(lactate,δ1.31-δ1.35);电针组与模型组比较,含有较多的甘油叁酯(lipid triglyceride,δ1.27),较少的胆碱(choline,δ3.23)。脂溶性提取物结果:叁组出现一定的分离趋势,而且模型组和电针组与空白组分离较明显。造成这种差异的主要化学位移为δ1.26-δ1.34((CH_2)n-)、δ2.38(-CH_2CO)、δ2.86(C=CCH_2C=C)、δ3.22(PC)、δ5.38(CH=CH)。模型组与空白组相比,含有较多的磷脂胆碱(PC,δ3.22)和不饱和脂肪酸(C=CCH_2C=C,δ2.86;CH=CH,δ5.38),较少的饱和脂肪酸((CH_2)n-,δ1.3-δ1.34;-CH_2CO,δ2.38);电针组与模型组相比含有较多的饱和脂肪酸((CH_2)n-,δ1.26),较少的磷脂胆碱(PC,δ3.22)和不饱和脂肪酸(C=CCH_2C=C,δ2.86;CH=CH,δ5.38)。结论:1.SAMP8小鼠血浆、肝肾组织的代谢谱图与SAMR1小鼠相比有显着的差异,这种差异主要表现在:血浆谱图中含有较少的岩藻糖(fucose,δ1.3)、3—羟基丁酸(3-HB,δ1.22)和CH_3-(δ0.87—δ0.91);肝组织谱图中含有较多的葡萄糖(glucose,δ3.79-δ3.87)和胆碱(choline,δ3.22),较少的牛磺酸(taurine,δ3.27、δ3.43-δ3.47)、糖蛋白(glycoprotein,δ2.02)和(CH_2)_n-(δ1.34);肾组织谱图中含有较多的磷脂胆碱(PC,δ3.22)和不饱和脂肪酸(C=CCH_2C=C,δ2.86;CH=CH,δ5.38),较少的乳酸(lactate,δ1.31-δ1.35)和饱和脂肪酸((CH_2)n-,δ1.3-δ1.34;-CH_2CO,δ2.38)。2.电针可影响SAMP8小鼠血浆、肝肾组织的代谢产物谱。其对血浆代谢谱图的影响主要是对CH_3-(在大分子蛋白上主要为HDL、LDL、VLDL,δ0.87-δ0.91)的调节;对肝组织代谢谱图的影响主要是对葡萄糖(glucose,δ3.79-δ3.87)的调节;对肾组织代谢谱图的影响主要是对磷脂胆碱(PC,δ3.22)和不饱和脂肪酸(C=CCH_2C=C,δ2.86;CH=CH,δ5.38)的调节。

李伶[9]2007年在《附子及其主要毒性成分对大鼠毒性的代谢组学研究》文中研究说明附子(Radix Aconiti Lateralis Preparata)为具有多种功效的常用中药,其中所含双酯型生物碱具有强烈的毒性。本研究利用基于核磁共振的代谢组学技术方法研究了附子及其主要毒性生物碱对大鼠体内代谢谱的影响,分析了其毒性特征,并探讨了代谢组学在中药安全性研究中的应用前景。首先分别对市售的黑附片及从江油购买的生附子的毒性作用进行了研究。分别连续给予大鼠高、中、低不同剂量的药物煎液,采集其不同时间的尿液及血浆进行~1H NMR谱分析,建立特征代谢谱,采用主成分分析法进行统计分析。结果表明,随给药天数的增加,与对照组比较,给药组动物尿液中牛磺酸含量明显降低,但在给药的后期则重新回升到正常水平,且这种变化呈剂量依赖关系。对生附子的毒性研究结果表明,随给药时间的增加,牛磺酸水平一直升高。黑附片与生附子的作用差异反映了炮制对附子毒性的影响。其次,对附子的主要毒性成分乌头碱、新乌头碱及次乌头碱对大鼠代谢水平的影响进行了研究,分别探讨它们的急性毒性和亚急性毒性作用机制。急性毒性实验结果表明,乌头碱、新乌头碱、次乌头碱给药开始后6h至12h尿液谱图改变最为显着,表现为牛磺酸、乙酸、葡萄糖增高,而肌酐、柠檬酸和马尿酸降低。给药组尿液中牛磺酸水平随后下降,而乙酸水平继续保持较高水平,说明毒性效应可能涉及到了肾脏。亚急性毒性实验结果表明,牛磺酸水平于各给药组大鼠尿液、心脏中水平较低,乳酸于给药组血浆中水平较高,给药组脑中谷氨酸盐、胆碱、β-羟丁酸等和神经信号传递有关的物质水平较高。本论文的研究表明,采用代谢组学方法能够对附子及其主要毒性生物碱对大鼠的代谢变化的影响进行很好的表征和描述,能够对其毒性作用进行说明。试验结果也表明代谢组学技术用于中药毒性评价具有良好的应用前景。

何君, 周宏灏[10]2006年在《代谢组学及其在药理学中的进展》文中提出随着化学检测技术和数据处理技术的发展,代谢组学成为了基因功能研究的重要手段,该文对代谢组学的基本知识和基本技术进行了介绍,对其在药理学研究中的应用作了综述和展望。

参考文献:

[1]. 利用毒理基因组和代谢组学技术研究Z24的毒理机制[D]. 王全军. 中国人民解放军军事医学科学院. 2004

[2]. 利用基因组与代谢组学技术研究Z24的毒性作用机制[C]. 王全军, 吴纯启, 廖明阳. 中国毒理学会——第一届全国中青年学者科技论坛论文(摘要)集. 2004

[3]. 对乙酰氨基酚、氯丙嗪和Z24对Wistar大鼠尿液代谢组学轨迹的研究[C]. 王全军, 吴纯启, 颜贤忠, 赵剑宇, 余寿忠. 2006年全国药物毒理学会议论文集. 2006

[4]. 肾虚证代谢组学及六味地黄汤的干预研究[D]. 高岗. 第二军医大学. 2009

[5]. 系统生物学技术用于中药肝毒性发现与评价的研究进展[J]. 黄幼异, 孙蓉. 中国药物警戒. 2013

[6]. 中药苍耳子的毒性物质基础及中毒机制研究[D]. 汪洋. 第二军医大学. 2010

[7]. 基于核磁共振的代谢组学方法在中药关木通肾毒性研究中的应用[D]. 赵剑宇. 中国人民解放军军事医学科学院. 2008

[8]. 电针对SAMP8小鼠血浆、肝肾组织~1H NMR谱图的影响[D]. 郭玲玲. 成都中医药大学. 2008

[9]. 附子及其主要毒性成分对大鼠毒性的代谢组学研究[D]. 李伶. 中国人民解放军军事医学科学院. 2007

[10]. 代谢组学及其在药理学中的进展[J]. 何君, 周宏灏. 中国药理学通报. 2006

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利用毒理基因组和代谢组学技术研究Z24的毒理机制
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