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APT文献 | 解锁血浆代谢组学新姿势

2017-07-13
中科新生命
3861


今日关键词:代谢组  血浆  非生物胁迫

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UHPLC-Q-TOF/MS based plasma metabolomics revealsthe metabolic perturbations by manganese exposure in rat models

Metallomics. 2017 Feb 22;9(2):192-203. doi: 10.1039/c7mt00007c.

研究背景

锰是人及其他动物必须的一种微量金属元素,但是高浓度的锰可以使其在大脑中积累从而引起锰毒害。目前还没有一种生物标志物来作为判断锰毒害的金标准,所以本文就是通过非靶向代谢组学的方法,从代谢物水平上寻找判断锰毒害的标志物。

样本来源 

200mg/L锰喂养5周的大鼠血浆(实验组)和无锰喂养五周的大鼠血浆(对照)。

技术路线

非靶向代谢组学(UHPLC-Q-TOF/MS,下图)。

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研究结果

1. 锰毒害可以引起大鼠肝脏的损伤:锰处理会使大鼠肝脏重量与大鼠身体重量的比例(LW/BW)下调(下图A),但是会引起大鼠血浆中胆固醇含量显著增高(下图B),同时检测发现锰处理组肝脏中锰含量显著高于对照组(下图C),这些结果证明锰喂养大鼠可以引起锰在大鼠肝脏中的累积;通过肝脏组织学观察发现锰处理组可以引起大鼠肝脏的坏疽和细胞核的溶解(下图D),以上结果证明锰处理组是有效的,也是第一次证明大鼠易受锰攻击,造成其肝脏的损伤。

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2. 作者首先通过质控样本(QC)评价了非靶向代谢组学的稳定性和可重复性:正负离子采集模式下的主成分分析(PCA)发现QC样本很好的聚集在一起(下图绿点),这证明此代谢组学的稳定性和可重复性是比较好的。

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3. 代谢组学数据的归一化和多维统计学分析:为了减少系统偏差和技术偏差,代谢组学数据需要进行归一化处理,本实验数据进行缺失值删除和归一化之后处理之后发现正负离子模式下的代谢数据表现出正常的分布(下图)。

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4. 为了检测那些能够区分对照组和处理组的离子峰,一种有监督性的主成分分析(PLS-DA)对两组数据进行分析,它可以最大程度的区分两个组别,寻找有差异的代谢物。在PLS-DA分析下两个组别在正负离子模式下都可以很好的区分(下图),而且通过PLS-DA模型的建立可以导出一个变异映射的重要性值(VIP),它是寻找差异代谢物的一个重要的值。

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5. 通过筛选条件VIP>1和P value<0.05进行差异代谢物的筛选,作者一共筛选到了36个差异表达的代谢物(下表),这36个差异表达的代谢物可能是锰毒害的潜在标志物。

6. 对这些差异代谢物进行KEGG通路分析发现这36个差异代谢物主要参与了嘌呤代谢,色氨酸代谢,酪氨酸代谢,苯基丙氨酸代谢,牛磺酸、亚牛磺酸代谢和其他的很多氨基酸代谢(表2),这些代谢通路都与锰处理有紧密的联系。

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小编心得

本篇文章是一篇经典的代谢组学文献,代谢组学文献发表思路可以参考此文章。(该概括简单明了,直击主题,非常深入人心!最后,,直男大博士的心思你别猜~~)

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