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基于液质联用技术的健脾养正消癥方治疗胃癌小鼠血清代谢组学分析

徐婷婷 熊玥 张婷 严士海 吴坚 刘沈林 刘史佳 张其德

徐婷婷, 熊玥, 张婷, 严士海, 吴坚, 刘沈林, 刘史佳, 张其德. 基于液质联用技术的健脾养正消癥方治疗胃癌小鼠血清代谢组学分析[J]. 南京中医药大学学报, 2021, 37(2): 237-243. doi: 10.14148/j.issn.1672-0482.2021.0237
引用本文: 徐婷婷, 熊玥, 张婷, 严士海, 吴坚, 刘沈林, 刘史佳, 张其德. 基于液质联用技术的健脾养正消癥方治疗胃癌小鼠血清代谢组学分析[J]. 南京中医药大学学报, 2021, 37(2): 237-243. doi: 10.14148/j.issn.1672-0482.2021.0237
XU Ting-ting, XIONG Yue, ZHANG Ting, YAN Shi-hai, WU Jian, LIU Shen-lin, LIU Shi-jia, ZHANG Qi-de. Analysis of Serum Metabolome in Mice with Gastric Cancer Treated with JPYZXZ Prescription Based on Liquid Chromatography-Mass spectrometry[J]. Journal of Nanjing University of traditional Chinese Medicine, 2021, 37(2): 237-243. doi: 10.14148/j.issn.1672-0482.2021.0237
Citation: XU Ting-ting, XIONG Yue, ZHANG Ting, YAN Shi-hai, WU Jian, LIU Shen-lin, LIU Shi-jia, ZHANG Qi-de. Analysis of Serum Metabolome in Mice with Gastric Cancer Treated with JPYZXZ Prescription Based on Liquid Chromatography-Mass spectrometry[J]. Journal of Nanjing University of traditional Chinese Medicine, 2021, 37(2): 237-243. doi: 10.14148/j.issn.1672-0482.2021.0237

基于液质联用技术的健脾养正消癥方治疗胃癌小鼠血清代谢组学分析

doi: 10.14148/j.issn.1672-0482.2021.0237
基金项目: 

江苏省中医药管理局科技项目 YB201811

第六批全国老中医药专家学术经验继承工作项目 国中医药人教发〔2017〕29号

全国名中医刘沈林工作室 

江苏省青年医学人才 QNRC2016642

详细信息
    作者简介:

    徐婷婷,女,硕士研究生, E-mail:tingxu.njmu@foxmail.com

    通讯作者:

    张其德,男,副主任中医师,主要从事中西医结合消化及内镜研究,E-mail:qidezh@163.com

    刘史佳,男,研究员,主要从事中药临床药理研究,E-mail: liushijia2011@163.com

  • 中图分类号: R284.1

Analysis of Serum Metabolome in Mice with Gastric Cancer Treated with JPYZXZ Prescription Based on Liquid Chromatography-Mass spectrometry

  • 摘要: 目的   通过代谢组学方法,观察给予健脾养正消癥方的前后胃癌小鼠血清代谢产物变化规律,寻找其与治疗胃癌疗效相关特征分子,探讨健脾养正消癥方在调控胃癌内源性机制方面作用。方法   建立人胃癌裸鼠皮下移植瘤模型,并随机分为模型组,健脾养正消癥方低剂量组和健脾养正消癥方高剂量组。采用超高效液相色谱串联四级杆飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF/MS)技术,对各组小鼠血清样本进行分析,结合主成分分析法(PCA)和正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)来筛选差异性代谢物,利用MetaboAnalyst网站分析相关代谢通路。结果   健脾养正消癥方高、低剂量组小鼠瘤体平均瘤质量明显小于模型组(P < 0.05)。代谢组学结果经分析,模型组、低剂量组和高剂量组血清样本能够得到很好的区分,健脾养正消癥方给药后胃癌小鼠的内源性代谢物水平发生不同程度的回调,并初步鉴定出5个差异代谢物和4条相关代谢通路。结论   健脾养正消癥方能够明显抑制小鼠肿瘤的生长,其作用机制可能与花生四烯酸水平的升高以及其激活的α-亚麻酸和亚油酸代谢和花生四烯酸代谢通路有关。

     

  • 图  1  不同组别血清样本在正负离子模式下的UPLC-Q-TOF/MS总离子流图

    注:正离子模式下, A.模型组; B.健脾养正消癥方低剂量组; C.健脾养正消癥方高剂量组;负离子模式下, D.模型组; E.健脾养正消癥方低剂量组; F.健脾养正消癥方高剂量组

    图  2  各组血清代谢轮廓的PCA得分图

    注:A.正离子模式的PCA得分图; B.负离子模式下PCA得分图

    图  3  正离子模式下OPLS-DA得分图与置换检验

    注:A.健脾养正消癥方低剂量组与模型组对比的OPLS-DA得分图;B.健脾养正消癥方高剂量组与模型组对比的OPLS-DA得分图;C.健脾养正消癥方低剂量组与模型组对比的置换检验图;D.健脾养正消癥方高剂量组与模型组对比的置换检验图

    图  4  负离子模式下OPLS-DA得分图与置换检验

    注:A.健脾养正消癥方低剂量组与模型组对比的OPLS-DA得分图;B.健脾养正消癥方高剂量组与模型组对比的OPLS-DA得分图;C.健脾养正消癥方低剂量组与模型组对比的置换检验图;D.健脾养正消癥方高剂量组与模型组对比的置换检验图

    图  5  代谢通路分析

    注:a.花生四烯酸代谢;b.α-亚麻酸和亚油酸代谢;c.果糖和甘露糖的降解;d.半乳糖代谢

    表  1  不同组别裸鼠各阶段体质量比较(x±s)

    组别 0 d 5 d 10 d 15 d 20 d 25 d 30 d
    模型组 21.75±1.28 23.29±1.30 23.63±1.28 23.53±0.69 24.54±0.79 24.48±0.92 25.39±0.83
    低剂量组 21.79±1.28 23.02±1.25 23.73±0.90 23.54±1.20 24.32±1.13 24.34±1.17 25.11±1.13
    高剂量组 21.73±1.65 23.32±1.01 23.70±0.69 23.23±0.86 24.49±1.03 24.35±1.29 25.29±0.95
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    表  2  各组裸鼠皮下移植瘤瘤质量及抑瘤率比较

    组别 肿瘤质量/g 抑瘤率/%
    模型组 2.68±0.26 0
    低剂量组 2.04±0.35* 23.88
    高剂量组 1.78±0.33* 33.58
    注:与模型组比较,*P < 0.05。
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    表  3  低剂量组和模型组比较、高剂量组和模型组比较的差异代谢物

    序号 差异代谢物 tR/min m/z 采集模式 LDMEL vs Model LDMEH vs Model
    VIP P FC VIP P FC
    1 D-甘露糖 0.92 215.032 84 ESI- 2.13 < 0.001 1.38 1.37 0.004 1.37
    2 1, 3-二甲基尿酸 0.92 217.029 83 ESI- 2.03 0.003 1.37 1.31 0.007 1.41
    3 十六碳二酸 8.36 309.204 45 ESI+ 1.73 0.006 1.19 1.39 < 0.001 1.32
    4 花生四烯酸 9.62 303.232 7 ESI- 1.51 0.043 1.31 1.74 < 0.001 1.86
    5 美睾酮 9.63 305.248 26 ESI+ 2.40 < 0.001 0.48 1.49 < 0.001 0.42
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    表  4  代谢通路分析

    代谢通路 匹配 P -logP HolmP FDR 影响力
    α-亚麻酸和亚油酸代谢 1/17 0.08 1.09 1 1 0.10
    果糖和甘露糖的降解 1/28 0.13 0.88 1 1 0
    半乳糖代谢 1/31 0.15 0.84 1 1 0
    花生四烯酸代谢 1/65 0.28 0.55 1 1 0.30
    注:Holm P为富集分析采集Holm-Bonferroni统计方法的P,FDR为多重检验中伪发生率错误控制的P
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-01-09
  • 网络出版日期:  2021-12-21
  • 刊出日期:  2021-03-10
  • 发布日期:  2021-03-15

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