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目的:将微透析(Microdialysis,MD)技术应用于佐剂性关节炎(Adjuvant arthritis,AA)大鼠颈静脉及关节腔部位取样,结合超高效液相色谱联用四极杆飞行时间质谱(Ultra-performance liquid chromatography-quadrupole time-of-flight mass spectrometry,UPLC-Q-TOF/MS)建立代谢组学分析平台,研究AA大鼠发病过程中颈静脉血液(Jugular blood,JB)及关节滑膜液(Synovial fluid,SF)的代谢变化,并从代谢组学的研究角度探究中药栀子抗炎免疫有效成分栀子苷(Geniposide,GE)治疗类风湿关节炎(Rheumatoid arthritis,RA)的作用机制。方法:采用弗氏完全佐剂复制RA大鼠模型,造模成功后,将大鼠随机分为正常对照组、AA模型组、GE给药组及阳性药甲氨蝶呤(Methotrexate,MTX)组,连续给药两周,观察各组大鼠继发性足爪肿胀度及关节炎指数(Arthritis index,AI)的变化,病理学切片检测各组大鼠滑膜组织的病理情况,ELISA法检测各组大鼠血清IL-6、IL-10、TNF-α及RF的水平。建立AA大鼠JB及SF的微透析取样方法,收集两种生物基质透析液样品,建立两种生物样本中内源性代谢物的UPLC-Q-TOF-MS~E分析方法,获得样本的代谢轮廓图谱及原始数据文件。结合Progenesis QI软件对数据进行多元统计分析,匹配在线数据库,初步鉴定生物样本中内源性代谢物。在此基础上,进一步利用MS~E模式二级质谱信息验证代谢物的结构,分别筛选出AA大鼠和正常大鼠在JB及SF两种生物样本中的差异代谢物,揭示实验性关节炎诱导的代谢改变。在上述研究基础上,对比AA大鼠和GE给药大鼠在JB及SF两种生物样本中的差异代谢物,进一步揭示GE对AA大鼠体内内源性代谢物及代谢途径的影响。结合Western blot法在分子水平上对GE干预实验性关节炎所涉及的关键代谢物及代谢途径进行验证。结果:1.与正常大鼠比较,AA大鼠继发性足爪肿胀程度及AI水平显著升高,滑膜组织可见明显增生并伴有炎性细胞浸润及血管翳的形成,血清中TNF-α、IL-6及RF分泌水平显著升高,IL-10分泌水平显著降低。GE给药后可有效缓解AA大鼠继发性足爪肿胀程度,降低AI水平,逆转滑膜组织病理学改变,恢复血清中TNF-α、IL-6、RF及IL-10的分泌水平,提示GE对AA大鼠有明显的抗炎免疫作用。2.MD探针成功植入AA大鼠颈静脉及关节腔中,每只大鼠收集的JB、SF样本及制备的质量控制(Quality Control,QC)样品经UPLC-Q-TOF/MS进样分析。仪器精密度分析结果表明,特征峰保留时间RSD<1.70%,峰面积RSD<4.20%。样品稳定性分析结果表明,特征峰保留时间RSD<0.88%,峰面积RSD<5.70%,提示建立的代谢组学分析方法稳定可靠。3.JB代谢组学研究结果,共计筛选及鉴定出AA诱导的22个差异性代谢物,其中负离子模式检测到9个代谢物,正离子模式检测到13个代谢物。22个差异性代谢物主要涉及精氨酸和脯氨酸代谢,组氨酸代谢,甘油磷脂代谢等代谢途径。GE治疗能不同程度纠偏AA大鼠血液中8个差异性代谢物,分别为PG(18:2(9Z,12Z)/18:0)、DG(18:1(11Z)/22:6(4Z,7Z,10Z,13Z,16Z,19Z)/0:0)、PG(18:1(11Z)/18:1(11Z))、SM(d18:0/14:1(9Z)(OH))、L-精氨酸(L-Arginine)、乙酰谷氨酸(N-Acetyl-L-glutamic acid)、4a-Carbinolamine tetrahydrobiopterin及L-组氨酸(L-Histidine)。4.SF代谢组学研究结果,共计筛选及鉴定出AA诱导的20个差异性代谢物,其中负离子模式检测出9个代谢物,正离子模式检测出11个代谢物。20差异性代谢物主要涉及甘油磷脂代谢,鞘脂类代谢及嘌呤代谢等代谢途径。GE能有效调整AA大鼠滑膜液中13个内源性代谢物趋向于正常代谢水平,分别为棕榈酰乙醇胺(Palmitoylethanolamide,PEA)、苯乙酸(Phenylacetic acid)、Cer(d18:0/22:0)、PE(16:0/20:2(11Z,14Z)、糖原(Glycogen)、N4-Acetylaminobutanal、PC(18:1(11Z)/16:1(9Z))、3’-磷酸腺苷(3’-AMP)、二磷酸腺苷(ADP)、(R)-3-羟基-十八烷酸((R)-3-Hydroxy-Octadecanoic acid)、PE(22:5(7Z,10Z,13Z,16Z,19Z)/16:0)、PG(18:1(9Z)/18:1(11Z))及PA(16:0/18:1(11Z))。结合Western blot实验结果发现,GE回调AA大鼠滑膜液中PEA的水平,是因为下调了滑膜组织中N-酰基乙醇胺水解酰胺酸酶(N-acylethanolamine-hydrolyzing acid amidase,NAAA)蛋白水平。结论:基于UPLC-Q-TOF/MS~E技术和代谢组学方法筛选和鉴定出与AA发生相关的42个生物标志物(SF:20个生物标志物;JB:22个生物标志物),这些生物标志物主要涉及氨基酸代谢和磷脂类代谢等途径。GE纠偏AA诱导21个差异性生物标志物,并通过干预精氨酸和脯氨酸代谢、组氨酸代谢、甘油磷脂代谢、鞘脂类代谢等途径发挥治疗作用。本研究将为深入探讨GE作用机制提供了新思路。