维甲酸诱导腭裂模型中胚鼠腭组织与母体多器官的核磁共振代谢组学研究

摘要

目的：
　　先天性腭裂是常见的颅颌面畸形，其病因尚未清楚。代谢组学是一门新兴学科，能够通过研究小分子代谢物质的整体变化规律来表征生物过程，在腭裂病因学研究中越来越受到重视。本研究的目的是运用基于核磁共振技术的代谢组学研究维甲酸诱导的胚鼠腭裂组织与母体多器官的代谢变化，探讨腭裂发生机制。
　　方法：
　　⑴建立昆明小鼠腭裂模型：将24只昆明孕鼠随机分为对照组和维甲酸组，每组12只，在胚胎10.5天，对实验组按70mg/kg剂量使用维甲酸灌胃，而对照组使用植物油灌胃。⑵在孕期14.5天（E14.5）应用7.0T1H-NMR检测胚鼠的腭组织，母鼠羊水、胎盘以及肝组织在体代谢物的含量。⑶分离胚鼠的腭组织，母鼠羊水、胎盘、血清以及肝组织，并经过匀浆、萃取、冻干、吹干，提取水溶性代谢物和脂溶性代谢物。⑷应用9.4T1H-NMR检测胚鼠胎腭组织，母鼠羊水、胎盘、血清以及母体肝水溶性代谢物和脂溶性代谢物。⑸运用主成分分析法探寻生物标志物，寻找腭裂发生过程中的关键代谢通路，以及多器官之间的代谢物关联性。
　　结果：
　　①腭组织：7T显示维甲酸组的脂质/胆碱、脂质明显增高（p<0.05）。9.4T检测显示维甲酸组，降低的代谢物包括：磷酸胆碱、谷氨酰胺,而增强的代谢物包括：胆碱、柠檬酸、甜菜碱、葡萄糖、胆固醇和脂。②羊水：7T显示维甲酸组的胆碱显著性降低（p<0.05）。9.4T磁共振显示：降低的代谢物包括：胆碱、柠檬酸、胆固醇，而未见明显增强的代谢物。通过羊水代谢成功建立预测模型PCA-class(RA)、PCA-calss(control)，并且在腭组织和羊水组织的O2PLS模型中发现胆碱具有正相关性（皮尔森相关系数为0.427）。③胎盘组织：7T显示维甲酸组脂质/胆碱明显增高（p<0.05）。9.4T检测显示维甲酸组，降低的代谢物包括：磷酸胆碱、谷氨酰胺、牛磺酸，而增强的代谢物包括：柠檬酸、甜菜碱、胆固醇。④肝脏：7T显示维甲酸组可见胆碱降低，而脂肪/胆碱明显增高（p<0.05）。9.4T检测显示维甲酸组，降低的代谢物有甘氨酸；而增强的代谢物包括：丙氨酸、磷酸胆碱、牛磺酸、胆固醇和脂质。⑤血清：9.4T磁共振显示：降低的代谢物包括：胆碱、柠檬酸、胆固醇、肌酸、谷氨酰胺，而未见明显增强的代谢物。
　　结论：
　　⑴胆碱代谢、胆固醇代谢和三羧酸循环是维甲酸组腭组织（E14.5）发生改变的关键代谢通路。⑵通过羊水的代谢物分析建立稳定的腭裂预测模型，而胆碱在羊水与腭组织的正相关性是这个预测模型的内在因素。⑶代谢组学分析提示维甲酸组能诱导胎盘功能异常，可能是导致腭裂发生的相关因素。⑷维甲酸诱导腭裂的多器官代谢物分析，显示维甲酸对多个器官功能产生明显的功能影响，表明维甲酸的作用是非特异性，而胆碱代谢和脂代谢是多器官代谢功能受损的共同途径。⑸应用代谢组学能为研究腭裂发生的机制研究提供更丰富而必要的证据链，为临床应用提供广阔思路和平台。

目录

声明

缩略词表

第一章 前言

1.1先天性腭裂

1.2维甲酸与腭裂

1.3代谢组学

1.4磁共振与腭裂

1.5多元统计学与模式识别

第二章 实验材料和仪器

2.1 实验动物

2.2 主要试剂及软件

2.3 主要仪器

第三章 实验方法

3.1 实验动物及分组

3.2 腭裂模型制作

3.3 7T磁共振成像及磁共振波谱成像

3.4 动物标本收集

3.5病理切片制作

3.6 离体标本组织匀浆、萃取、冻干、氮气吹干

3.7 9.4T磁共振频谱采集和后处理

3.8 多元统计学分析与模式识别

第四章 实验结果

4.1 胚鼠腭组织的发育结果

4.2 胚鼠腭组织的磁共振频谱检测结果

4.3羊水的代谢组学检测结果与预测模型的建立

4.4多器官代谢磁共振频谱检测结果

第五章 实验讨论

5.1 腭裂的病因学研究

5.2 胆碱代谢与腭裂的发生

5.3 胆固醇代谢与腭裂的发生

5.4三羧酸循环与腭裂的发生

5.5 羊水、血清代谢物模型与腭裂的早期产前诊断

5.6 胎盘功能与腭裂的发生

5.7 维甲酸诱导下母鼠多器官代谢组学关联性

5.8 腭裂与代谢组学的应用

第六章 结论

第七章 展望

参考文献

致谢

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