代谢组学测定对急性百草枯中毒大鼠的判定作用

摘要

目的采用气相色谱-质谱联用（GC—MS）代谢组学技术筛选急性百草枯（PQ）中毒大鼠血浆中的潜在生物标志物，为早期诊断提供依据。方法8只SD大鼠按随机数字表法分为PQ中毒组（灌胃PQ溶液100mg／kg）及对照组（灌胃等量生理盐水），每组4只。于灌胃后2、24、48h观察大鼠一般情况；收集大鼠眼眶血，采用GC—MS方法检测血浆中内源性小分子代谢物，并进行代谢轮廓及随机森林分析，筛选潜在的生物标志物。结果①PQ中毒组大鼠染毒后逐渐出现少动、呼吸急促、腹部抽动等中毒症状；对照组大鼠则生命体征平稳。②利用GC—MS技术分析大鼠血浆中代谢物后，结合主成分分析（PCA）及偏最小二乘判别式分析（PLS—DA）模型图，得出PQ中毒组各时间点大鼠血浆代谢分布较分散，而对照组分布比较密集，说明两组大鼠体内产生的代谢模式不同；而且PQ中毒组大鼠灌胃2h起代谢轨迹即较对照组明显偏移，至48h其轨迹与对照组接近，表明大鼠在中毒早期血浆代谢产物已发生了明显差异。采用随机森林方法筛选出5种权重较大的潜在生物标志物，分别为丝氨酸、L-天冬酰胺、棕榈酸、硬脂酸、花生四烯酸，其保留时间分别为15．259、24．345、33．334、37．695、40．254min。PQ中毒组丝氨酸、L-天冬酰胺、花生四烯酸含量较对照组显著升高，分别于48h、48h、24h达峰值（40．88±5．38比28．85±2．32、6．61±1．31比0．76±0．65、14．21±4．28比4．42±1．19，均P〈0．01）；棕榈酸和硬脂酸的含量则较对照组显著降低，均于48h达谷值（39．09±10．23比83．99±20．49、44．03±3．60比140．76±73．91，P〈0．05和P〈0．01），提示这些代谢物的改变与PQ毒性有关，说明PQ会干扰大鼠体内的能量代谢及脂质代谢。结论代谢组学分析筛选出PQ中毒大鼠血浆丝氨酸、L-天冬酰胺、花生四烯酸含量显著升高，棕榈酸和硬脂酸的含量显著降低；用5种代谢物的改变结合动物的一般表现，可以初步判断大鼠是否为急件PO中毒。