糖尿病早期大鼠血清代谢轮廓的变化
丙酮酸,代谢物,组学,1材料和方法,2结果,3讨论
朱环,管咪咪,郑涌泉,王娜,宋毅果,王亚强,邓明捷,高红昌(温州医科大学 药学院代谢组学与医药核磁共振研究所,浙江 温州 325035)
糖尿病(diabetes mellitus,DM)主要分为1型和2型[1]。1型DM是由于胰岛素细胞被破坏而引起的[2]。链脲佐菌素(streptozocin,STZ)能够选择性破坏胰岛β细胞使血糖升高而出现临床DM患者的症状。目前虽有研究DM糖类代谢物变化的报道[3],但DM引起的整体代谢物的变化规律还不清楚。代谢组学是研究生物体内源性代谢物的整体及其受内在或外在因素影响而变化的科学[4],非常适合疾病的代谢轮廓和发病机制研究[5]。因此本研究通过大鼠STZ造模后,再利用基于核磁共振(NMR)的代谢组学方法分析血清的整体代谢特征,这可能为阐明1型DM潜在发病机制提供重要的线索。
1 材料和方法
1.1 实验动物 雄性SD大鼠购自上海斯莱克动物实验有限公司,8周龄,(150±15)g,饲养于温州医科大学实验动物中心SPF级动物房,从早上8:00开始12 h交替照明。所有大鼠适应性饲养1周再进行实验。实验期间大鼠自由饮水、进食。所有的操作程序严格遵守NIH的实验动物饲养和使用手册。
1.2 试剂与仪器 STZ购自Sigma-Aldrich公司;枸橼酸、枸橼酸钠、水合氯醛购于上海国药集团化学试剂有限公司;D2O(99.9%氘代)购于剑桥同位素实验室;纯水由Milli-Q超纯水系统(Millipore,Billerica,MA,USA)生产。Bruker AVANCE III 600 MHz核磁共振谱仪(Bruker BioSpin International AG);低温离心机5415R(eppendorf Inc,Germany)。
1.3 造模方法 实验动物分为对照组和DM组,DM组大鼠注射新鲜配制的STZ枸橼酸钠混悬溶液(70 mg/kg,腹腔注射),对照组大鼠给予同体积的枸橼酸钠混悬溶液(0.10 mol/L,pH 4.5)。给予STZ 3 d后测其血糖水平,选取血糖值大于16.70 mmol/L的大鼠作为DM大鼠。
1.4 血清样品的制备与1H NMR谱数据的获得 大鼠造模5周后禁食12 h,收集血液。将血液进行离心(3000 r/min,4 ℃,15 min),取上清液,保存于-80 ℃冰箱。NMR数据分析之前,血清样品解冻,取200μL血清中加入400μL磷酸缓冲液(0.2 mol/L Na2HPO4/0.2 mol/L NaH2PO4 ......
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