II型糖尿病小鼠模型尿液代謝組學(xué)的研究.pdf

1、糖尿病是一種胰島素缺乏或胰島素生物功能缺失而引起的糖、脂肪和蛋白質(zhì)代謝紊亂等的代謝性疾病,可引起多種嚴(yán)重的并發(fā)癥。良好的糖尿病動(dòng)物模型(DM模型)是研究Ⅱ型糖尿病的基礎(chǔ),建立合適的糖尿病動(dòng)物模型,研究糖尿病及其并發(fā)癥的發(fā)病機(jī)制,對(duì)于及早發(fā)現(xiàn)并預(yù)防糖尿病具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 代謝組學(xué)是一門(mén)通過(guò)組群指標(biāo)分析,進(jìn)行高通量檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理,研究生物體整體或組織細(xì)胞系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)代謝變化,特別是對(duì)內(nèi)源代謝、遺傳變異、環(huán)境變化乃至各種物

2、質(zhì)進(jìn)入代謝系統(tǒng)的特征和影響的學(xué)科。當(dāng)前代謝組學(xué)研究中存在的兩個(gè)主要問(wèn)題:一是對(duì)代謝產(chǎn)物的定性、定量分析,二是代謝產(chǎn)物復(fù)雜數(shù)據(jù)分析體系中有用信息的挖掘和解釋,例如如何將代謝組學(xué)的研究結(jié)果與病理藥理學(xué)研究有效相結(jié)合。本論文針對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題展開(kāi)研究,一是利用氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用儀,結(jié)合有效的提取和硅烷化技術(shù),建立穩(wěn)定的尿液代謝物的測(cè)定以及定性定量方法;二是結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法中的多元分辨和模式識(shí)別方法,分析比較了一組糖尿病動(dòng)物小鼠模型

3、C57BL/6J小鼠/AMPKα2-KO小鼠/KK-ay小鼠)的尿液代謝圖譜,分別建立了不同模型中不同種類(lèi)的老鼠的三維判別模型,篩選變量尋找生物標(biāo)記物。本論文的主要內(nèi)容包括:
　　 一、采用通用的衍生方法,結(jié)合GC-MS色譜聯(lián)用技術(shù),對(duì)8例健康小鼠(C57BL/6J)、8例糖尿病小鼠(KK-ay)以及78例由健康C57BL/6J敲除AMPKα2基因所得小鼠(簡(jiǎn)稱(chēng)AMPKα2-KO小鼠,39例雄性,39例雌性)的尿液進(jìn)行提取和分析

4、,建立尿液的代謝圖譜。借助于直觀推導(dǎo)式演進(jìn)特征投影法(HELP)和選擇性離子分析法(SIA)對(duì)重疊色譜峰進(jìn)行分辨和解析,對(duì)其中78種內(nèi)源性物質(zhì)進(jìn)行質(zhì)譜定性。通過(guò)對(duì)定性定量結(jié)果的比較,尋找三類(lèi)不同種類(lèi)小鼠代謝產(chǎn)物之間的差異。
　　 二、采用單變量 t-檢驗(yàn)的方法,分析了C57BL/6J小鼠和AMPKα2-KO小鼠的尿液代謝差異,采用PCA對(duì)這兩類(lèi)小鼠進(jìn)行聚類(lèi),結(jié)果顯示兩類(lèi)小鼠具有明顯的差別;
　　 三、結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)模式識(shí)

5、別的方法,初步建立AMPKα2-KO小鼠不同性別之間的偏最小二乘-線性判別模型(PLS-LDA);運(yùn)用一種新的變量篩選方法——子窗口隨機(jī)化分析法(SPA)對(duì)變量進(jìn)行篩選,結(jié)合偏最小二乘-線性判別分析法(PLS-LDA)對(duì)AMPKα2-KO小鼠性比之間的差異進(jìn)行判別分析,建立新的判別模型,所得新的SPA-PLS-LDA模型與原始模型相比,識(shí)別和預(yù)測(cè)的能力均有了很大的提高。
　　 四、運(yùn)用了一種對(duì)多類(lèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行變量篩選的方法——MCT