基于质谱技术的肌肉等长等张收缩尿代谢组学研究

作     者：许素婷 

作者单位：天津医科大学 

学位级别：硕士

导师姓名：肖丹娜

授予年度：2021年

学科分类：1003[医学-口腔医学] 100302[医学-口腔临床医学] 10[医学] 

主      题：咀嚼肌 等长收缩 等张收缩 尿代谢组学 

摘      要：研究目的:口腔功能矫形是正畸领域重要的组成部分,口腔颌面部肌肉改建对于正畸功能矫形治疗具有重要意义。随着组学技术的不断更新发展,利用代谢组学进行疾病机制的探索和疾病诊疗的研究成为了医学热点问题。本实验通过液相色谱-质谱联用技术平台分析肌肉等长收缩和等张收缩过程中机体代谢产物的改变,探索咀嚼肌改建的发生机制以及分子通路,寻找两种运动模式下的非创伤性生物标志物,为临床功能矫形治疗疗效以及监测提供参考。研究方法:选取18只健康雌性大耳白家兔随机分为等长收缩、等张收缩以及对照组三组,每组6只。实验动物通过按标准化流程完成种植钉植入手术和等长等张加力装置的置入。在模型建立后的2、4周分别收集实验动物的尿液样本。所有样本采集完成后使用液相色谱-质谱(LC-MS)技术平台对进行代谢产物分析,使用Mzmine2.0软件对质谱提取的原始数据进行前处理,通过SIMCA-P+软件建立主成分分析模型(PCA)和正交偏最小二乘判别分析模型(OPLS-DA),根据模型中的变量投影重要性值和非参数检验等统计学方法对潜在差异性代谢离子进行筛选,并对最终筛选出的特征性代谢离子进行物质鉴定和代谢通路分析。研究结果:建立了基于LC-MS平台肌肉等长收缩和等张收缩的尿液代谢组学的PCA模型和OPLS-DA模型。等长收缩组OPLS-DA模型解释率为R2X为58.5%,R2Y为98.4%,预测率Q2Y为60.7%;等张收缩组模型解释率R2X为85.6%,R2Y为100%,预测率Q2Y为61.3%。通过LC-MS和数据分析处理,最终在等长收缩组筛选出具有统计学差异的9个特征性代谢离子(其中5个升高,4个降低;VIP1且P1且P0.05),包括灵芝酸A、原卟啉原Ⅸ、依普黄酮。结论:1、通过基于质谱技术的肌肉等长等张收缩的代谢组学研究,发现肌肉不同改建模式一定程度体现在尿液的代谢谱中。2、肌肉等长和等张收缩可能同时存在相同和不同代谢通路的改变,与能量代谢、脂质分解、磷脂代谢等代谢通路的变化相关,但仍需进行更多的相关研究进一步验证。本实验为功能矫形研究提供了新的思路。