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基于代谢组学研究甲基乙二醛损伤微血管内皮细胞功能的机制和干预策略

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基于代谢组学研究甲基乙二醛损伤微血管内皮细胞功能的机制和干预...

作者：刘艳安徽医科大学

学位级别：硕士

目的:血管内皮细胞功能障碍是糖尿病血管病变的重要初始因素。甲基乙二醛(Methylglyoxal,MGO)是糖酵解过程中产生的高活性代谢物,对血管内皮细胞功能产生损伤作用。本研究运用非靶向代谢组学和转录组学方法分析MGO作用微血管内皮细胞后... 详细信息

目的:血管内皮细胞功能障碍是糖尿病血管病变的重要初始因素。甲基乙二醛(Methylglyoxal,MGO)是糖酵解过程中产生的高活性代谢物,对血管内皮细胞功能产生损伤作用。本研究运用非靶向代谢组学和转录组学方法分析MGO作用微血管内皮细胞后的代谢通路变化,进一步明确MGO损伤微血管内皮细胞功能的机制,并探索可改善MGO损伤作用的差异代谢物,以期为糖尿病血管并发症的治疗提供新思路。方法:第一部分体外培养微血管内皮细胞,采用MGO干预,实验分为对照组和MGO组。CCK8法检测细胞增殖能力,流式细胞仪检测细胞凋亡及活性氧(Reactive oxygen species,ROS)水平,成管实验检测细胞成管功能,划痕实验检测细胞迁移能力,NO试剂盒检测细胞上清NO含量,q PCR检测相关基因m RNA表达水平,Western blot法检测内皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase,e NOS)蛋白表达情况,利用RNA-seq技术筛选差异基因及涉及的重要信号通路,通过细胞非靶向代谢组学技术分析差异代谢物及代谢通路。第二部分采用L-精氨酸(L-Arginine,Arg)干预MGO作用的微血管内皮细胞,实验分为对照组、Arg组、MGO组和MGO+Arg组。CCK8法检测细胞增殖能力,流式细胞仪检测细胞凋亡,成管实验检测细胞成管功能,划痕实验检测细胞迁移能力,NO试剂盒检测细胞上清NO的含量,Western blot法检测e NOS蛋白表达情况。结果:第一部分1.体外成功构建了MGO损伤微血管内皮细胞的模型。与对照组相比,MGO组细胞活力显著下降,细胞凋亡水平显著增加,ROS产生显著增加,细胞成管及迁移能力显著下降,细胞上清中NO含量显著降低,细胞炎症反应显著升高,且细胞e NOS蛋白表达显著降低。2.细胞转录组学结果表明MGO干预组细胞在基因转录水平产生显著变化。在对照组与MGO组之间共筛选出2844个差异显著基因,上调884个基因,下调1960个基因,其中包括与血管生成密切相关的基因。KEGG通路富集分析结果显示细胞外基质受体相互作用、局部粘连信号通路为富集程度最显著的两条信号通路。3.细胞非靶向代谢组学检测结果表明MGO主要诱导了微血管内皮细胞氨基酸代谢重编程。MGO干预显著改变了278种细胞代谢物含量,其中上调21种代谢物含量,下调257种代谢物含量。KEGG代谢通路分析显示对照组和MGO组之间显著差异代谢通路主要为氨基酸代谢通路和嘌呤嘧啶代谢通路。第二部分与MGO组相比,Arg干预后可显著提高MGO作用的微血管内皮细胞活力,显著降低MGO诱导的细胞凋亡,显著促进MGO损伤的内皮细胞成管及迁移能力,并显著提高了MGO干预的内皮细胞e NOS蛋白表达水平和细胞上清NO的含量。结论:***干预后明显损伤微血管内皮细胞增殖、成管、迁移等功能。***干预后影响了血管生成相关基因的表达,且细胞外基质受体相互作用、局部粘连信号通路是MGO干预后差异基因所显著富集的信号通路。***干预后引起微血管内皮细胞发生代谢重编程,其中氨基酸和嘌呤嘧啶代谢通路发生显著变化,可能为MGO诱导血管内皮细胞功能损伤的新机制。4.代谢组学发现的差异代谢物Arg可以显著改善MGO对血管内皮细胞功能的损伤作用。

关键词：甲基乙二醛微血管内皮细胞代谢组学转录组学 L-精氨酸

新气溶胶模拟室的表征及其在甲基乙二醛二次有机气溶胶形成中的应用

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新气溶胶模拟室的表征及其在甲基乙二醛二次有机气溶胶形成中的应...

作者：田辉山东大学

学位级别：硕士

二次有机气溶胶（SOA）通过大气中挥发性有机物（VOCs）的氧化而产生,甲基乙二醛（MGLY）是生成SOA的重要前体物,可以通过多种途径形成SOA,同时SOA的生成受多种因素影响。目前不同因素对MGLY光氧化形成SOA的影响及低聚物生成的机理并不... 详细信息

二次有机气溶胶（SOA）通过大气中挥发性有机物（VOCs）的氧化而产生,甲基乙二醛（MGLY）是生成SOA的重要前体物,可以通过多种途径形成SOA,同时SOA的生成受多种因素影响。目前不同因素对MGLY光氧化形成SOA的影响及低聚物生成的机理并不明确。因此本研究采用烟雾箱技术手段,探究甲基乙二醛初始浓度（[MGLY]0）,种子酸度及相对湿度（RH）三种因素对MGLY光氧化形成SOA的影响,并配合气相色谱质谱仪（GCMS）和液相色谱质谱仪（LCMS）,研究不同因素对颗粒相中MGLY单体及低聚物的影响,以及对颗粒相中可能存在的其它低聚物的进行分析,推测MGLY光氧化形成SOA的机理,主要结果如下:自主设计搭建了反应器体积为18m3,比表面积为2.17 m-1的烟雾箱,配备了一整套完整的控制系统及分析检测仪器,烟雾箱内配有60根中心波长为354nm的黑光灯作为反应光源,根据稳态光量法测得烟雾箱内有效光强JNO2=（4.53±0.02）×10-4s-1;气态污染物（O3、NO2和NO等）及种子颗粒物的壁损失速率常数分别为kO3=（4.15±0.67）×10-6 s1,kNO2=（6.56±1.41）×10-6 s-1,kNO=（1.55±0.06）×10-6 s-1 和kparticle=（4.38±0.39）×10-5 s-1,与其它烟雾箱的数据对比发现处于同水平,因此我们搭建的烟雾箱是可靠的。不同因素（[MGLY]0、RH和种子酸度）对MGLY光氧化形成SOA的影响实验。MGLY生成SOA的过程分为首次加入MGLY时的吸收和开灯后MGLY的反应过程,实验结果表明[MGLY]0越大,MGLY吸收量越大;种子酸度越大,MGLY吸收量越大;且相对湿度条件越高,MGLY的吸收量越大。通过正交分析结果表明,三个因素对MGLY吸收量的强弱顺序为:RH＞[MGLY]0＞种子酸度。开灯后MGLY光氧化过程形成SOA的影响:随着[MGLY]0增加,SOA产量显着增加,且高RH条件下,形成的SOA的量越多;然而在种子酸度对MGLY光氧化SOA生成的影响实验中,RH=11%时,MGLY光氧化SOA的生成量随种子酸度的增加先增后减,在RH=50%时,SOA的生成量和生长速率随着酸度的增加而增加,种子酸性的影响可能符合高斯分布,与现有的MGLY水合反应形成SOA的实验和模型结果不一致,因此我们得出结论,除了 MGLY水合反应外还存在其它方式形成SOA,MGLY与OH自由基反应形成的低挥发性有机化合物及其进一步反应形成的低聚物不容忽视。研究了[MGLY]0、RH和种子酸度对颗粒相中MGLY单体和低聚物数量的影响。颗粒相中的MGLY单体和低聚物的浓度随着[MGLY]0的增加而增加。种子酸度和RH对MGLY单体及寡聚体的影响与现有MGLY水合反应生成低聚物的结论并不一致,且我们实验中酸度和RH对MGLY单体及低聚物的影响不再规律且显著,说明MGLY光氧化过程中低聚物的形成不再取决于水合反应。更进一步证实,在MGLY光氧化形成SOA的过程中,MGLY与OH自由基的反应、酯化反应和羟醛缩合反应都不能被忽视。LCMS分析结果显示MGLY低聚物主要是通过MGLY与OH自由基反应,产物进一步通过酯化反应或者羟醛缩合反应生成大分子有机物,再此基础上以乙醛或丙酮酸作为单元体进行进一步反应,从而形成低聚物。通过整理实验数据,给出了 MGLY光氧化生成低聚物的可能机理。通过对不同因素对MGLY光氧化生成SOA的影响的探究及生成低聚物机理的提出,可以更好的解释实际大气中低估MGLY形成SOA的原因,并为MGLY光氧化过程对SOA的形成的贡献提供了实验数据支撑,为模型的开发及大气污染控制提供一定的理论指导。

关键词：烟雾箱二次有机气溶胶二羰基化合物甲基乙二醛 OH自由基

黄芪甲苷对甲基乙二醛诱导的大鼠视网膜毛细血管周细胞损伤的保护作用研究

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黄芪甲苷对甲基乙二醛诱导的大鼠视网膜毛细血管周细胞损伤的保护...

作者：宋旺吉首大学

学位级别：硕士

研究背景糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy,DR)是I型糖尿病和II型糖尿病并发症,是导致失明的重要原因之一。DR与视网膜毛细血管周细胞(以下简称周细胞)的丧失密切相关,而周细胞丧失主要由周细胞凋亡导致。周细胞是外血-视网膜屏障... 详细信息

研究背景糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy,DR)是I型糖尿病和II型糖尿病并发症,是导致失明的重要原因之一。DR与视网膜毛细血管周细胞(以下简称周细胞)的丧失密切相关,而周细胞丧失主要由周细胞凋亡导致。周细胞是外血-视网膜屏障(outer blood-retinal barrier,oBRB)的重要组成部分,起到支撑血管作用。早期DR周细胞在病理改变上可见核面积增加,核着色变浅,密度不均匀,形态不规则,随后周细胞丧失,血-视屏障破坏。甲基乙二醛(methylglyoxal,MGO)是糖酵解3一磷酸甘油醛脱氢酶(Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase,GAPD)的中间产物,过量的MGO是生成是导致周细胞损害的主要因素之一。中药黄芪(Astragalus membranaceus(Fisch.)Bunge.)又名绵芪,为多年生草本植物,具有抗衰老、抗应激、降血糖等作用。黄芪甲苷(astragaloside Ⅳ,AS-Ⅳ)是中药黄芪的主要成分之一,有“超级黄芪多糖”之称。AS-Ⅳ具有免疫调节、器官保护、抗凋亡、降血糖、抗衰老等多种功效,因此AS-Ⅳ可能对MGO损伤的视网膜周细胞具有保护作用。实验目的研究AS-Ⅳ对MGO诱导的视网膜血管周细胞损伤的保护作用,并探讨其作用机制。实验方法(1)视网膜血管周细胞损伤模型的建立:给予视网膜周细胞不同浓度的MGO(400、600、800、1000和1200μM)诱导损伤,用CCK-8细胞检测试剂盒检测细胞存活率,确定造模的给药时间和给药浓度。(2)AS-Ⅳ对MGO诱导损伤的视网膜血管周细胞的影响:确定造模条件后,给予细胞不同浓度的AS-Ⅳ预作用2h,然后加入造模条件的MGO,孵育6h后,检测细胞存活率,确定后续实验中AS-Ⅳ的最适浓度。(3)氧化应激及细胞凋亡检测:在细胞内装载荧光探针检测细胞内ROS的水平。用荧光染料Hoechst 33342作用于周细胞后,拍照观察细胞形态和着色强度检测细胞凋亡程度。(4)凋亡相关蛋白电泳及ELISA检测:以Western Blot法检测细胞凋亡的相关蛋白Bcl-2、Bax,利用ELISA法检测Caspase家族蛋白(包括Caspase-3和Caspase-9)的表达水平。实验结果1、造模与AS-Ⅳ保护能力:MGO能够降低周细胞的活力,且呈剂量依赖性,当MGO孵育6 h,浓度为800μM时,细胞活力为64%左右。以此为最佳MGO造模浓度和最适孵育时间,建立周细胞损伤模型。当预给予AS-Ⅳ后,周细胞的活力明显上升,表明AS-Ⅳ能够抑制MGO诱导的周细胞损伤。当AS-Ⅳ浓度达10μM时细胞存活率达到峰值,且与模型组比较有显著性差异。2、细胞内ROS水平检测:模型组的ROS产生明显增多,荧光强度明显高于对照组,数据呈显著性差异。给予AS-Ⅳ后荧光强度降低,与模型组比较呈显著性差异,表明AS-Ⅳ能够降低细胞内ROS的产生。3、AS-Ⅳ对MGO诱导的周细胞凋亡的影响:Hoechst 33342染色显示,对照组周细胞被着色成均匀的淡蓝色,染色质均匀分布于细胞核内,且细胞核形态呈长椭圆状。MGO处理细胞后,细胞核发生明显改变,形态皱缩破碎,染色质聚集,且着色不均匀,有密集的亮蓝色斑点。AS-Ⅳ给药后,给药组细胞与模型组比较,细胞核形态明显恢复,细胞内密集的蓝色亮斑减少,表明AS-Ⅳ能显著改善MGO对周细胞的损伤,具有一定的抗凋亡作用。4、凋亡相关蛋白电泳及ELISA检测:Western Blot显示,与对照组相比,MGO组的抗凋亡蛋白Bcl-2表达量降低,促凋亡蛋白Bax表达上升。给予AS-Ⅳ后,抗凋亡蛋白Bcl-2表达水平上升,且促凋亡蛋白Bax表达水平降低,从而提高了Bcl-2/Bax比例。ELISA法检测Caspase家族蛋白显示,与对照组比较,MGO组Caspase-3和Caspase-9蛋白表达水平升高,给予AS-Ⅳ后Caspase-3和Caspase-9蛋白表达水平明显下降,表明MGO引起的周细胞凋亡被明显抑制。实验结论黄芪甲苷(AS-Ⅳ)能够通过抑制ROS的产生,调节机体内Bcl-2和Bax表达水平,调控Casepase家族蛋白(Caspase-3和Caspase-9)的表达水平,从而抑制视网膜周细胞凋亡,表明AS-Ⅳ具有保护视网膜周细胞的作用。

关键词：周细胞甲基乙二醛黄芪甲苷细胞凋亡糖尿病视网膜病变

乙二醛和甲基乙二醛对人胚肾细胞损伤作用及机制研究

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乙二醛和甲基乙二醛对人胚肾细胞损伤作用及机制研究

作者：夏莹辽宁大学

学位级别：硕士

乙二醛（Glyoxa,GO）和甲基乙二醛（Methylglyoxal,MG）是反应性较高的羰基化合物。GO和MG均可以通过内源性和外源性途径获得。这些化合物在体内积累过多时,会导致细胞内活性氧（Reactive oxygen species,ROS）水平升高,最终导致细胞凋... 详细信息

乙二醛（Glyoxa,GO）和甲基乙二醛（Methylglyoxal,MG）是反应性较高的羰基化合物。GO和MG均可以通过内源性和外源性途径获得。这些化合物在体内积累过多时,会导致细胞内活性氧（Reactive oxygen species,ROS）水平升高,最终导致细胞凋亡。这些羰基化合物与多种疾病密切相关,包括糖尿病性视网膜病变、神经病变和肾病等,损害人类的健康。目前关于GO和MG对人胚肾细胞（Human embryonic kidney,HEK293）损伤作用及机制尚不了解。本研究探究GO和MG对HEK293细胞损伤作用及作用机制,为阐明其肾脏毒性及损伤预防提供实验依据。本研究以HEK293细胞为研究对象,建立GO和MG损伤HEK293细胞模型。通过MTT比色法检测细胞存活率,确定后续实验所用的GO和MG损伤浓度;利用DCFH-DA探针检测细胞内ROS水平;通过Hoechst33258荧光染色实验检测细胞凋亡情况;通过罗丹明123（Rhodamine 123,Rh123）荧光探针检测细胞内线粒体膜电位变化;通过ELISA试剂盒检测细胞内8-羟基脱氧鸟苷（8-Hydroxy-2 deoxyguanosine,8-OHdG）含量;通过Western blot实验检测丝裂原活化蛋白激酶（Mitogen-activated protein kinase,MAPK）、c-Jun N末端激酶（c-Jun N-terminal kinase,JNK）、核因子κB（Nuclear factor kappa-B,NF-κB）、ATM/Chk2/p53等信号通路相关蛋白表达情况和AGEs特异性结合受体（Receptor of advanced glycation end products,RAGE）、转化生长因子-β1（Transforming growth factor-β1,TGF-β1）以及凋亡相关蛋白的表达情况。结果显示,0.25-2 mM GO和MG能够诱导HEK293细胞存活率显著降低,后续实验选择0.5、1和2 mM的浓度作为损伤浓度。HEK293细胞暴露于0.5、1和2 mM的GO和MG后,能够增加细胞内ROS水平,降低线粒体膜电位,增加细胞内8-OHdG含量,促进细胞凋亡。Western blot实验检测结果发现,GO和MG处理显著增加细胞中Bax/Bcl-2蛋白比例、Chk2、p53、p21、RAGE和TGF-β1蛋白表达水平,促进p38、JNK、IκB、ATM和H2AX等蛋白磷酸化,激活p38 MAPK、JNK、NF-κB、ATM/Chk2/p53等相关信号通路。以上研究结果表明,GO和MG可能通过调控细胞凋亡、氧化应激、炎症和DNA损伤等方面诱导HEK293细胞损伤。本研究为阐明GO和MG诱导HEK293细胞损伤作用的具体机制提供实验依据。

关键词：乙二醛甲基乙二醛 HEK293细胞凋亡 DNA损伤

细胞内活性氧在甲基乙二醛促人腹膜间皮细胞分泌血管内皮生长因子中的作用

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肾脏病与透析肾移植杂志 2005年第4期14卷 329-332,376页

作者：洪富源孙芳刘军姚建黄一新唐知还复旦大学上海市第一人民医院肾内科上海200080

目的:观察葡萄糖降解产物甲基乙二醛(MGO)对人腹膜间皮细胞(HPMC)分泌血管内皮生长因子(VEGF)的影响及细胞内活性氧(ROS)在其中的作用。方法:分别用不同浓度的MGO及抗氧化剂N-酰-L-半胱氨酸(NAC)作用于细胞,用RT-PCR和ELISA方法测定HPMC... 详细信息

目的:观察葡萄糖降解产物甲基乙二醛(MGO)对人腹膜间皮细胞(HPMC)分泌血管内皮生长因子(VEGF)的影响及细胞内活性氧(ROS)在其中的作用。方法:分别用不同浓度的MGO及抗氧化剂N-酰-L-半胱氨酸(NAC)作用于细胞,用RT-PCR和ELISA方法测定HPMC中VEGF的表达;再以氧化敏感的荧光染料2、7-二氢二氯荧光素(DCFH)染色,流式细胞仪测定细胞内ROS强度。结果:MGO能使细胞内ROS水平明显升高,呈浓度依赖效应;MGO同时以时效和量效方式促进HPMC中VEGF的表达;而NAC能够明显抑制MGO导致的细胞内ROS升高,同时抑制HPMC中VEGF的分泌。结论:MGO可能部分通过诱导细胞内ROS,促进HPMC表达VEGF,从而引起腹膜新生血管的增加,最终导致腹膜失超滤现象。

关键词：人腹膜间皮细胞活性氧血管内皮生长因子腹膜透析分泌血管内皮生长因子细胞内活性氧甲基乙二醛血管内皮生长因子(VEGF) 细胞内ROS ELISA方法

组蛋白甲基化和甘露醇通过调节甲基乙二醛含量影响拟南芥主根生长的探究

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组蛋白甲基化和甘露醇通过调节甲基乙二醛含量影响拟南芥主根生长...

作者：郭晨晨武汉大学

学位级别：硕士

植物组蛋白H3翻译后修饰参与调节植物众多生长发育过程包括主根生长。甲基乙二醛(methylglyoxal,MG)作为植物重要的代谢产物不仅可以修饰组蛋白H3,较高浓度MG还可以抑制主根生长。但组蛋白甲基化和MG修饰的联系还不清楚,组蛋白甲基化和M... 详细信息

植物组蛋白H3翻译后修饰参与调节植物众多生长发育过程包括主根生长。甲基乙二醛(methylglyoxal,MG)作为植物重要的代谢产物不仅可以修饰组蛋白H3,较高浓度MG还可以抑制主根生长。但组蛋白甲基化和MG修饰的联系还不清楚,组蛋白甲基化和MG抑制主根生长的机制也有待进一步研究。本论文针对组蛋白甲基化、甘露醇和MG对拟南芥主根生长的影响展开了进一步探究。我们的实验结果发现,组蛋白甲基转移酶突变体(atx1和ashh3)和甘露醇处理可以影响植物体内MG含量,高浓度的MG进而通过修饰与根生长有关的基因PLT1和PLT2的组蛋白H3抑制其转录,从而影响了拟南芥的主根生长。本论文主要取得的研究结果如下:1、组蛋白甲基转移酶突变体atx1和ashh3对MG相对敏感外源施加0.1 m M MG,观察多个甲基化和乙酰化相关的突变体及野生型拟南芥的主根生长表型,发现组蛋白甲基转移酶突变体atx1和ashh3对MG比较敏感。2、突变体atx1和ashh3通过促进MG积累增强组蛋白H3的MG修饰利用识别MG修饰蛋白的抗体Anti-MMP,通过Western blot检测0.1 m M MG处理0、12、24 h后atx1和ashh3突变体以及野生型组蛋白H3的MG修饰情况,发现atx1和ashh3突变体相较于对照组呈现MG修饰程度增强的结果。与之相一致,未处理的突变体MG含量比未处理的野生型高,MG处理的突变体MG含量更高。说明组蛋白甲基化的改变可以影响拟南芥MG含量,从而影响MG修饰组蛋白H3。3、MG通过抑制PLT1和PLT2的转录调控主根生长通过RNA-seq检测MG处理的野生型幼苗基因表达情况,发现MG抑制PLT1和PLT2基因的表达,并通过q RT-PCR对该结果进行了验证。用MG处理plt1 plt2双突变体和野生型并分析根长,发现MG处理并不影响plt1 plt2双突变体的根长,但抑制野生型根长,表明MG使拟南芥主根变短是由于PLT1和PLT2表达量降低引起的。4、MG通过修饰PLT1和PLT2基因抑制其转录利用Anti-MMP进行Ch IP-seq的检测,能富集PLT1和PLT2基因,其结果经Ch IP-q PCR验证。这些结果表明MG能通过修饰PLT1和PLT2处染色质蛋白,抑制其转录。5、甘露醇通过诱导植物体内MG积累抑制PLT1和PLT2表达用甘露醇模拟干旱处理,可以促进拟南芥体内MG积累。我们通过施加200m M甘露醇发现,对MG敏感的atx1和ashh3突变体对甘露醇同样敏感,但甘露醇并不抑制plt1 plt2双突变体根长。Ch IP-q PCR和q RT-PCR结果显示,甘露醇诱导的MG积累通过修饰PLT1和PLT2处染色质蛋白抑制其转录,从而影响拟南芥主根生长。

关键词：主根生长组蛋白甲基化甲基乙二醛甘露醇 PLT

血浆甲基乙二醛水平与超重肥胖及糖尿病患者的相关性研究

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血浆甲基乙二醛水平与超重肥胖及糖尿病患者的相关性研究

作者：董肖肖承德医学院

学位级别：硕士

随着目前生活水平的提高,肥胖及糖尿病(diabetes mellitus,DM)代谢性疾病发病率呈逐年升高的趋势。甲基乙二醛(methylglyoxal,MG)作为一种高反应性的二羰基化合物,是晚期糖基化终产物(advanced glycationend products,AGEs)的主要前体,... 详细信息

随着目前生活水平的提高,肥胖及糖尿病(diabetes mellitus,DM)代谢性疾病发病率呈逐年升高的趋势。甲基乙二醛(methylglyoxal,MG)作为一种高反应性的二羰基化合物,是晚期糖基化终产物(advanced glycationend products,AGEs)的主要前体,其形成和积累会引起DNA和蛋白质重构的增多,导致细胞和组织功能的失调以及老化与疾病,比如肥胖、DM、癌症、中枢神经系统疾病等。血浆MG水平升高会导致DM患者心血管并发症的发生,也是糖尿病肾脏疾病(diabetic kidney disease,DKD)等微血管并发症发生及发展的一个重要危险信号。肥胖者的血浆MG浓度可增加2倍,2型糖尿病(Type 2 diabetes mellitus,T2DM)患者MG血浆浓度可增加3-4倍,DKD组甚至更高。目前,高效液相色谱、气相色谱-质谱、酶联免疫吸附法(Enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)、毛细管电泳、电化学生物传感器等技术已被用于测定样品中MG的含量。在此,我们将用ELISA方法检测在不同代谢紊乱人群中血浆MG的水平,以探讨MG在代谢方面的影响。目的:本研究观察血浆MG在正常人群、超重肥胖、DM及DKD患者血浆中的浓度,比较不同组别中血浆MG水平,探讨超重肥胖、DM及DKD人群中MG水平的差异,并分析其可能的影响因素。方法:1标本采集选取沧州市人民医院内分泌代谢科门诊及病房患者107例作为研究对象,分为超重肥胖组(overweight and obesity,OAO,n=40)、DM组(n=44)、DKD组(n=23),同一时期沧州市人民医院健康体检中心的健康体检者为正常对照组(normal control,NC,n=33),与患者说明实验原因并签署知情同意书。对受试者分别抽取静脉血,留取血浆,存放于-40℃冰箱,待测血浆MG的水平。2临床指标的测定(1)采集年龄、身高、体重、腰围,计算体重指数(body mass index,BMI)。(2)记录患者空腹胰岛素(fasting insulin,INS)、空腹C肽、糖化血红蛋白(glycosylated hemoglobin,HbA1c)、总胆固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(triglyceride,TG)、低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDL-c)、高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein cholesterol,HDL-c)、谷丙转氨酶(alanine aminotransferase,ALT)、肌酐(creatinine,Cr)、尿微量白蛋白与尿肌酐的比值(ACR),通过简化的MDRD公式计算肾小球滤过率(glomerular filtration rate,eGFR)。(3)ELISA测定血浆MG。结果:1.临床指标组间比较:OAO组与NC组比较,两组年龄、性别构成无统计学差异(P>0.05),BMI、腰围、内脏脂肪面积、TC、TG差异有统计学意义(P0.05),FINS、空腹C肽、HbA1c、TC、LDL-c差异有统计意义(P0.05),HbA1c、Cr、ACR、eGFR差异有统计学意义(P<0.05)。***水平组间比较:血浆MG水平NC组低于OAO组、OAO组低于DM组、DM组低于DKD组,差异均有统计学意义(P<0.05)。***相关分析,血浆MG水平与年龄、BMI、腰围、内脏脂肪面积、HbA1c、Cr、ACR呈正相关(r值分别是0.326、0.322、0.220、0.316、0.623、0.656、0.272,P<0.05),与eGFR呈负相关(r值-0.465,P<0.05)。4.对OAO组进行多元线性回归分析,内脏脂肪面积、BMI与MG的水平呈正相关,是超重肥胖组MG的独立影响因素(P<0.05)。5.对DM组进行多元线性回归分析,HbA1c与MG水平呈正相关,是DM组MG的独立影响因素(P<0.05)。6.对DKD组进行多元线性回归分析,Cr、HbA1c与MG水平呈正相关,eGFR与MG水平呈负相关,是DKD组MG的独立影响因素(P<0.05)。结论:1.与健康人群相比,超重肥胖、DM、DKD患者的血浆MG水平均升高。***水平与年龄、BMI、腰围、内脏脂肪面积、HbA1c、Cr、ACR呈正相关;与eGFR呈负相关。3.超重肥胖患者的MG水平与内脏脂肪

关键词：甲基乙二醛酶联免疫吸附法超重肥胖糖尿病糖尿病肾脏疾病

比率型甲基乙二醛荧光探针的设计合成与细胞成像

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比率型甲基乙二醛荧光探针的设计合成与细胞成像

作者：汪会玲华中师范大学

学位级别：硕士

活性羰基化合物（Reactive Carbonyl Species,RCS）是由一类具有一个或多个羰基的小分子组成的家族,从细菌到人类体内均有分布,RCS主要由碳水化合物、脂质、蛋白质及氨基酸不断代谢产生的。4-羟基-2（E）-烯壬醛（4-HNE）、丙二醛（MDA... 详细信息

活性羰基化合物（Reactive Carbonyl Species,RCS）是由一类具有一个或多个羰基的小分子组成的家族,从细菌到人类体内均有分布,RCS主要由碳水化合物、脂质、蛋白质及氨基酸不断代谢产生的。4-羟基-2（E）-烯壬醛（4-HNE）、丙二醛（MDA）、甲基乙二醛（MGO）、甲醛（FA）、丙烯醛等是具有代表性的活性羰基化合物。迄今为止,已有大量的证据表明这些小分子在重要的生理或病理过程中起着关键的作用。其中,MGO作为晚期糖基化终末产物（AGEs）的重要前体受到越来越多的关注。MGO主要是由生物体内糖代谢,脂质体过氧化以及蛋白质,氨基酸的代谢生成,能够与生物体内大分子上的氨基或羟基发生亲和反应形成AGEs。由MGO参与形成的AGEs会对生物系统产生一定的危害,比如氧化应激、炎症、蛋白质功能障碍、内皮细胞功能障碍等。已有报道表明几种严重的疾病如肥胖、心血管疾病、肾功能障碍、糖尿病等都与 MGO水平:升有关。MGO水平升高可能是糖尿病及其并发症发生的关键病理学因素,因此,MGO可能成为继血糖以及糖化血红蛋白（HbA1c）之外的糖尿病及其并发症的生物标记分子。检测MGO的传统方法主要是基于电化学或吸光度的检测,依赖于HPLC、GC-MS等测试手段。但这些方法存在复杂的样品前处理过程,对细胞和组织伤害较大,关于生物体内MGO含量,不同文献报道MGO的浓度数值差了 3个数量级。因此,为了更好地理解MGO在细胞过程和相关疾病的病理学中的作用,需要准确和可靠地测量生物样品中的MGO浓度。由于荧光探针具有高选择性、特异性以及良好的生物相容性,越来越多的被用于生物系统中小分子的实时检测。目前已存在的用于MGO成像的探针,所用的识别基团是均邻苯二胺（OPD）,但OPD会与生物系统重要的小分子一氧化氮（NO）以及甲醛（FA）反应,在特异性方面存在不足,这种探针也不能用于内源性MGO的检测。另一方面,常见的turn-on型荧光探针,检测MGO时依赖于单一发射峰的变化,会受仪器效率、光散射以及微环境的影响。相比之下,比率型荧光探针具有两个发射峰,在一定程度上可以避免上述干扰,从而更好的对生物样品中的MGO进行追踪和定量。基于MGO重要的生物学意义,发展一种理想的比率型荧光探针检测内源性的MGO时十分有必要的。本文我们通过模型反应发现了一种能够特异性与MGO反应的识别基团（氨基乙酰氨）,设计合成了第一个基于抑制激发态分子内质子转移（ESIPT效应）为发光机理的比率型荧光探针WHL45。为了验证其发光机理,合成了以香豆素为荧光团的探针WHL77。结果表明WHL45在缓冲溶液以及活细胞内均能特异性的与MGO反应,尤其不受NO与FA的干扰。此外,WHL45可用于内源性MGO的检测,我们利用此探针验证了脂质体过氧化、糖代谢、蛋白质代谢等几条内源性MGO的产生途径。最后,我们将WHL45应用于临床糖尿病及其并发症患者的血细胞荧光成像,结果表明:与正常人相比,糖尿病及其并发症患者体内具有更高水平的MGO,其中MGO的水平与糖尿病并发症的严重程度可能存在正相关的关系。综合来看,WHL45不仅可以用于基础研究中MGO的检测,也有应用于临床疾病的早期诊断的潜力。

关键词：活性羰基化合物甲基乙二醛激发态分子内质子转移比率型荧光探针特异性内源性糖尿病及其并发症

运动行为对老年T2DM患者血清BDNF，甲基乙二醛及认知功能的影响

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运动行为对老年T2DM患者血清BDNF，甲基乙二醛及认知功能的影响

作者：孙波兰州大学

学位级别：硕士

目的:探讨老年T2DM患者的血清BDNF,MG水平,认知功能及三者之间的相互影响。方法:本研究采取频数匹配方法选取病例及正常人群进行对照。本研究选取兰州大学第二医院糖尿病2,3科老年2型糖尿病患者64例,均来自于2014年2月一2015年3月该时... 详细信息

目的:探讨老年T2DM患者的血清BDNF,MG水平,认知功能及三者之间的相互影响。方法:本研究采取频数匹配方法选取病例及正常人群进行对照。本研究选取兰州大学第二医院糖尿病2,3科老年2型糖尿病患者64例,均来自于2014年2月一2015年3月该时间段住院患者。对照组为相同时间段前往兰州大学第二医院体检中心进行健康体检的非糖尿病老年人群57例。两组均排除精神类疾病及老年痴呆等。将非糖尿病老年人群对照组与老年2型糖尿病患者病例组按照年龄、性别及文化程度进行频数匹配。(1)ELISA法检测两组的BDNF;(2)HPLC法检测MG;(3)重复性成套心理状态测验(RBANS)检测认知功能。结果:老年T2DM组患者的血清BDNF水平4.97±3.05ng/ml,MG的水平67.9nmol/L;正常老年对照组血清BDNF水平11.77±7.92ng/ml,MG的水平43.86nmol/L,两组数据相比,老年T2DM组患者的血清BDNF水平(4.97±3.05ng/ml)与非糖尿病老年人群对照组(11.77±7.92ng/ml)有明显的下降(P甲基乙二醛(MG)的水平(67.9nmol/L)比非糖尿病老年人群对照组明显升高43.86nmol/L(P<0.05);并且血清MG升高的水平与血清BDNF下降水平具有一定的相关性。老年T2DM组和非糖尿病老年人群对照组相比,在认知量表标准化测验总分、视觉广度、即刻记忆、延时记忆和注意力方面的得分下降较为明显(P

关键词：老年2型糖尿病认知功能甲基乙二醛脑源性神经营养因子糖尿病 2型老年运动行为认知功能 MG BDNF