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长期低剂量经口摄入敌敌畏对大鼠毒性作用的代谢组学研究

作　者: 杨金丹
导　师: 赵秀娟
学　校: 哈尔滨医科大学
专　业: 营养与食品卫生学
关键词: 敌敌畏毒性代谢组学长期低剂量超高效液相色谱/飞行时间串联质谱
分类号: R114
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

目的：用代谢组学方法研究长期低剂量经口摄入敌敌畏对大鼠的毒性作用及可能的作用机制，筛选敌敌畏早期暴露的敏感生物标志物，为评价敌敌畏长期低剂量暴露对人类机体的影响提供更为可靠的理论依据。方法：雄性Wistar大鼠（180g－220g）按体重随机分为四组：低剂量组（大鼠经口摄入敌敌畏的最大无作用剂量即NOAEL，2.4mg/kg bw/d），中剂量（7.2mg/kg bw/d,3×NOAEL），高剂量组（21.6mg/kg bw/d,9×NOAEL）和对照组。敌敌畏按照上述剂量通过饮水给予大鼠，连续染毒24周，对照组大鼠直接给予饮用水。在实验进行4周、8周、12周、16周、20周和24周时，采集大鼠的血液、尿液和组织样本，进行生化指标检测、组织病理学检测，同时应用超高效液相色谱－质谱联用仪对尿液和血浆进行代谢组学分析。结果：血清生化指标显示，与对照组比较，中、高剂量组的胆碱酯酶(ChE)在染毒4周后即明显升高（p＜0.05），谷氨酸氨基转移酶（ALT）、天门冬氨酸转氨酶（AST）、尿素氮（BUN）和肌酐（Cr）的含量在染毒12周后明显升高（p＜0.05）；高剂量组白蛋白(ALB)在染毒12周后含量亦明显降低（p＜0.05）。低剂量组的这几个指标在实验过程中均没有发现明显变化。组织病理学检测显示，实验进行12周时，中、高剂量组肝组织出现脂肪变性或是细胞坏死等异常改变，低剂量组和对照组在整个实验过程中无异常变化。尿液代谢组学研究在正、负离子模式下共发现12个代谢物的异常改变。敌敌畏的代谢产物邻苯二甲酸二甲酯（DMP），仅出现在染毒组，且随着染毒剂量的增高，强度增加。与对照组比较，除了DMP，低剂量组尿液中的这些代谢物与对照组相比没有显著差异（p＞0.05）。中剂量组中吲哚酚硫酸和硫酸雌酮在敌敌畏处理12周后强度增高（p＜0.05），乳糖醛酸在实验20周后强度升高（p＜0.05），尿酸、辛二酸、古洛糖酸、尿素和肌酐在实验8周后强度显著降低（p＜0.05），柠檬酸实验进行12周后强度降低（p＜0.05）；高剂量组中的吲哚酚硫酸实验8周后强度增高（p＜0.05），硫酸雌酮和乳糖醛酸实验12周后强度增强（p＜0.05），尿酸（负离子模式）、辛二酸和柠檬酸在染毒8周后强度降低（p＜0.05），尿酸（正离子模式）、尿素和肌酐在整个实验的24周强度均降低（p＜0.05）。血浆代谢组学分析显示，与对照组相比，正、负离子模式下共发现10个代谢物的异常改变。低剂量组LysoPE(16:0/0:0)实验16周后强度升高（p＜0.05）；LysoPC(17:0/0:0)、脱氢鞘氨醇、C16脱氢鞘氨醇和C17脱氢鞘氨醇染毒16周后强度降低（p＜0.05）。中剂量组LysoPE(16:0/0:0)实验16周后强度升高（p＜0.05）；花生四烯酸、LysoPC(16:0/0:0)、 LysoPC(0:0/18:0)和C17脱氢鞘氨醇在实验12周后强度降低（p＜0.05）；LysoPC(15:0/0:0)和鞘氨醇染毒处理16周强度降低（p＜0.05）；LysoPC(17:0/0:0)、脱氢鞘氨醇、C16脱氢鞘氨醇整个实验过程全部降低（p＜0.05）。高剂量组中除代谢物LysoPE(16:0/0:0)实验12周后强度升高（p＜0.05）外，其余9个代谢物在实验过程中6个时间点强度全部降低（p＜0.05）。结论：DMP作为敌敌畏在尿液中的代谢产物，具有灵敏性和特异性，可以作为敌敌畏暴露的一个生物标志物；大鼠暴露于敌敌畏后，影响了糖类、脂类的代谢及机体的抗氧化系统；尿液代谢组学分析显示，在最大无作用剂量（NOAEL）水平上，没有发现敌敌畏对大鼠机体的异常影响；血浆代谢组学分析显示一些脂类的异常改变与脏器损伤有关；代谢组学技术在研究敌敌畏长期低剂量暴露毒性方面有独特的优势。

全文目录

中文摘要  6-8
英文摘要  8-10
1、文献综述  10-15
  1.1 敌敌畏国内外研究现状  10-11
    1.1.1 敌敌畏的神经毒性  10
    1.1.2 敌敌畏的肝脏毒性  10
    1.1.3 敌敌畏的肾脏毒性  10-11
    1.1.4 敌敌畏的生殖毒性  11
    1.1.5 敌敌畏的致癌性  11
  1.2 代谢组学国内外研究现状  11-15
    1.2.1 代谢组学概述  11-12
    1.2.2 代谢组学在毒理学领域的应用  12-15
2、前言  15-16
3、材料与方法  16-20
  3.1 实验材料  16
  3.2 动物处理  16-17
  3.3 样品收集及预处理  17
  3.4 生化指标检测  17
  3.5 组织病理学检测  17
  3.6 样品代谢组学检测  17-19
    3.6.1 样品前处理过程  17-18
    3.6.2 超高效液相色谱条件  18
    3.6.3 飞行时间质谱检测器条件  18-19
    3.6.4 生物标志物的确定及结构解析  19
  3.7 统计分析  19-20
4、结果  20-35
  4.1 一般行为状态  20
  4.2 饮水量及体重  20-21
    4.2.1 饮水量  20
    4.2.2 体重  20-21
  4.3 肝脏组织病理学检测  21-22
  4.4 生化指标分析  22
  4.5 高效液相色谱串联质谱分析  22-28
    4.5.1 尿样分析  22-26
    4.5.2 血样分析  26-28
  4.6 生物标志物的筛选和确定  28-35
    4.6.1 尿液样品的标志物筛选和确定  28-32
    4.6.2 血浆样品的标志物筛选和确定  32-35
5、讨论  35-40
  5.1 体重、生化指标、组织形态学改变  35
  5.2 代谢产物改变  35-40
    5.2.1 尿液代谢物变化  35-37
    5.2.2 血浆代谢物变化  37-40
6、结论  40-41
参考文献  41-48
个人简历  48

长期低剂量经口摄入敌敌畏对大鼠毒性作用的代谢组学研究

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