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研究背景 抑郁症(depression)是一种全球性的、多发的精神疾病;由于其致残性和致自杀倾向性;严重威胁到人类健康;加重了社会医疗负担。抑郁症的发病机制复杂多样;既往研究多集中于中枢神经系统的改变;但近来有研究证明抑郁症是一种全身性的疾病;其病理生理改变可能并不局限于大脑各脑区。因此;探讨外周器官与抑郁症的相互联系对抑郁症发病机制的全面深入研究具有重要意义。 代谢组学是一门针对生物细胞内所有的生化代谢信息;对体内所有代谢产物进行定性和定量分析;以探讨代谢物种类和表达水平的改变对疾病发生及进展的影响的学科。代谢组学分析可以揭示细胞、组织、器官;乃至生物个体的全面生化状态变化;寻找疾病的潜在发病机制。目前;代谢组学已广泛应用于医学的各个领域;在神经精神疾病研究中的应用也日趋成熟。 目的 利用基于GC-MS的代谢组学研究;发现CUMS抑郁模型小鼠肝脏差异代谢物谱;并通过生物信息学分析对差异代谢物参与的生物学通路进行分析;以研究抑郁症发病过程中肝脏的分子病理机制;探讨抑郁症发病与肝脏代谢物谱变化的关系;为抑郁症的诊断和治疗提供更完善全面的理论依据。 方法 筛选40只成年雄性C57BL/6J小鼠(周龄、体重均在适宜范围内);并将其随机分为抑郁模型组和健康对照组;每组20只。抑郁模型组接受4周的CUMS造模刺激后;测定两组小鼠的糖水偏好和体重;并进行旷野试验和强迫游泳实验。小鼠肝脏取材后;每组各选取10只样本进行GC-MS代谢组学分析及差异代谢物生物信息学分析。另各选取6只样本进行代谢通路关键蛋白Western blotting验证。 结果 1、与对照组小鼠相比;抑郁模型组小鼠在糖水偏好、体重、旷野试验总活动距离、强迫游泳不动时间四项行为学评价指标均具有显著性差异;表明抑郁模型造模成功。 2、GC-MS多维统计分析(PCA和OPLS-DA)结果表明;模型组和对照组小鼠肝脏的代谢物谱之间显著性差异具有统计学意义;筛选出的差异代谢物共有29种。与对照组相比;抑郁模型组中有8种差异代谢物表达显著下调;而有21种表达显著上调。 3、MetaboAnalyst相关联的KEGG代谢通路分析表明;差异代谢物主要参与蛋白质生物合成、氨基酸代谢(谷氨酸代谢)、氧化应激代谢(谷胱甘肽代谢)和能量代谢等生物学通路。 4、Western blotting验证结果显示;谷胱甘肽代谢通路上的关键蛋白谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)(p<0.05)和谷氨酸代谢通路上的谷氨酰胺合成酶(GL syn)(p<0.001)在模型组小鼠肝脏中的表达量显著高于对照组;而谷胱甘肽还原酶(GRase)和谷氨酸脱羧酶(GAD)的表达量差异无统计学意义(p>0.05)。 结论 CUMS 抑郁模型小鼠肝脏代谢组学分析表明抑郁症发病过程中肝脏存在代谢物质的改变;这些差异表达的代谢物参与了蛋白质生物合成、氨基酸代谢(谷氨酸代谢)、氧化应激代谢(谷胱甘肽代谢)和能量代谢等重要生物学过程;可能与抑郁症的疾病发生和进展具有潜在的联系。