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晕动症（Motion Sickness,MS）是一种由于人体暴露于异常加速度环境所引起的自主神经反应综合征,主要的症状包括恶心、呕吐、脸色苍白、冷汗、唾液分泌过多、嗜睡和疲劳。MS易感性流行病学调查显示,不同个体间MS易感性存在差异,甚至同一个体对不同类型的运动刺激也具有不同的敏感性。现有的MS易感性评价方法,包括主观评价和客观评价均存在一定局限性。例如通过检测血浆内源性大麻素或肾上腺皮质激素等生化指标评价MS易感性,准确率不高。本研究在建立动物MS模型的基础上观察不同模式垂荡刺激后大鼠的胃肠道反应（条件性张口和排便反应）、自发活动变化,初步判断MS严重程度与刺激频率、加速度间的关系。利用人群试验探索人体MS严重程度与垂荡刺激频率、加速度间的关系,建立人群MS症状评价数学模型。通过易感性筛选获得MS敏感和不敏感人群,采集晕船前后血浆样本,筛选MS相关蛋白-代谢分子标志物。最后对筛选出的分子标志物进行验证和评价。研究内容:1.观察大鼠接受不同模式垂荡刺激后行为学变化将大鼠分为4个实验组,分别为垂荡运动A组（频率0.20Hz,加速度0.035g）、垂荡运动B组（频率0.40Hz,加速度0.092g）、垂荡运动C组（频率0.80Hz,加速度0.34g）和静置对照组。观察不同组别大鼠的排便反射、张口反射以及笼内自发活动（运动距离、活动速度、停滞时间）变化。2.观察人群接受不同模式垂荡刺激后晕船症状变化将受试人群分为19个模式组,分别为模式1（加速度0.29g,频率0.71Hz）、模式2（加速度0.25g,频率0.61Hz）、模式3（加速度0.25g,频率0.59Hz）、模式4（加速度0.25g,频率0.48Hz）、模式5（加速度0.21g,频率0.42Hz）、模式6（加速度0.2g,频率0.3Hz）、模式7（加速度0.19g,频率0.56Hz）、模式8（加速度0.18g,频率0.48Hz）、模式9（加速度0.18g,频率0.4Hz）、模式10（加速度0.15g,频率0.35Hz）、模式11（加速度0.15g,频率0.29Hz）、模式12（加速度0.13g,频率0.2Hz）、模式13（加速度0.1g,频率0.6Hz）、模式14（加速度0.1g,频率0.5Hz）、模式15（加速度0.1g,频率0.4Hz）、模式16（加速度0.1g,频率0.34Hz）、模式17（加速度0.1g,频率0.27Hz）、模式18（加速度0.06g,频率0.17Hz）、模式19（加速度0.05g,频率0.5Hz）。不同组别接受不同模式垂荡刺激后,利用Graybiel评分量表对每个人的MS严重程度进行评分量化。观察不同运动模式下,人群MS严重程度的分布与规律。3.筛选MS敏感与不敏感人群晕船前后血浆中差异表达蛋白质与代谢物利用非靶蛋白组学和非靶代谢组学的方式,筛选敏感与不敏感人群晕船前后血浆中差异表达的蛋白质和代谢物,初步确定候选差异蛋白和差异代谢物。4.验证MS敏感与不敏感人群晕船前后血浆中差异表达蛋白质与代谢物利用Western-blot和靶向代谢组学的方式,验证候选差异蛋白和差异代谢物,明确MS相关蛋白-代谢分子标志物。研究结果:1.与静置对照组相比,垂荡运动C组大鼠条件性张口次数和排便颗粒数明显增加,垂荡运动B组大鼠排便颗粒数明显增加。垂荡运动C组大鼠条件性张口次数和排便颗粒数均多于垂荡运动A组,垂荡运动C组大鼠排便颗粒数多于垂荡运动B组,垂荡运动B组大鼠排便颗粒数多于垂荡运动A组。旷场探索活动观察结果显示,与静置对照组和垂荡运动A组相比,垂荡运动B、C组大鼠平均运动速度、移动总距离均明显减少,停滞时间明显延长。与垂荡运动B组相比,垂荡运动C组大鼠平均运动速度、移动总距离减少,停滞时间延长。2.接受相应模式垂荡运动刺激后,各组间不同症状人员占比有差异,其中无不适人员占比最高的为模式13,轻度不适人员占比最高的为模式2和模式16,中度不适人员占比最高的为模式4,重度不适人员占比最高的为模式3、模式12和模式14,极度不适人员占比最高的为模式6。按照Graybiel量表评分由高至低排序,评分最高的3种模式为模式6、12、7。恶心综合症或唾液增加评分最高的三种模式为模式6、12、8。皮肤颜色评分最高的三种模式为模式7、15、8。恶心发生率最高的三种模式为模式12、6、14。流涎发生率最高的三种模式为模式6、7、12。头晕发生率最高的三种模式为模式19、11、7。呕吐发生率最高的三种模式为模式8、15、7。3.利用非靶蛋白组学和非靶代谢组学,通过生物信息学分析,初步筛出8个候选差异蛋白:白三烯A-4水解酶（LTA4H）、氨基肽酶（CD13）、C1s补体（C1s）、转铁蛋白（TF）、Myb相关蛋白（B-MYB）、受体型酪氨酸蛋白磷酸酶（DEP1）、软骨寡聚基质蛋白（COMP）、信号素-4B蛋白（SEMA4B）;14个候选差异代谢物:甘鹅去氧胆酸盐、牛磺脱氧胆酸盐、α-亚麻酸、二十二碳六烯酸、花生四烯酸、肾上腺素酸、谷氨酰胺、酪氨酸、天冬酰胺、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸。4.利用Western-blot和靶向代谢组学对候选差异蛋白/代谢物进行验证,验证结果和筛选结果完全一致的蛋白质有:C1s、LTA4H、CD13、B-MYB;部分一致的为SEMA4B。ROC（receiver operating characteristic curve,受试者工作特征曲线）分析结果显示,垂荡刺激前LTA4H非靶筛选AUC（Area Under Curve,曲线下面积）值为0.889,Western验证AUC值为0.778。垂荡刺激后C1s非靶筛选AUC值为0.68,Western验证AUC值为0.889。验证结果和筛选结果完全一致的代谢物有:α-亚麻酸、二十二碳六烯酸、花生四烯酸、肾上腺酸、谷氨酰胺、天冬氨酸、酪氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸;部分一致的有:甘鹅去氧胆酸盐、牛磺脱氧胆酸盐、蛋氨酸、亮氨酸和异亮氨酸。ROC分析结果显示,垂荡刺激前缬氨酸非靶筛选AUC值为0.818;垂荡刺激后酪氨酸非靶筛选AUC值为0.738,苯丙氨酸靶向验证AUC值为0.742。研究结论:1.随着运动频率增加,大鼠晕船症状明显加重。2.人群试验结果显示,当频率不变,加速度逐渐加快时,MS严重程度表现为先升高后降低;而当加速度不变时,随着运动频率的加快,MS严重程度呈现先升高、后降低、再升高、再降低的趋势,呈现两个波峰。3.通过比较MS敏感人群与不敏感人群晕船前后血浆中蛋白和代谢物水平发现,共有21294个肽段、1251个蛋白以及16208个代谢物出现差异表达。4.血浆蛋白LTA4H水平可作为刺激前MS潜在蛋白标志物,C1s水平可作为刺激后MS潜在蛋白标志物;血浆缬氨酸水平可作为刺激前MS潜在代谢标志物,酪氨酸和苯丙氨酸水平可作为刺激后MS潜在代谢标志物。这些分子可能通过内源性大麻素系统、神经递质合成分泌以及学习记忆等途径参与MS易感性的调节。