氧糖剥夺巨噬细胞的代谢组学研究

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目的:通过代谢组学的方法,找出巨噬细胞在氧糖剥夺(Oxygen and Glucose Deprivation,OGD)条件下相较常氧常糖条件所产生的差异代谢物及其所富集的代谢通路。并讨论巨噬细胞在氧糖剥夺下所产生的差异代谢物的意义。方法:先将巨噬细胞分为常氧常糖组与氧糖剥夺组,利用超高性能液相色谱与质谱联用技术(UPLC-MS)初步分析两组代谢物的成分,再通过多元统计分析构建常氧常糖组与氧糖剥夺组的主成分分析(PCA)模型,最后结合非参数检验筛出氧糖剥夺较常氧常糖组中具有统计学意义的差异代谢物及其所富集的代谢通路。结果:(1)巨噬细胞在氧糖剥夺下产生的重要差异代谢物中,升高的有:2-花生四烯酸甘油、L-天冬氨酸、脱氧腺苷、脱氧鸟苷、腺嘌呤、油酸、十四烯酸、棕榈油酸及S-腺苷甲硫氨酸;降低的有:5-羟色胺(5-HT)、丙酮酸、NAD+、AMP、还原型谷胱甘肽、丝氨酸及色氨酸。(2)巨噬细胞在氧糖剥夺条件下产生的差异代谢物其所富集的重要代谢通路有:半胱氨酸和蛋氨酸代谢(Cysteine and Methionine Metabolism)、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢(Glycine,Serine and Threonine Metabolism)、嘌呤代谢(Purine Metabolism)、烟酸盐和烟酰胺代谢(Nicotinate and Nicotinamide Metabolism)、谷胱甘肽代谢(Glutathione Metabolism)、精氨酸和脯氨酸代谢(Arginine and Proline Metabolism)、AMPK 信号通路(AMPK Signaling Pathway)、cAMP 信号通路(cAMP Signaling Pathway)、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢(Alanine,Aspartate and Glutamate Metabolism)、脂肪酸生物合成(Fatty Acid Biosynthesis)、神经活性配体受体相互作用(Neuroactive Ligand-receptor Interaction)、长寿调节通路(Longevity Regulating Pathway)、泛酸和辅酶 A 的生物合成(Pantothenate and CoABiosynthesis)及硫胺素代谢(Thiamine Metabolism)等。结论:(1)巨噬细胞在氧糖剥夺条件下产生的差异代谢物中,与巨噬细胞M1型极化相关的为NAD+与5-HT;与巨噬细胞M2型极化相关的为油酸。(2)巨噬细胞在氧糖剥夺条件下产生的与极化相关的差异代谢物其所属的代谢通路有:烟酸盐和烟酰胺代谢、硫胺素代谢、AMPK信号通路、cAMP信号通路及脂肪酸生物合成。
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