腦組織是缺血性腦卒中的直接發(fā)病部位，也是主要影響部位，以其進(jìn)行代謝組學(xué)研究能直接反映發(fā)病過程對內(nèi)源性代謝物的影響。鑒于直接進(jìn)行人腦組織代謝組學(xué)研究的高難度和高風(fēng)險，目前常采用動物模型進(jìn)行缺血性腦卒中研究，大腦中動脈栓塞(MCAO)大鼠模型是缺血性腦卒中的理想動物模型。

腦微透析采樣系統(tǒng)[含灌注泵、大鼠單臂腦立體定位儀、顱鉆、動物體溫維持裝置、清醒動物活動裝置、低溫自動收集裝置，CMA 12腦微透析探針(膜長4 mm,相對分子質(zhì)量截留值20000)]，瑞典CMA公司。

1、實(shí)驗(yàn)方法：

采用線栓栓塞大腦中動脈以復(fù)制MCAO大鼠模型，腦紋狀體植入微透析探針，清醒、自由活動狀態(tài)下采集腦微透析樣品，正、負(fù)離子模式下超高效液相色譜-飛行時間質(zhì)譜（UPLC-Q/TOF-MS）測定腦微透析樣品，多元統(tǒng)計建立代謝組學(xué)模型。

 

2、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析：

1) 大鼠腦微透析樣品紋狀體代謝物的分離

大鼠腦微透析樣品紋狀體代謝物分離良好,正、負(fù)離子模式下對照組與模型組間存在差異。由于代謝組學(xué)研究所測定的絕大部分為無差異的內(nèi)源性物質(zhì),具有生物標(biāo)志物潛力的差異代謝物為極少部分，相同離子模式下色譜圖具有相似性。

2) 差異樣本篩選

Hotelling's T2圖縱坐標(biāo)反映了每個樣本與模型得分空間的距離，以超越95%臨界值[T2Crit(95%)]為可疑，以超越99%臨界值[T2Crit (99%)]為高度可疑。DModX圖以超過臨界值[Dcrit(0.05)]2倍可判定為異常值。結(jié)果表明，正、負(fù)離子模式下對照組和模型組各樣本均不超越[T2Crit(95%)]、[Dcrit (0.05)]等臨界值，樣本質(zhì)量較高，模型復(fù)制、探針植入等流程操作細(xì)節(jié)得到了嚴(yán)格控制，不存在異常樣本,研究結(jié)果真正體現(xiàn)了缺血與否對大鼠腦紋狀體內(nèi)源性代謝物的影響。


3) 代謝組學(xué)分析
正、負(fù)離子模式下模型組與對照組樣本代謝組學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行OPLS-DA處理，按照R2 (cum) >0.5、Q2 (cum) >0.5， 充分提取了組間的差異信息，成功建立代謝組學(xué)模型。 得分圖顯示正、負(fù)離子模式下對照組與模型組樣本分別位于得分空間兩側(cè)，組內(nèi)樣本相對集中，組間樣本顯著分離，顯示MCAO造模對大鼠腦紋狀體產(chǎn)生了實(shí)質(zhì)性損傷，引發(fā)了內(nèi)源性代謝物在腦紋狀體內(nèi)的紊亂與失衡。 HCA 圖顯示，正、負(fù)離子模式下對照組和模型組組內(nèi)樣本代謝特征較為接近，樣本變異與波動較小，組間距離較遠(yuǎn)，明顯分為2類，且正離子模式略優(yōu)于負(fù)離子模式。

S-plot 是OPLS-DA模型的特征性分析圖，代謝物距離S-plot中心越遠(yuǎn)越有可能是對MCAO大鼠模型腦紋狀體代謝特征紊亂貢獻(xiàn)最大的代謝物，也是顯著區(qū)分對照組與模型組的差異代謝物，據(jù)此初步篩選出差異代謝物。 S-VIP圖以VIP值為縱坐標(biāo)，所檢測到的代謝物為橫坐標(biāo)，根據(jù)其VIP值大小依次繪制而得，VIP> 1是差異代謝物的判斷標(biāo)準(zhǔn)之一,通過多指標(biāo)綜合分析篩選出差異代謝物。 3、實(shí)驗(yàn)結(jié)論
研究將微透析技術(shù)應(yīng)用于MCAO大鼠腦紋狀體采樣,結(jié)合UPLC-Q/TOF-MS成功地進(jìn)行了微透析樣品的代謝組學(xué)研究。得分圖及層次聚類分析圖顯示對照組和模型組的代謝組學(xué)特征存在明顯差異，表明MCAO嚴(yán)重改變了腦組織的代謝物成分的相對含量,據(jù)此發(fā)現(xiàn)的差異代謝物有可能是缺血性腦卒中的生物標(biāo)志物，為后續(xù)藥動學(xué)-藥效學(xué)結(jié)合模型（PK-PD）研究奠定了基礎(chǔ)。

文獻(xiàn)來源：韋園詩、朱黎霞、黃星星、張英豐.Chinese Traditional and Herbal Drugs  第50卷 第13期.

 

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