高原低氧暴露导致小鼠脾脏组织脂代谢发生紊乱的分子机制

摘要

目的 探究高原低氧致使小鼠脾脏组织脂代谢发生紊乱的分子机制。方法 本研究以C57BL/6雄性小鼠脾脏组织为对象，随机分为两组，5只/组：平原常氧组（PSC组），饲养于海拔400 m；高原低氧组（HST组），饲养于海拔4200 m，构建30 d的低氧动物模型。通过脂质组学分析脂类代谢产物的变化，采用液相色谱-质谱联用（LC-MS）技术对脾脏组织进行代谢组学分析，筛选差异代谢物，并对其进行KEGG富集注释分析和KEGG通路分析，进一步通过转录组测序筛选出差异基因。最后，运用生物信息学分析将代谢组学和转录组学联合，重点关注了类固醇激素的生物合成、花生四烯酸代谢和嘌呤代谢通路中差异代谢物的上游靶基因。通过RT-qPCR检测11β-羟化类固醇脱氢酶1(HSD11B1)、类固醇5α还原酶1(SRD5A1)、前列腺素-内过氧化物合酶1(PTGS1)、造血前列腺素D合成酶（HPGDS）、黄嘌呤脱氢酶（XDH）、嘌呤核苷磷酸化酶（PNP）、次黄嘌呤鸟嘌呤-磷酸核糖基转移酶（HPRT）、胞外5′-核苷酸酶（NT5E）的mRNA的表达量，通过Western blotting检测HSD11B1、SRD5A1、XDH、PNP、HPRT的蛋白表达量。结果 脂质组学富集到41种差异脂类代谢物，通过代谢组学和转录组学联合分析，发现差异代谢物和差异基因显著富集于类固醇激素的生物合成、花生四烯酸代谢和嘌呤代谢。与平原常氧组相比，高原低氧组的差异代谢物肾上腺甾酮、雄甾酮、前列腺素D2、前列腺素J2、黄嘌呤、黄嘌呤碱、尿酸的表达量显著上调（P<0.05），且代谢物上游的关键基因HSD11B1、SRD5A1、PTGS1、HPGDS、XDH、PNP、HPRT、NT5E的mRNA表达量显著上调或下调（P<0.05），差异蛋白HSD11B1、SRD5A1、XDH、PNP、HPRT的表达量上调或下调（P<0.05）。结论 高原低氧通过影响类固醇激素的生物合成、花生四烯酸代谢、嘌呤代谢三条通路来致使小鼠脾脏组织脂代谢发生紊乱。

关键词

脂代谢 / 高原低氧 / 代谢组学 / 转录组学 / 脾脏 / 脂质组学