基于代谢组学筛选1,25-（OH）₂D₃预防低氧性肺损伤的生物标志物

摘要

本研究旨在通过代谢组学筛选1,25-二羟基维生素D3[1,25-（OH）₂D₃]预防低氧性肺损伤的生物标志物。将30只雄性SD大鼠（Rattus norvegicus）随机分为每组10只的对照（CA）组、低氧（HA）组和1,25-（OH）₂D₃（MA）组, HA组大鼠在模拟海拔6 000 m低压氧舱内放置48 h,以构建低氧性肺损伤模型; MA组大鼠应用骨化三醇[1,25-（OH）₂D₃]软胶囊溶于花生油中,每日按0.252μg/kg体重腹腔注射1次,连续注射5 d,随后同HA组大鼠一起在模拟海拔6 000 m低压氧舱内放置48 h; CA组大鼠饲养于当地海拔环境。造模结束后分别取3组大鼠的动脉血和肺组织。通过血气分析、肺组织干湿质量比方法,检测大鼠肺组织生理学和病理学变化。结果显示,与CA组相比, HA组动脉血氧饱和度（oxygen saturation, SaO₂）和动脉血氧分压（oxygen partial pressure, PaO₂）显著降低,肺组织含水量显著增加。与HA组相比, MA组SaO₂、 PaO₂显著升高,肺组织含水量显著降低。动脉血经离心收集上清液后,采用液相色谱-串联质谱技术（liquid chromatography-tandem mass spectrometry, LC-MS/MS）系统进行分析。以变量投影重要度（variable importance in the projection, VIP）大于1,学生t检验（student′s t test）P<0.05且倍数变化（fold change, FC）大于或等于1.2为条件初步筛选差异代谢物（differential metabolites, DEMs）,使用京都基因与基因组百科全书（kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG）数据库查看DEMs通路富集情况。利用随机森林（random forest, RF）和支持向量机（support vector machine, SVM）对交集差异代谢物进行生物标志物筛选。经代谢组学分析筛选出4种潜在生物标志物,分别为D-果糖-1,6-二磷酸、 L-岩藻糖、尿刊酸和海藻糖。本研究初步筛选出1,25-（OH）₂D₃预防低氧性肺损伤的潜在生物标志物,为其应用于低氧性肺损伤的临床治疗提供了参考依据。

关键词

1,25-（OH）₂D₃ / 低氧性肺损伤 / 代谢组学 / 生物标志物