基于非靶向代谢组学分析糖尿病大鼠血清生物标志物及代谢途径

摘要

目的 本研究旨在通过非靶向代谢组学方法，筛选糖尿病大鼠血清中的潜在生物标志物，并阐明相关代谢通路。方法 选取10只SPF级Wistar大鼠，随机分为正常组(CON)和糖尿病组(DM),糖尿病组大鼠构建糖尿病模型的方法为高脂饮食喂养联合链脲佐菌素腹腔注射。6周后，检测所有大鼠的空腹血糖及血清生化指标，并采用非靶向代谢组学的方法对血清代谢物进行分析。利用MetaboAnalyst软件并通过主成分分析、正交偏最小二乘法-判别分析筛选差异代谢物，随后对相关代谢通路进行富集分析。结果 与正常组相比，糖尿病组的大鼠空腹血糖水平显著升高(P<0.001),同时各组血清中总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)、肝脏中丙二醛(MDA)水平明显上升(P均<0.05),而超氧化物歧化酶(SOD)水平降低(P<0.05)。在对代谢组数据进行统计分析后，依据VIP>1且P<0.05的筛选标准，共鉴定出糖尿病组中50种上调代谢物和27种下调代谢物，进一步富集代谢通路后，筛选出12种潜在的差异代谢物。结果表明这些差异代谢物主要集中在果糖和甘露醇代谢、半乳糖代谢、色氨酸代谢、甘油磷脂代谢四条关键代谢通路中。结论 本研究表明，糖尿病大鼠的血清代谢特征较正常组发生显著变化，差异代谢物主要富集于糖类、氨基酸和脂质代谢通路，为阐明其发病机制及早期干预提供了新的思路和依据。

关键词

糖尿病 / 非靶向代谢组学 / 甘油磷脂代谢 / 氧化应激

基金资助

湖北省自然科学基金(2023AFB513); 湖北省自然科学基金联合基金项目(JCZRLH202601776); 糖尿病心脑血管病变湖北省重点实验室开放基金项目(2022TNB05); 咸宁市自然科学基金(2025DJK06); 湖北科技学院横向项目(2023-HX166)