不同病理分期肺腺癌患者血清代谢组学研究

肺癌是当今世界最常见的恶性肿瘤之一,其新发率和死亡率多年来都居于各类癌症之首,其中85%的肺癌都是非小细胞癌,而腺癌又是最常见的非小细胞癌。肺癌的高隐匿性是造成其高死亡率的最主要原因,因此为肺癌的早期诊断和病理分期寻求高效可靠的方法是十分必要的。代谢组学揭示了小分子代谢物的一系列变化,反映了生命活动的最终状态,因此也能直接反映疾病不同发展阶段的病理生理变化。本研究利用核磁共振氢谱(1H-NMR),对在我院就诊的27例不同病理分期的肺腺癌患者和13例健康志愿者进行了血清代谢物分析,运用正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)对1H-NMR数据进行建模,单变量统计分析对模型进行评价。结果表明肺腺癌患者组的血清中有14种代谢物出现明显差异,其中丙酮酸、丙氨酸、NAC1、乳酸、GPC和甘氨酸比起对照组来有显著上升,而葡萄糖、谷氨酰胺、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、丙酮、乙酰乙酸和苏氨酸则显著下降。而在不同分期肺腺癌患者间进行比较后发现,异亮氨酸、乙酰乙酸、NAC1和乳酸的变化与肺腺癌的发展有相关性,可能是肺腺癌早期诊断和分期的潜在生物标志物。     

环磷酰胺对小鼠免疫抑制作用过程中代谢通路变化的代谢组学研究

目的采用代谢组学方法,研究环磷酰胺对小鼠免疫抑制作用过程中代谢通路的变化。方法采用流式细胞术了解免疫细胞变化情况,通过建立偏最小二乘法模型多结果进行判别。以偏最小二乘法模型中变量重要性投影(variable importance in projection,VIP)参数筛选潜在的生物标志物,通过统计分析确定差异性代谢物,借助代谢组学小分子化合物快速鉴定分析软件系统对差异性代谢物进行进一步鉴定分析,通过搜库及运算最终确定差异代谢物质9种,通路富集结果分析差异代谢通路3条。结果环磷酰胺对正常机体的不饱和脂肪酸的生物合成、线粒体脂肪酸代谢、甘油磷脂代谢、甾类激素的生物合成、花生四烯酸代谢、脂肪酸代谢、嘧啶的生物合成等代谢通路均产生明显影响。结论环磷酰胺在正常组与实验组中影响最重要的代谢通路为花生四烯酸代谢、甘油磷脂代谢和嘧啶代谢。     

早期白假丝酵母血流感染大鼠模型的血浆代谢组学分析

为探寻白假丝酵母(又称白念珠菌)早期感染的血浆代谢标记,采用尾静脉注射白念珠菌方法建立大鼠白念珠菌感染模型。将20只大鼠按随机数字法分为对照组和白念珠菌组,每组10只。应用超高效液相色谱-四级杆飞行时间串联质谱(ultra-high performance liquid chromatography/quadrupole-time-of-flight tandem mass spectrometry,UHPLC-Q-TOF-MS)技术结合数据依赖性采集方式检测大鼠血浆中的代谢物,采用SIMCA-P软件对所测数据分别进行偏最小二乘法判别分析(partial least squares discrimination analysis,PLS-DA)、正交偏最小二乘法判别分析(orthogonal PLS-DA,OPLS-DA)及主成分分析(principal component analysis,PCA),以进行模式识别,区分白念珠菌组与正常对照组血浆代谢物的差异。根据OPLS-DA模型的变量投影重要度(variable importance in the projection,VIP)筛选可能的代谢标记。结果显示,白念珠菌组与对照组的血浆代谢物存在明显差异,OPLS-DA、PLS-DA及PCA模型均可区分两组,初步确认了18个正离子模式鉴定的差异物,对应化合物可能是大鼠念珠菌感染的潜在标记。受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)分析发现,LysoPC(14∶0)、LysoPC(18∶1(9Z))、LysoPC(18∶0)、L-Tryptophan、L-Gulonic acid γ-lactone这5个代谢物ROC的曲线下面积均＞0.90。本研究初步筛选出早期白念珠菌感染的可能代谢生物标记,可为白念珠菌感染早期诊断和治疗提供理论基础。     

代谢组学分析提高谷氨酸棒杆菌L-瓜氨酸产量

利用基于气相色谱-质谱联用(GC-MS)的代谢组学分析方法,研究Corynebacterium glutamicum ATCC 13032和C.glutamicum ATCC 13032Δarg GΔargR-p XMJ19-arg B(ec)(CIT4)重组菌胞内代谢物差异性,挖掘L-瓜氨酸合成关键代谢物及代谢途径作用机制,并通过添加关键代谢物进行理性强化,提高L-瓜氨酸的产量。利用GC-MS共检测124种化合物,结合主成分分析(PCA)和偏最小二乘判别分析(PLS)统计发现10种为区别这两种菌的生物标志物,理性强化添加α-酮戊二酸、丙酮酸、谷氨酸、鸟氨酸、氨甲酰磷酸和谷氨酰胺,CIT4中L-瓜氨酸产量从18.50 g/L增加到20.86 g/L。     

基于HPLC-Q-Exactive Orbitrap/MS技术分析不同剂型太子参的差异化学成分

为探讨不同剂型对太子参代谢物合成积累的影响,采用高效液相色谱-串联四级杆轨道阱质谱(HPLC-Q-Exactive Orbitrap/MS)结合多元统计分析技术对太子参传统中药饮片和配方颗粒的差异化学成分进行研究。基于HPLC-Q-Exactive Orbitrap/MS代谢组学技术,结合软件数据库搜索进行成分鉴定。采用主成分分析(PCA),偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)和正交最小二乘法判别分析(OPLS-DA)等方法筛选和鉴定差异化学成分。结果显示,太子参传统中药饮片和配方颗粒样品中化学成分能够显著区分,在正、负离子模式下分别找到98个和52个差异化学成分,这些差异化学成分主要集中在黄酮、有机酸、脂肪酸、氨基酸类化合物中且呈现不同的变化规律,主要涉及异喹啉生物碱生物合成代谢。该结果可为揭示不同剂型对太子参代谢物合成积累的影响规律提供基础资料。     

利用机载激光雷达技术估测东北林区典型针叶林的蓄积量

为了推广激光雷达技术在森林蓄积量估测计量方面的应用,本研究以东北林区云冷杉林、落叶松林、红松林和樟子松林4种典型针叶林为对象,基于机载激光雷达获取的点云数据提取特征变量,结合800块地面样地数据,采用逐步回归方法和偏最小二乘方法,建立4种针叶林的蓄积量模型.结果 表明:偏最小二乘法建立的模型精度优于逐步回归方法(ΔR2...     

“实践十号”搭载大肠杆菌代谢组学分析

【背景】随着载人飞行时间的延长,微生物安全问题越来越凸显。载人航天疾病谱显示感染性疾病是航天员在轨常发的疾病之一,影响航天员健康。大肠杆菌是人体肠道存在的正常菌群,也是条件性致病菌,可引起感染性疾病,因此有必要分析研究太空环境对大肠杆菌代谢的影响。【目的】通过"实践十号"返回式科学实验卫星搭载大肠杆菌近地轨道飞行12 d后,分析鉴定大肠杆菌在太空环境下代谢水平的变化。【方法】应用非靶向代谢组学技术对卫星搭载的大肠杆菌K12及地面同种对照组进行质谱分析,通过主成分分析(PCA分析)和正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA分析)找出组间潜在的差异生物标志物。【结果】通过分析鉴定,共发现12种显著差异生物标志物,其中搭载组11种参与能量代谢和甘油磷脂代谢的生物标志物含量上调,1种脂肪酸含量下调。【结论】太空飞行可提高大肠杆菌能量代谢与甘油磷脂代谢水平,相关代谢产物的变化提示太空飞行可能会促进大肠杆菌增殖。     

基于UPLC-QTOFMS正、负离子模式对无偿献血者乙型肝炎表面抗原阳性血清代谢组学的研究

目的:基于超高效液相色谱-单四极杆飞行时间质谱(UPLC-QTOFMS)正、负离子模式探讨无偿献血者中乙型肝炎表面抗原阳性和乙型肝炎表面抗原阴性的血清代谢组学的差异,为乙型肝炎的诊断寻找潜在的血清生物标志物。方法:选取2017年10月~2018年1月在青海省血液中心检测的乙型肝炎表面抗原阳性57例(研究组)与同期无偿献血者乙型肝炎表面抗原阴性63例(对照组),利用UPLC-QTOFMS技术建立两组血清代谢指纹图谱,采用主成分分析(PCA)和偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA)分析两组间有差异的小分子物质,确定与乙型肝炎相关的生物标志物,并分析相关代谢机制。结果:通过变量重要性投影、质谱鉴定和数据库检索筛选出8个潜在的生物标志物,分别为缬氨酸、胆碱、甘氨鹅去氧胆酸、肉毒碱、高丝氨酸、溶血磷脂酰胆碱、血清溶菌酶和花生四烯酸,涉及胆汁酸代谢、氨基酸代谢、磷脂代谢等。结论:无偿献血者中乙型肝炎表面抗原阳性和乙型肝炎表面抗原阴性的血清代谢物存在显著差异,差异代谢物的发现有助于寻找乙型肝炎的潜在生物标志物,为血液安全提供依据。     

基于中肠代谢组学意大利蜜蜂工蜂枣花病的发病机理研究

【目的】利用代谢组学分析患枣花病意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica工蜂中肠内代谢物变化,挖掘出与蜜蜂枣花病相关的重要代谢通路,旨在揭示蜜蜂枣花病发病机制,为枣花病靶向药物的研发提供理论依据。【方法】分别利用液相色谱-质谱联用(liquid chromatography-mass spectrometry, LC-MS)和气相色谱-质谱联用(gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS)技术对患枣花病和健康意大利蜜蜂工蜂进行中肠非靶向代谢组检测;通过主成分分析(principal component analysis, PCA)和正交偏最小二乘法判别分析(orthogonal partial least squares discriminant analysis, OPLS-DA),以变量投影重要性(variable projection importance, VIP)>1.0,差异倍数(fold change, FC)>2.0和P<0.05为标准筛选差异代谢物,并对其进行KEGG注释和通路富集;利用生...     

1H磁共振波谱在脑胶质瘤的应用进展

磁共振波谱(magnetic resonance spectroscopy,MRS)技术的出现使活体检测组织的代谢和生化信息成为可能,随着其技术的不断成熟,其在临床的应用范围日益扩大.脑胶质瘤具有与正常脑组织不同的代谢特征,借助MRS技术一方面可以反映其代谢特征,另外可将其与正常脑组织区分,因此MRS技术特别是1H-MRS在脑胶质瘤的诊断、鉴别诊断、分级及预后评估中应用日益广泛.本文就相关进展进行综述.     

宁夏生态足迹影响因子的偏最小二乘回归分析

生态足迹分析方法是一种度量区域生态可持续程度的有效方法,偏最小二乘回归法(PLS)能有效解决多元回归分析中变量的多重相关性问题,具有容易操作,相关分析精度高等特点。以宁夏为研究区域,在计算了宁夏2001—2010年人均生态足迹的基础上,应用偏最小二乘回归分析法,对影响宁夏生态足迹的各因子的重要程度进行了分析。通过变量投影重要性分析、特异点分析和预测分析,证明所得偏最小二乘回归模型具有较好的精度。研究结果为:2001—2010年,宁夏人均生态足迹由1.818103793 hm2上升至2.894958909 hm2,生态赤字由1.28352051 hm2上升至2.42316627 hm2,生态承载力由0.53458328 hm2下降至0.47179264 hm2;全区GDP、城镇居民人均生活消费支出、第二产业产值和第一产业产值是影响宁夏生态足迹的显著因子。     

南丰蜜桔可溶性固形物近红外检测的多元线性回归变量筛选

文章采用反向区间偏最小二乘法结合连续投影算法,筛选南丰蜜桔近红外检测的多元线性回归变量。对南丰蜜桔近红外光谱进行多元散射校正后,利用反向间隔偏最小二乘法,从500～1750 nm中初选出7个光谱区间,用于多元线性回归变量筛选。利用通过遗传算法和连续投影算法筛选出的变量建立了多元线性回归模型。经比较发现,利用反向区间偏最小二乘法结合连续投影算法筛选出的变量建立的多元线性回归模型,预测结果最优,模型预测相关系数为0.937,模型预测均方根误差为0.613 oBrix。结果表明,反向区间偏最小二乘法结合连续投影算法,可以有效地筛选近红外光谱的多元线性回归变量,提高南丰蜜桔可溶性固形物模型的预测精度。     

基于代谢组学技术探讨特色傣药肾茶的“雅解”作用机制

中药代谢组学是本草基因组学重要的组成部分,基于代谢组学技术研究中药及民族药作用机理已成为中药现代化研究的重要手段之一.傣药为中国"四大民族药"之一,具有完善的理论体系,其中"雅解"理论是其最具特色的医药理论."雅解"为傣语,意译为解药;肾茶是傣药"解药"之一,傣族人民长期代茶饮,临床上具有显著的保健和"解毒"作用.本研究应用液相色谱-质谱联用技术检测给予正常大鼠(Rattus norvegicus)肾茶提取物后大鼠尿液和血清中代谢物的变化,质谱数据采用正交偏最小二乘法判别分析方法寻找正常组和给药组之间的代谢物差异,并通过变量重要性投影选取潜在生物标志物,结合质谱信息和数据库检索对潜在生物标志物进行鉴定,将鉴定到的生物标志物输入MetPA数据库中构建代谢通路和关联网络.结果表明,两组大鼠尿液和血清中代谢物模式识别得到了很好的区分,分别发现并鉴定了39个尿液的潜在生物标志物和26个血清的潜在生物标志物,尿液的生物标志物主要与三羧酸循环、氨基酸代谢、辅酶A生物合成、脂类代谢、嘌呤代谢、胆汁酸合成等13条代谢通路相关,血清的生物标记物主要与氨基酸生物合成、氨基酸代谢、脂类代谢等5条代谢通路相关.该研究发现,口服肾茶提取物后可能提高机体基础代谢水平及免疫能力,同时提高机体对毒素的分解能力从而发挥其"解毒"机制.本研究为阐明肾茶的"雅解"机制提供了科学依据,同时为扩大肾茶的临床应用以及傣药中其他"雅解"类品种的开发提供了借鉴,也为丰富传统医药中"治未病"理论的科学内涵提供了参考.     

基于指纹图谱和化学计量法评价不同产地番石榴叶的质量

番石榴叶为桃金娘科植物番石榴(Psidium guajava Linn.)的干燥叶,主要分布于广东、广西、福建、海南、四川及云南等地.本研究通过高效液相色谱法(HPLC)指纹图谱对不同产地的番石榴叶进行质量评价.采用相似度评价、聚类分析、主成分分析和正交偏最小二乘法-判别分析对指纹图谱数据进行统计分析.结果表明31批番...     

采用偏最小二乘回归方法估测森林郁闭度

以遥感数据与森林资源一类清查数据为基础,探讨了用Bootstrap方法筛选最优郁闭度估测变量,用偏最小二乘回归方法建立模型估测森林郁闭度的可行性.结果表明：无论是用所有变量构造的模型还是用所选最优变量构造的模型,郁闭度估测的相对偏差在5%左右.筛选出的最优变量与其他地区的研究结论差异很大,说明除了筛选方法,地带性植被和地形地貌的不同也会造成估测郁闭度最优变量的差异.     

采用偏最小二乘回归方法估测森林郁闭度

以遥感数据与森林资源一类清查数据为基础,探讨了用Bootstrap方法筛选最优郁闭度估测变量,用偏最小二乘回归方法建立模型估测森林郁闭度的可行性.结果表明：无论是用所有变量构造的模型还是用所选最优变量构造的模型,郁闭度估测的相对偏差在5%左右.筛选出的最优变量与其他地区的研究结论差异很大,说明除了筛选方法,地带性植被和地形地貌的不同也会造成估测郁闭度最优变量的差异.     

不同年龄大鼠尿液代谢组学研究

旨在探究健康大鼠的尿液代谢物在生长、发育和衰老过程中的年龄相关性变化.采集大鼠出生后3周、5周、7周、9周、12周、56周和111周共7个年龄点的尿液样本,利用GC/TOF-MS平台进行代谢组学检测.结果显示,所有尿液样本在主成分分析与偏最小二乘法判别分析中出现组内聚类和组间分离.氨基酸类、有机酸类和碳水化合物类代谢物...     

样条变换偏最小二乘在肝癌数据分类中的应用

肝癌是中国最常见的恶性肿瘤之一。基于肿瘤基因表达谱数据的分析与研究是当今研究的热点,对于癌症的早期诊断、治疗具有十分重要的意义。针对高维小样本基因表达谱数据所显现的变量间严重共线性、类别变量与预测变量的非线性关系,采用了基于样条变换的偏最小二乘回归新技术。首先通过筛选法去除基因表达谱数据中的冗余信息,然后以3次B基样条变换实现非线性基因表达谱数据的线性化重构,随后将重构的矩阵交由偏最小二乘法构建类别变量与预测变量间的关系模型。最后,通过对肝癌肿瘤基因表达谱数据的分析,结果显示此分类模型对数据重构稳健,有效的解决了高维小样本基因表达谱数据间的过拟合和变量间的共线性,具有较高的拟合和分类正确率。     

非小细胞肺癌p53蛋白及Ser15磷酸化水平检测方法的研究

目的:研究人体非小细胞肺癌组织中突变型p53蛋白及p53蛋白15位丝氨酸位点(p53Ser15)的磷酸化状况,p53蛋白、p53Ser15磷酸化与非小细胞肺癌临床病理特征和预后的关系.方法:分别应用酶联免疫吸附实验(ELISA)和免疫组化法检测50例非小细胞肺癌组织、相应正常肺组织及10例肺良性疾病组织中p53蛋白及p53 Ser15磷酸化水平.随访观察50例非小细胞肺癌组的转移复发情况.结果:ELISA和免疫组化法均检测到p53蛋白、p53 Ser15磷酸化水平在非小细胞肺癌组高于正常肺组织组和肺部良性疾病组,差异有统计学意义(P<0.001,P<0.05).免疫组化方法检测p53蛋白、p53[pS15]阳性率在淋巴结转移组显著高于无转移组(P<0.05).随访期内5例出现复发或远处转移的病例p53蛋白、p53[pS15]表达水平高于本组未复发转移病例(P<0.05).结论:ELISA方法做p53[pS15]、p53蛋白的定量分析是可行的.p53蛋白、p53[pS15]高水平表达可能会有助于肿瘤进展更快.     

去氢木香内酯干预人乳腺癌MCF-7细胞机制的探究

目的:探讨去氢木香内酯对乳腺癌MCF-7细胞凋亡、线粒体跨膜电位及代谢物的影响,为研究去氢木香内酯诱导MCF-7细胞凋亡的作用机制提供新的视角。方法:采用流式细胞仪测定不同浓度去氢木香内酯(0、2、4、8μg/m L)对MCF-7细胞凋亡及线粒体跨膜电位的影响;GC-TOFMS测定去氢木香内酯作用前后,MCF-7细胞内具有显著性变化的代谢差异物。结果:研究结果表明,去氢木香内酯能诱导MCF-7细胞的凋亡、促进线粒体跨膜电位的降低;正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)多维统计方法对代谢组学数据分析得到柠檬酸、D-核糖、脯氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸等16种代谢差异物。结论:推测去氢木香内酯通过引起线粒体跨膜电位降低而破坏了线粒体的结构,进一步阻碍了线粒体的功能,导致了细胞内代谢物的紊乱,最终诱导了细胞的凋亡。