[发明专利]大气颗粒物毒性效应的组织代谢网络研究方法在审

专利信息
申请号: 201910328707.8 申请日: 2019-04-23
公开(公告)号: CN110327131A 公开(公告)日: 2019-10-15
发明(设计)人: 申河清;丁蕊;张洁;吴衍 申请(专利权)人: 中国科学院城市环境研究所;中国科学院大学
主分类号: A61D7/00 分类号: A61D7/00;G01N30/02
代理公司: 上海科律专利代理事务所(特殊普通合伙) 31290 代理人: 金碎平
地址: 361021 福建*** 国省代码: 福建;35
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摘要:
搜索关键词: 大气颗粒物 代谢物 血清 肝脏 代谢标志 毒性效应 受试动物 网络分析 网络研究 组织代谢 多组织 悬浊液 采集 液相色谱质谱 代谢数据 代谢网络 模拟人体 实验周期 网络节点 网络模型 代谢组 中心度 表型 滴注 联用 气管 分析 体内 暴露 评估 研究
【权利要求书】:

1.一种大气颗粒物全身毒性效应代谢标志物的评估方法,其特征在于,包括如下步骤:

S1、采集研究地区的大气颗粒物,配制成大气颗粒物悬浊液;

S2、将所述大气颗粒物悬浊液气管滴注到受试动物体内,模拟人体大气颗粒物暴露;

S3、实验周期结束后,采集受试动物的肝脏、肺以及血清;

S4、通过液相色谱质谱联用平台对肝脏、肺以及血清进行代谢组分析,分别确定肝脏、肺和血清的标记代谢物;

S5、通过对所述相关性分析和网络分析,确定关键代谢网络,同时利用网络节点中心度评估确定关键标记代谢物。

2.如权利要求1所述的大气颗粒物全身毒性效应代谢标志物的评估方法,其特征在于,所述大气颗粒物的采集方法为:采用大气颗粒物采样器,将PM2.5颗粒物截留在滤膜上,进行收集。

3.如权利要求1所述的大气颗粒物全身毒性效应代谢标志物的评估方法,其特征在于,所述大气颗粒物悬浊液的制备方法为:将所述大气颗粒物在超声条件下分散于缓冲溶液中,即可,所述缓冲溶液为磷酸盐缓冲液或生理盐水。

4.如权利要求1所述的大气颗粒物全身毒性效应代谢标志物的评估方法,其特征在于,步骤S3的具体操做方法为:对于肝脏或肺,将受试动物的肝脏、肺或血清至于体积比为1:1的甲醇/水体系中,进行微珠破碎,离心获取含有分子量为100~1000Da的小分子代谢物的澄清溶液;对于血清样品,采用甲醇作为蛋白质沉淀有机相体系,将血清样品与甲醛按照体积比1:3混合,通过离心除去蛋白,上清液用于后续代谢组学分析。

5.如权利要求1所述的大气颗粒物全身毒性效应代谢标志物的评估方法,其特征在于,步骤S4中,使用高效液相色谱串联高分辨质谱平台进行代谢组学分析,采用反向色谱方法对样品代谢物进行分离,质谱离子源分别采用正负两种模式,利用一级质谱以及二级质谱信息测定确认代谢物分子信息。

6.如权利要求1所述的大气颗粒物全身毒性效应代谢标志物的评估方法,其特征在于,所述差异代谢物确定采用以下方法:

a、采用OPLS-DA进行不同表型下差异代谢轮廓可视化分析,利用OPLS-DA重要性分析确认潜在差异代谢物;

b、在OPLS-DA确认差异代谢物基础上,利用非参数检验Mann-Whitney U对潜在差异代谢物进行均值检验,同时,采用均值变化倍数分析确认潜在差异代谢物在组间的变化状态,将潜在差异代谢物中均值检验具有统计学意义并且具有1.5~2.0倍的代谢物作为各个组织的标记代谢物。

7.如权利要求1所述的大气颗粒物全身毒性效应代谢标志物的评估方法,其特征在于,步骤S5中,使用Spearman等级相关性模型确定各组织标记代谢物的相关系数,利用网络分析模型构建标记代谢物网络。

8.如权利要求1所述的大气颗粒物全身毒性效应代谢标志物的评估方法,其特征在于,所述关键代谢标志物鉴定采用如下步骤:

a、通过设定相关性系数阈值去除代谢弱相关节点连线,确定具有显著统计学意义的节点连线;

b、采用OpenOrd模型核心节点聚类,同时根据连接度参数去除无连线代谢标记物节点;

c、计算代谢网络节点的平均加权度,去除低于平均加权度的代谢节点;

d、通过ForceAtlas模型构建核心代谢网络拓扑图;

f、对核心代谢网络进行模块化分析,确定多组织代谢标记物交互网络,并确定关键代谢标志物。

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