代谢组学是通过分析细胞或组织受遗传、环境等因素影响产生的小分子代谢物的变化规律,识别不同病理生理同状态下的差异代谢产物,进而推测正常或疾病时机体代谢的生理病理机制。

冠心病作为一种常见的心血管疾病,由于基因与基因、基因与环境的相互作用导致存在大量特征性代谢产物及相关代谢通路,其病理生理机制与代谢密切相关。对冠心病患者及相关动模型的粪便、血液等进行代谢组学分析,了解其发生、发展进程中伴随的小分子物质的生物学变化,发现可能相关的代谢标志物,研究其病理机制,对冠心病早期筛查、诊断、疾病进展监测、治疗效果评估和预后评价等各个方面都具有重要意义。

目前主要的代谢组技术平台主要有气相色谱-质谱(GC+MS),液相色谱-质谱(liquidchromatography-mass spectrometry,LC-MS)等。其中LC-MS 具有灵敏度高、分离效率高、数据库完整易于分析等优点。LC-MS 法主要检测非挥发性的低分子化合物,样品用量少,可同时检测几百种化合物,目前己被广泛用于心血管疾病、胃肠道疾病、糖尿病、肿瘤等多种疾病及药理、毒理、营养等方面的研究。

卫健委人类疾病比较医学重点实验室, 中国医学科学院医学实验动物研究所, 北京协和医学院比较医学中心朱华等通过灌胃方式给无菌小鼠接种冠心病患者的新鲜粪便悬液建立冠心病人源菌群(humanflora-associated, HFA)动物模型。在此基础上,通过LC-MS对模型小鼠进行血浆的非靶向代谢组学研究,从代谢组学角度探讨肠道菌群与冠心病发生、发展的关系，寻找其可能存在的新干预靶点。

目的 使用基于液态色谱-质谱联用法( liquid chromatography-massspectrometry,LC-MS)的非靶向代谢组学技术研究冠心病人源菌群小鼠特征性代谢产物。 

方法   28只无菌雌性 C57BL/ 6J 小鼠分为对照组(CON) 和模型组(CAD)，分别接种健康志愿者和冠心病患者的新鲜粪便悬液；移植后 6 周和 10 周每组安乐 7 只动物采集血浆；使用LC-MS 技术对小鼠的血浆代谢物进行研究，运用 PCA 和 PLS-DA 统计学方法鉴别特征代谢物及相关代谢通路。 

结果   最终通过标准品确认30个在2个时间点均存在的特征性差异代谢物。其中 L-肉毒碱、苯丙酮酸、 1-萘酚、2-萘酚在模型组显著升高。胆汁酸代谢通路、甘氨酸丝氨酸和苏氨酸代谢途径在建模 6 周、10 周均下调。 

结论   冠心病人源菌群小鼠出现与患者类似的代谢紊乱。

参考文献

朱华,等.基于 LC-MS 的冠心病人源菌群小鼠代谢组学研究[J].中国实验动物学报, 2020, 28(3):323~329.

朱华,李卓,苏磊,郭亚茜,杜晓鹏,袁建松,秦川.冠心病人源肠道菌群小鼠模型的建立及评价[J].中国实验动物学报, 2019, 27(6):716~724.