基于剂量-反应的代谢组学探究镉对小鼠神经干细胞的影响
[背景]镉是环境中广泛存在的重金属毒物,可在人体内蓄积.研究表明,镉暴露可诱导神经毒性,但具体机制尚不明确.[目的]研究不同浓度镉对小鼠神经干细胞的代谢影响,探讨镉神经毒性的可能机制与潜在生物标志.[方法]分离 1日龄新生C57BL/6小鼠的侧脑室下区神经干细胞进行体外培养.细胞培养至第3代时进行镉染毒,分为对照组以及 0.5、1.0、1.5 μmol·L-1 CdCl2 染毒组,每组设 7皿细胞,其中 1皿用于细胞计数.染毒 24 h后分别提取细胞内与细胞外代谢物,应用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS)技术进行代谢组学检测.采用正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)研究代谢谱的变化,以变量投影重要度值(VIP)>1与P<0.05为标准筛选差异代谢物.对差异代谢物进行代谢集富集分析(MSEA)与京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析以确定显著变化的代谢集与代谢途径,并拟合差异代谢物的剂量-反应关系,以代谢物浓度上调或下调10%时的有效剂量(EC)确定镉暴露的潜在生物标志.[结果]细胞内代谢样品中共检测到 1201种物质,细胞外代谢样品中共检测到 1207种物质.镉染毒组的细胞内外代谢谱均与对照组明显区分,随剂量增加,分离越明显.在 0.5、1.0、1.5 μmol·L-1 染毒浓度下分别筛选到 87、83、185个细胞内差异代谢物,161、176、166个细胞外差异代谢物.在 4组间有显著差异的代谢物中筛选到 176个细胞内差异代谢物,167个细胞外差异代谢物.细胞内外差异代谢物均富集到多种脂类代谢物集.细胞内差异代谢物主要涉及牛磺酸与亚牛磺酸代谢、甘油磷脂代谢、甘油酯类代谢等途径,细胞外差异代谢物主要涉及甘油磷脂代谢、类固醇激素生物合成、半胱氨酸和蛋氨酸代谢等途径.细胞内差异代谢物中拟合到 125种代谢物的剂量-反应关系,其中 108种代谢物的水平随镉剂量增加呈线性变化,细胞外差异代谢物中拟合到 134种,其中 86种代谢物呈线性变化.EC值较低的细胞内差异代谢物有亚牛磺酸、乙醇胺、磷脂酰乙醇胺和半乳糖,EC值较低的细胞外差异代谢物有乙酰胆碱和1,5-脱水葡萄糖醇.[结论]镉染毒以剂量依赖性方式显著改变小鼠神经干细胞内外代谢谱,其神经毒性可能与甘油磷脂代谢途径相关,该途径中的乙酰胆碱、乙醇胺和磷脂酰乙醇胺等代谢物是镉神经毒性的潜在生物标志.
镉、神经干细胞、代谢组学、剂量-反应关系、生物标志
40
R114(卫生基础科学)
上海市第五轮公共卫生体系建设三年行动计划重点学科项目;国家自然科学基金
2023-09-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
共8页
892-899
