基于1H NMR技术的奶牛I型和II型酮病血浆代谢谱分析

摘要：

【目的】运用代谢组学中1H NMR技术方法筛选出Ⅰ型酮病、Ⅱ型酮病与健康对照组之间血浆差异性代谢物。【方法】选取产后7—28 d，平均胎次为2—3胎的实验奶牛50头。根据血糖（Glc）、β-羟丁酸（BHBA）和游离脂肪酸（NEFA）的含量与临床发病特点分为Ⅰ型酮病、Ⅱ型酮病与健康对照组，其中Ⅰ型酮病20头，Ⅱ型酮病为20头，健康对照组为10头。当患病牛血中BHBA＞1.20 mmol?L-1，Glc＜2.50 mmol?L-1，NEFA＞0.50 mmol·L-1时，被认为患I型酮病；当患病牛血浆中BHBA＞1.20 mmol?L-1，Glc＞2.80 mmol?L-1, NEFA＞0.50 mmol?L-1时，被认为患II型酮病；当奶牛血中BHBA＜1.00 mmol?L-1，Glc＞3.75 mmol?L-1，NEFA＜0.40 mmol?L-1时，被认为健康对照组。运用代谢组学中1H NMR技术对实验奶牛的血浆代谢物分析，获得相应的代谢图谱，并结合多元统计分析中的主成分分析（PCA）、正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）的模式判别，从而寻找潜在的生物标记物。【结果】通过1H NMR分析，Ⅰ型酮病、Ⅱ型酮病与健康对照的代谢图谱差异明显，3组代谢产物各自聚集，分散区域显著。Ⅱ型酮病与健康对照比较，获得7种血浆差异代谢物，主要为丙氨酸、赖氨酸、β-羟丁酸、丙酮、乳酸等，其中血浆中β-羟丁酸、丙酮、乳酸浓度升高；丙氨酸、赖氨酸、酪氨酸、肌酸浓度呈现下降。Ⅰ型酮病与健康对照组比较，获得19种血浆差异代谢物，主要为酪氨酸、苯丙氨酸、肌酸、β-羟丁酸、丙酮等，其中β-羟丁酸、丙酮浓度升高；酪氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、组氨酸、丙氨酸、肌酸、肌醇、β-葡萄糖、谷氨酰胺、谷氨酸、柠檬酸、α-葡萄糖、甲酸、甘氨酸、O-乙酰葡萄糖胺、磷酸胆碱浓度呈现下降。Ⅰ型酮病与Ⅱ型酮病比较，获得24种血浆差异代谢物，主要为柠檬酸、组氨酸、β-葡萄糖、异亮氨酸、极低密度脂蛋白/低密度脂蛋白等，其中β-羟丁酸、低密度脂蛋白和极低密度脂蛋白、异亮氨酸、缬氨酸、丙酮、亮氨酸、乙酸浓度升高；柠檬酸、酪氨酸、组氨酸、肌醇、谷氨酰胺、β-葡萄糖、苯丙氨酸、谷氨酸、α-葡萄糖、赖氨酸、甲酸、甘氨酸、磷酸胆碱、丙氨酸、O-乙酰葡萄糖胺浓度呈现下降。【结论】1H NMR技术与多元统计分析的有效结合能够有效的筛选出Ⅰ型酮病、Ⅱ型酮病与健康对照组之间血浆差异性代谢物，为进一步探究奶牛Ⅰ型酮病、Ⅱ型酮病的发病机理和诊断与防治提供了新的方向。

关键词：奶牛、1H NMR、代谢组学、Ⅰ型酮病、Ⅱ型酮病、多元统计分析

分类号：S857.22;R284;S661.2

资助基金：国家自然科学基金;国家科技支撑计划;黑龙江八一农垦大学研究生创新研究项目

在线出版日期：2015-07-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：2449-2459