基于NMR的稀土生物效应代谢组学研究

近年来，随着高场傅里叶变换核磁共振波谱仪灵敏度的提高、分辨率的增加、化学位移的扩展、多脉冲实验技术的发展以及计算机技术的不断进步，使NMR技术在生物和医学领域的应用有了飞速的发展。而基于NMR技术结合模式识别方法的代谢组学方法更是在医学临床诊断、化合物生物效应、环境毒物学等领域得到广泛应用。稀土由于其特殊的电子层结构在光学、磁学领域应用非常广泛，同时因为其对农作物生长具有明显的促进作用，因此也被大量使用于农业中。本论文工作围绕农用稀土微肥常乐中两种主要成分斓、饰以及重稀土噜的急性生物效应，采用基于核磁共振技术的代谢组学方法，结合生化指标和组织切片显微照片，对给药稀土大鼠的体液（尿液、血清）和组织（肝、肾）进行了系统的研究。运用高分辨IHNMR技术，检测分析了大鼠腹腔注射不同剂量硝酸悯（2．0，10，50mg／kg体重）、硝酸饰（2．0，10，50mg瓜g体重）和灌胃给药硝酸噜（0．01，0．05，0．2，2，10，100mg／kg体重）48小时内尿液及48小时后血清及肝肾组织中的代谢物如柠檬酸、酮体、肌酸配、二甲胺、二甲基甘氨酸、TMAO、氨基酸、乳酸、唬拍酸、牛磺酸、甘油三脂、糖元等的浓度、物种的变化。结合模式识别方法，并根据血中生化指标和组织光镜图，对稀土在体内与细胞、组织和器官的作用机理及急性毒性进行了有意义的探讨。结果表明，各剂量硝酸悯主要导致大鼠肝脏受损，且损害程度与剂量成正比关系；而高剂量硝酸饰（10，50mg／kg体重）不仅在48小时内造成大鼠肝脏的能量代谢（糖代谢、脂肪代谢）紊乱，并导致肾小管炎症和肾乳头坏疽；重稀土噜在低剂量（0．2，2．0mg／kg体重）时主要导致肾小管重吸收能力下降，而高剂量（10，100mg众g体重）时主要表型为肝毒。该方法可用于其它药物的毒理研究。