云南不同地區大絨鼠血清和肝臟代謝通路的比較研究

侯東敏，賈 婷，朱萬龍

(1.云南省高校西南山地生態系統動植物生態適應進化及保護重點實驗室，云南師范大學 生命科學學院，云南 昆明 650500；2.云南經濟管理學院，云南 昆明 650106；3.中國科學院昆明動物研究所，云南 昆明 650201)

1 引言

代謝組學是研究細胞、組織或體液中的低分子量有機代謝物的學科[1]。代謝組學是對低分子量(1000 da)內源性和外源性代謝產物的多目標分析[2]。在本質上，環境代謝組學是應用代謝組學來表征生物體與環境之間的相互作用[3]。目前，代謝組學數據分析通常采用質譜(MS)和核磁共振(NMR)兩種關鍵技術[4]。

基于嚙齒類動物的代謝通路分析探討疾病或者環境適應的研究很多，如研究表明小鼠的糖酵解及甘氨酸、絲氨酸和蘇氨酸代謝通路在很大程度上引起了氣象色譜的改變，而這可能為解決胃癌發生的分子機制奠定基礎[5]；著名中藥材何首烏引起小鼠肝臟損傷的主要代謝物主要存在于三羧酸循環和鞘脂代謝兩種代謝通路[6]。銅是環境中廣泛存在的重金屬，環境中的銅富集能夠引起雄性小鼠的生殖障礙，具體表現為氨基酸的生物合成和代謝可能是被銅干擾的主要代謝通路[7]。

大絨鼠(Eothenomysmiletus)是橫斷山區的特有物種[8]。Zhang等[9]已經對5個不同地區大絨鼠的代謝組學進行了探討，研究表明高海拔地區大絨鼠的血清代謝物濃度顯著高于低海拔地區，大絨鼠能夠通過調節體重、血清和肝臟代謝物濃度來適應環境溫度和海拔的變化。但目前對于大絨鼠血清和肝臟代謝通路的研究尚未報道，本文通過氣相色譜質譜聯用技術(GC-MS)，探尋更適合代謝組學研究的代謝通路。

2 材料與方法

2.1 動物采集和處理

實驗動物大絨鼠分別采集于云南省哀牢山、劍川、麗江、香格里拉和德欽。所采集動物均為成年非繁殖個體。血清和肝臟的采集和預處理方法見Zhang等[9]。

2.2 數據分析

代謝通路圖中代謝物之間的關系是基于KEGG進行[10]，采用億圖圖示9.4完成作圖。

3 結果

血清和肝臟代謝通路中檢測到多種代謝物，如TCA循環(圖1)、?；撬岷偷团；撬岽x(圖2)。血清中糖酵解的代謝通路活性較肝臟低(圖3)。

4 討論與結論

TCA循環是生物體獲取能量的關鍵因素，是3種主要營養物質(碳水化合物、脂類和氨基酸)的最終代謝途徑，也是碳水化合物、脂類和氨基酸代謝關系的重要樞紐[11]。對中緬樹鼩(Tupaiabelangeri)代謝組學的研究表明低溫環境下對白色脂肪組織和棕色脂肪組織的TCA循環和糖酵解有更顯著的影響[12]。本研究中，血清和肝臟中TCA循環和?；撬岷痛闻；撬岽x途徑的活性較高，血清中糖酵解代謝通路的活性較肝臟低。其原因可能為肝臟是小型哺乳動物重要的產熱器官[13，14]和代謝過程的中樞[15]。

圖1 大絨鼠血清和肝臟三羧酸循環的代謝通路

圖2 大絨鼠血清和肝臟?；撬岷痛闻；撬岽x的代謝通路

圖3 大絨鼠血清和肝臟糖酵解代謝的代謝通路

綜上所述，云南省不同地區的大絨鼠可能通過不同代謝通路的調節來適應不同的環境溫度和海拔。其中，三羧酸循環和?；撬峒按闻；撬岽x通路可能較為適合后續的深入研究。