文摘

急性应激反应是一个复杂的过程,激活体内平衡的神经内分泌和代谢系统。研究急性应激是重要的理解有机体适应的生存压力。然而,大多数研究都集中在慢性压力,很少有研究急性压力。他们已经分析了代谢变化在急性应激后的大脑在一个特定的时间。本研究探讨颞后大脑海马的代谢物的变化严重限制压力用质子磁共振光谱学。所有小鼠急性应激组身体克制50毫升锥形管了两个小时。9.4 T动物MRI和夫人扫描仪point-resolved光谱学技术用于数据采集、无内扫描间隔重复了四次。使用LCModel代谢物是量化的数据一组模拟的基础上,基于代谢产物浓度的变化,数据统计分析使用群体之间的双向重复测量方差分析和支持向量机对所有时间点和学生的t每个时间点以及与罗斯福校正。目前的研究发现,组间差异显著( )介绍了丙氨酸和谷氨酸。时间的两个代谢物的影响存在显著( ):第一、第二和第三次点在丙氨酸和谷氨酸的第一和第二时间点。结合stress-specific代谢物(丙氨酸、谷氨酸、N-acetyl-aspartate)最能反映急性应激的影响确定使用支持向量机。这些发现可能表明的重要性分析急性应激后的时间和提供新的见解更深入地理解急性应激反应,包括与压力相关的疾病的分子机制和压力弹性或漏洞。

1。介绍

压力反应的定义是一个神经化学过程,这是一种自适应或改变外部环境不适应的反应(例如,压力或事件)威胁生存大脑的生理稳态的生物(1- - - - - -5]。外部刺激引起的应激反应的特征就是不同类型的压力(生理、药理、心理、和社会)(6,7]。根据应激时间由一个或多个压力,压力是归类为急性或慢性。因为大多数的先前的研究集中在长期的压力8,9),急性应激的影响的重要性并没有出现,只有一些相关研究(10- - - - - -13]。

急性应激是基于一个压力源产生一次强烈的刺激产生负面的大脑结构和功能变化(14- - - - - -18]。急性应激的影响在大脑中可能导致海马体积损失等形态变化(19),顶树突收缩(20.),抗氧化酶活性降低(12),神经毒性由于overactivation谷氨酸释放的21- - - - - -24),和减少细胞增殖7,25]。急性应激的影响在大脑中是由非典型生理反应导致与压力相关的疾病。这些结果提高调查的必要性不适应的途径参与了急性应激反应(5,26,27]。此外,急性应激反应是潜在的慢性压力的反应以及大自然的生存的基本机制,对急性应激的研究是至关重要的发展深刻的理解造成的有害影响慢性压力和与压力相关的疾病的基本机制28]。

在压力方面,海马体是大脑中一个重要的区域调节肾上腺轴的激活基于应激激素如糖皮质激素(如皮质甾酮或皮质醇)和内侧前额叶皮质(4]。该地区是特别脆弱,容易进入急性压力,这可能会导致神经发生抑制,神经化学变化,神经元兴奋性的变化,和/或神经元死亡(16]。以前的研究报道,在老鼠大脑急性应激诱导代谢产物的浓度变化(29日,30.]。甘地等人发现,尿液中有显著的代谢改变由于急性冷应激9.4 T NMR谱仪(29日]。施等人发现,偏苯三酸酐减少FST-1d模型与控制基于14.1 T NMR谱仪(30.]。的体外实验使用轨迹NMR可能提供更准确和可靠的信息在老鼠大脑中的代谢物的浓度比在活的有机体内实验。然而,体外实验是不恰当的应用研究,分析急性应激对生物体的影响,因为他们准备牺牲动物解剖大脑样本地区的利益。因此,非侵入性在活的有机体内使用质子核磁共振光谱学实验(¹H-MRS)是必要的。最近在活的有机体内研究调查了啮齿动物的大脑的新陈代谢变化后急性应激使用¹H-MRS [11,31日]。金等人发现显著增加谷氨酸水平在大脑皮层和海马的老鼠大脑急性克制后,压力,和谷氨酸水平返回到正常状态后,大脑皮层海马的但不是从1小时1小时恢复期克制压力(11]。新闻出版总署等人报道,一只老鼠暴露在急性冷游泳压力在生命早期阶段显示N-acetyl-aspartate浓度降低,谷氨酸,γ-aminobutyrate在前额叶皮层使用14.1 T¹H-MRS [31日]。

虽然这些¹H-MRS研究提供了证据在急性应激引起的代谢改变大脑使用端点分析(6无法调查的横断面研究,这些代谢动力学的急性应激反应。Houtepen et al。13报道称,(1)意味着谷氨酸和γ氨基丁酸酸水平变化随着时间的推移,在对照组,(2)两组之间的差异后,急性压力和谷氨酸水平的差异之前和之后的急性应激压力组中没有类似的(13]。这些结果支持,比较两组只在任何特定的时间点会导致偏见和机会的分析结果。因此,随着时间的推移代谢动力学对急性应激(很重要32]。大脑中的生理变化引起的急性应激发生随着时间的推移,包括荷尔蒙变化,分为短期和长期的急性应激的影响。这些长期的变化可能与压力相关的疾病相关的结构(例如,树突收缩)和功能(例如,谷氨酸释放)的后果。这一发现提出了调查的必要性急性应激反应的代谢变化随着时间的推移,(5]。

最近,介绍了机器学习(ML)技术在各个领域的使用,选择更好的代谢物描述急性应激的影响。毫升的方法之一,一个支持向量机(SVM)是一种监督学习技术,分为两个不同的类使用一个超平面(或决策边界),数据在一个二维之间的利润最大化或多个特征空间(33]。这是一个微妙的模式识别和分类的有力工具34]。此外,支持向量机的优点是减少错误数据的影响和过度拟合,通过调整成本(C)参数。这引出,使用支持向量机,代谢物最好描述急性应激的效果更好的分类可以选择两组时间序列在活的有机体内数据。

我们的主要假设是急性应激影响大脑的代谢动力学;然后stress-specific代谢物的浓度随时间发生的变化。基于¹H-MRS数据获得随着时间的推移,本研究调查(1)代谢物之间的不同代谢动力学控制和急性应激组,(2)时期,准确地反映了变化的特征代谢物在海马体急性应激曝光,和(3)代谢产物最受到急性应激通过使用SVM特征选择。据我们所知,这是第一个研究调查后的代谢产物的动态变化造成约束应力的老鼠的大脑。此外,我们提出的方法可能有助于探索急性应激对代谢物的影响在人类的研究。

2。材料和方法

2.1。实验动物

雄性C57BL / 6 n小鼠(东方生物有限公司、韩国)体重超过18 g和低于25 g在4周的年龄作为实验动物。老鼠被安置三/透明塑料笼,允许为前两周使适应新环境¹H-MRS实验以适应环境和减少压力造成一个不熟悉的情况。小鼠无约束访问水和食物,保持温度控制(研讨会°C)和湿度(50 - 60%)12 h光/ 12 h暗周期从06:00时到18:00(光)。小鼠随机分为对照组(N= 12)和压力集团(N= 12)。机构批准的所有实验动物保健和使用委员会和李吉尔丫癌症和糖尿病研究所进行评估和认证协会认可的国际实验动物保健使用全球动物保健和使用国际标准。所有程序实验是符合动物保健和使用在动物研究中心(动物用户指南)。

2.2。约束应力协议

如图1(a),基于压力协议之前的研究报告(35,3612),小鼠急性暴露身体约束应力2小时在一个透明的50毫升锥形塑料离心管(直径3厘米,10厘米长)与开口向身体(直径3毫米)和嘴(直径5毫米)的老鼠与背景噪音创建气流通风空调房间的克制。管中充满创造的剩余空间压力和减少小鼠运动完美的静止。的身体和头部固定,使小鼠固定并创建一个不可避免的空间。完成约束过程之后,老鼠被用于在活的有机体内¹H-MRS数据采集。对照组的老鼠并没有受到限制的压力和保持在笼子里直到的起始¹H-MRS实验。

2.3。质子核磁共振光谱学

¹H-MRS实验进行使用ParaVision 5.0软件在Red Hat Linux基于力量BioSpec皇冠三世94/20 USR(力量BioSpin MRI GmbH, Ettlingen,德国)9.4 T水平200毫米孔磁铁(内径:114毫米)和660吨/米积极屏蔽梯度线圈在细胞体内成像核心设施研究中心,如图1(b),激发共鸣在400 MHz是使用体积仅传输谐振器进行的。只收表面线圈(2×2阵列线圈)是用于接收从老鼠大脑的信号。

每个实验进行了两组或者,一天三个老鼠。排除其他进程如大脑定位中心的磁铁,匀场,体素定位,和收购未压制的水信号,¹H-MRS数据连续4次获得每34分钟分两组。自发呼吸老鼠和4.0%异氟烷麻醉的介绍和1.0 - -2.0%异氟烷在实验1:2 O₂:空气混合物。老鼠被放置在平坦的床先生在卧姿。老鼠的大脑与玻璃紧密固定咬酒吧和2塑料耳塞。一个热body-warming系统是应用于鼠标在麻醉以防止体温过低的风险(37]。鼠标的整个身体是维持在一个恒定的温度通过封面与水循环设备,设置蒸馏水38°C (38]。呼吸的速度与MR-compatible实时监测仪器(纽约石溪SA仪器,Inc .)、美国)调整麻醉浓度和维持病情稳定。

本地化的利益所需的体素(VOI), t2加权图像获得使用快速采集和放松增强(罕见)收购以下参数:TR = 5000毫秒,TE_eff= 48女士,罕见的因素= 8,NA = 1, FOV = 3×3厘米²切片厚度= 1毫米,矩阵大小= 256×256,36片(矢状轴= 12日= 12,日冕= 12)。VOI(1.8×3.4×1.8毫米³,11.016μL)被包括大部分的海马体,面积与压力通过解剖图像,如图1(b)。在VOI均匀磁场的均匀性,该垫片(第一和第二顺序)使用一个快速和自动调整自动匀场技术通过映射和预测。自动化的垫片是重复这个过程,直到水产生的信号的线宽低于14 Hz。point-resolved光谱学(新闻)是用于收购¹H-MRS数据从一个单一的体元收购用以下参数:TR = 4000毫秒,TE = 10 ms, NA = 512,复杂点= 4096,光谱宽度= 5000 Hz,包括励磁/调整射频脉冲的带宽5600 Hz化学位移位移误差最小化的更高的磁场。VOI内的主要水信号是由可变功率抑制射频脉冲与优化的关系延迟检测代谢物信号(11,39]。外部体积最小化的抑制方案进行工件VOI外造成的不必要的信号。八平均未压制的水信号在相同的方式,VOI收购¹H-MRS数据(40]。此外,涡流的补偿41)由于强梯度场和相位校正应用在数据采集(42]畸变产生的射频信号结合不同阶段表面线圈。当512扫描得到一个平均原始数据计算了一个,一个过程的频率漂移的对齐每个扫描了由于长时间收购。

2.4。代谢物量化

如图1(c)¹H-MRS数据校正进行了分析与线性组合分析方法(LCModel) [43,44)计算脑代谢物的浓度拟合获得的实验¹H-MRS数据基于八平均未压制的水LCModel提供的信号和一组模拟的基础。模拟高分子模拟信号和下面的代谢物被包含在基础设置:丙氨酸(Ala)、天冬氨酸(Asp),肌酸(Cr),γ酸氨基丁酸(GABA)、葡萄糖(相关)、谷氨酰胺(Gln),谷氨酸(Glu) glycerophosphorylcholine (GPC)、谷胱甘肽(GSH),myo肌醇(米ins),乳酸(Lac)磷酰胆碱(PCh)、磷酸肌酸(PCr),scyllo肌醇(年代ins), N-acetylaspartate (NAA) N-acetylaspartylglutamate (NAAG)和牛磺酸(τ)。根据光谱中模拟的基础上,年代——被排除在使用LCModel量化的过程,是因为它有一个较小的浓度(< 1毫米)在老鼠大脑和与急性应激(45]。同时,抗坏血酸盐(Asc) phosphorylethanolamine (PE)和甘氨酸(g)被排除在分析基于LCModel因为这些代谢物与急性应激,很难发现有以下原因:(1)较小的浓度(Asc:约1毫米46];体育:1∼2毫米;g: < 1毫米46,47),(2)重叠与其他代谢物(Asc: Glu、Gln以及谷胱甘肽(48];体育:其他磷脂具有类似结构;通用电气:米——(47),(3)多重性(Asc:多重态在3.73和4.01 ppm (48];体育:多重态在3.22和3.98 ppm (47])。使用LCModel,代谢物的浓度计算的¹H-MRS数据使用先验知识对每一个代谢物的化学位移(例如,模拟基础组)和未压制的水信号扩展。代谢物被LCModel量化时,未压制的水信号作为内部参考,其衰减放松和其他影响应用通过乘以增益校正因子(ATTH2O: 0.01094)。的¹H-MRS数据分析了一系列0.2 ppm, 4.3 ppm之间最有鉴赏力的代谢物。光谱拟合评估的信噪比(信噪比)和Cramer-Rao下界(CRLB)。CRLB是百分比的估计标准误差估计的代谢物的浓度通过光谱LCModel登记。如果信噪比低于10 [11],代谢物的CRLB,时间点是20%以上推荐的LCModel [49),¹H-MRS被排除在数据统计分析以减少偏见的结果不准确的量化。

2.5。特征选择

支持向量机的机器学习算法,是一个功能强大的分类器,分离两类区分基于支持向量和最优超平面的划分与最大利润(50]。线性内核的支持向量机是用于选择最佳解释的特性的影响急性应激除以对照组和压力集团。每个代谢物量化通过LCModel被认为是一个特性与每个维度和独立变量;浓度曲线下的面积(AUC)连续四个时间点为每个代谢物与通过梯形数值积分计算方法。最好最优数量的功能分化应激组与对照组确定基于递归特征消除使用线性支持向量机(RFE)和交叉验证。选择相对应的特性最优数,慢吞吞地分层4倍交叉验证的RFE进行基于线性支持向量机。它的排名功能,提供信息和特性被选为最优数量的顺序排名最高。经过100次迭代的过程中,特征的重要性是由计算特征选择的次数,然后特性最优数量在高重要性的顺序选择。

2.6。统计分析

所有统计分析与IBM SPSS统计24(美国、IBM公司,纽约Armonk)除了SVM使用scikit学习模块(51在Python软件,版本3.6.10 (Python软件基金会,威尔明顿,德,美国)。脑代谢物的浓度表示为平均值±标准偏差。双向重复测量方差分析的统计方法分析时间序列数据,通过比较执行的时间变化之间的代谢物浓度控制和压力团体确定最好的代谢物反映急性应激效应。当有代谢物与统计学意义( )两组之间的代谢动力学的差异或显著( )时间和集团之间的相互作用,学生的t以及为每个时间点的代谢物进行确定时间点,准确地反映急性应激反应。错误发现率(罗斯福)进行修正,避免多重比较的两组问题。

3所示。结果

调查的时间影响急性应激小鼠海马中从代谢的角度来看,所有的老鼠在压力组约束应力下了两个小时。客观地评价急性应激的影响,所有条件除了两组的压力保持不变。如图2,代谢物被量化¹H-MRS两组数据在连续四个时间点(0.8 h:第一个时间点,1.6 h:第二个时间点,2.4 h:第三次点,3.2 h:第四次点)。15中代谢物量化除了Lac (CRLB: 999%),四个代谢物排除代谢物浓度的统计分析的基础上,比较两组通过使用鼠标和所有的时间点,因为他们没有达到平均CRLB标准:Asp(166%)、相关(144%)、GPC(88%),和NAAG (279%)。

如表所示1,共有十一个代谢物被用于两组之间的统计分析。分析之前,Mauchly球形的测试执行的时间点(受试的效果),如果违反了球形,Greenhouse-Geisser并使用εHuynh-Feldt校正被处决。一个双向重复测量方差分析显示出显著差异( )Glu的浓度和阿拉巴马州。Glu的浓度和阿拉巴马州压力组高于对照组在所有时间点。时间的影响,这是一个重复的因素,是统计学意义在大多数代谢物除了以下代谢物:PCh,τ,tCr, tNAA。之间的交互和组显著( )只存在于阿拉巴马州,但其他代谢物没有。

使多个比较基于每个时间点两组之间阿拉巴马州和Glu,学生的t以及和罗斯福校正52,53每个时间点)进行包括乙酰天冬氨酸和Gln与压力:减少顶树突(NAA) [5,20.)和glutamate-glutamine (Glu-Gln)周期(Gln) (54]。图3说明了的浓度随时间变化的四个代谢物。首先,阿拉巴马州是代表时间,如图3(一个):0.8 h(调整 ),1.6 h(调整 ),2.4 h(调整 ),和3.2 h(调整 );第二,Glu图3 (b):0.8 h(调整 ),1.6 h(调整 ),2.4 h(调整 ),和3.2 h(调整 );第三,NAA在图3 (c):0.8 h(调整 ),1.6 h(调整 ),2.4 h(调整 ),和3.2 h(调整 );最后,Gln图3 (d):0.8 h(调整 ),1.6 h(调整 ),2.4 h(调整 ),和3.2 h(调整 )。

图4论述了最优数量的特性,特性重要性,决定在两,三维空间边界。基于RFE和交叉验证分数的比例被认为是正确使用重复从线性SVM分类分层4倍交叉验证(n= 100),最优数量的特性,最好解释急性应激的影响,同时两组三分类如图4(一)。十一个特征中选择三个特点,一个分层4倍交叉验证随机打乱数据为1 3的训练集和测试集被用来训练线性支持向量机和三个特点RFE测定的线性支持向量机训练。经过100次迭代的过程中,功能的重要性(n_总= 300),量化每个特性的影响,表明其重要性在最好的区分两组,计算和三个特性被选为了高排名基于特性的重要性如下:阿拉巴马州= 30% (n_选择= 89),Glu = 18% (n_选择乙酰天冬氨酸= = 54)和17% (n_选择= 51)。该特性如图重要性4 (b)被显示的次数,每个特性的比例高于矩形酒吧的次数比的总时间。图4 (c)显示了最好的决策边界分类两组。这是一个三维的分析使用Ala, Glu, NAA确定的线性支持向量机。

4所示。讨论

目前的研究显示,急性克制压力明显有一个基于时间的影响代谢产物的水平在一只老鼠的海马。很少有人研究在急性应激在过去的几十年中10- - - - - -12,55,56因为慢性压力与神经或生理变化由于异常监管造成大量的适应大脑的应激反应一直感兴趣的焦点压力研究[57,58]。然而,有慢性和急性应激反应性间的差异59),因此,研究急性应激最近出现的必要性(5]。

据我们所知,目前的研究使用¹第一次h - mrs试图分析急性抑制效果随着时间的压力与SVM技术提供以下信息:(1)急性克制压力与神经递质传输通过三方突触(54)基于代谢物浓度的变化包括阿拉巴马州和Glu连续四个时间点;(2)的时间点确定了最佳代表急性约束应力的影响;和(3)三个代谢物(阿拉巴马州、Glu、NAA)被用作一种急性stress-specific生物标志物,影响最大,容易受到严重约束压力。

基于两组之间的显著差异使用双向重复测量方差分析,阿拉巴马州和Glu选择代谢物与急性约束应力有关。急性克制压力是一个极端的压力,压力源所引起的急性应激反应是立即适应生存的神经化学反应(7]。急性克制压力激活肾上腺轴。下丘脑促肾上腺皮质激素释放激素释放(CRH)。CRH刺激脑垂体分泌的促肾上腺皮质激素(ACTH),激活糖皮质激素的释放,如从肾上腺皮质酮(CORT)60- - - - - -62年]。CORT通过血液进入海马体与糖皮质激素受体结合,释放一种兴奋性的神经递质,Glu,从神经元的突触前膜(63年]。尽管Glu涉及压力、阿拉巴马州在应激反应的作用尚不清楚。阿拉巴马州与压力有关的生理特征表明,它可能作为监管机构的急性应激反应64年]。首先,丙氨酸通过甘氨酸受体介导和甘氨酸被认为是一种抑制性神经递质,抑制神经元的大脑区域的敏感性最高的CRH浓度。第二,丙氨酸生产β丙氨酸,认为有反应力的影响转化为丙酮酸的反应的副产品。β丙氨酸增加肌肽的含量,提高了弹性压力和调节小鼠下丘脑中的应激反应(55,65年]。最后,使用丙氨酸转氨酶和铵离子α酮戊二酸,丙氨酸丙酮酸和Glu Glu-Gln自行车在丙酮酸转换,和丙酮酸转化为葡萄糖66年,67年]。通过丙酮酸代谢参与丙氨酸转化为葡萄糖可能负责丙氨酸的镇静效应(64年,68年]。基于上述证据,急性应激可以增加阿拉巴马州和Glu的浓度。这一发现与本研究的结果是一致的,这显示更高浓度的阿拉巴马州和Glu压力组比对照组。

在对照组,Glu的浓度下降随着时间的推移,阿拉巴马州的一个显示一个下降的趋势,然后复苏,与Gln显示了一个持续的趋势之一。大脑是试图减少Glu在细胞外空间(ECS)突触结晶等尽可能正常状态(13,69年]。相反,阿拉巴马州的浓度随着时间的推移和Glu减少应激组随着时间的推移和Gln的增加。由于急性压力,更多的谷氨酸生产和模式随时间的一个对照组因试图尽可能地减少。Glu-Gln自行车在小鼠大脑海马可以被描述为运输Glu作为兴奋性神经递质和Gln形成通过酰胺化三方的谷氨酸突触(54,70年- - - - - -72年]。因此,Gln生产和Glu分解发生在星形胶质细胞,并通过Glu-Gln相反的影响发生在神经元循环(67年]。三方突触的突触前和突触后神经元和星形胶质细胞。压力刺激的突触前神经元释放Glu ECS。随后,Glu是通过谷氨酸transporter-1 (GLT-1)邻近的星形胶质细胞胶质细胞类型神经元附近,在酰胺化Gln使用离子和铵转化为无毒的中性氨基酸。消除Glu控制其ECS浓度,使体内平衡的维护三方突触,并防止产生会引起Glu积累的ECS (54,73年]。星形胶质细胞和GLT-1功能受损可以产生神经退行性疾病的症状和抑郁症等精神疾病的困扰54,74年- - - - - -76年]。因此,Glu、Gln的相反的影响随着时间的推移可以归因于Glu-Gln周期负责Glu切除和Glu合成后的ECS急性压力。阿拉巴马州的循环与Glu-Gln循环(77年阿拉巴马州],Glu可能代表相同的结果。连续下降的浓度Ala和Glu后急性应激可以解释如下:(1)astrocyte-to-neuron比率的估计在海马体是0.6878年阿拉巴马州],因此,几个海马星形胶质细胞分解成丙酮酸和秘密Glu Gln相比,合成Gln通过Glu神经元(67年];(2)在急性应激生理反应增加的能源需求各种神经活动,如glutamatergic神经传递,包括Glu-Gln骑自行车。Glu所需的能量循环Glu-Gln星形胶质细胞和神经元之间的循环可以估计三个ATP分子/谷氨酸分子,大约[63年,79年,80年]。因此,乳酸脱氢酶将丙酮酸引起的阿拉巴马州虫胶,用作能量代谢物质在星形胶质细胞(63年,67年,81年]。

虽然没有统计上的显著差异,Gln和NAA与急性应激有关。Gln通过直接相关Glu-Gln周期和NAA与急性应激的影响,如减少神经元根据最近的研究(5,20.,27]。比较上述四个代谢物的浓度两组间在每个时间点,阿拉巴马州不同的第一,第二,第三时间点,和Glu罗斯福校正后的第一个时间点不同,而乙酰天冬氨酸和Gln差别并不是在每一个时间点。急性应激诱导后,阿拉巴马州被发现对急性应激影响时间长达一个半小时,Glu半个小时。这个观察表明,急性应激反应及其变化的影响随着时间的推移,它可以克服现有端点的局限性分析方法由于一些适应性变化发生在急性应激反应在许多动物研究[10,11,13),并提供一个深入了解应激反应的重要时间点及相关代谢急性应激后随着时间的推移。此外,最近的研究表明,急性压力的影响随着时间的推移可以划分为短期和长期的影响,需要考虑压力反应本身的(5,58,82年]。time-lasting效应可以导致重构等形态变化和海马萎缩的顶树突4,18,83年- - - - - -86年]。一个生理和功能受损对压力的反应可能会导致大脑中与压力相关的疾病的发展(20.]。这些与时间相关的短期和长期效应提供了一种理解的急性应激反应机制在大脑中从代谢角度(5,28,87年]。这个观察可以帮助我们识别转折点(恢复通过适应)5,58和敏感性(脆弱比弹性)88年,89年)对应激反应的评估急性应激和监测的基于时间的影响不适应的急性应激反应可能导致与压力相关的脑部疾病。

由于小样本大小,AUC是用来选择的特性基础上的线性支持向量机减少偏见等动物之间的区别,而不是使用绝对浓度在4个时间点。每个代谢物的AUC通过集成基于梯形法计算浓度曲线下的四个时间点,它反映了随时间变化的,类似于所有时间点的平均浓度。使用交叉验证和RFE的线性支持向量机基于每个特性的AUC代谢物,这三个特性(阿拉巴马州、Glu、NAA)选择的顺序图的高度重视4 (b)。这表明三个代谢物stress-specific代谢物是重要的急性应激反应和最佳代表急性应激的时间效应。使用RFE和交叉验证线性支持向量机而不是双向重复测量方差分析,学生的t以及增加了一个额外的代谢物(NAA)区分急性应激的影响。根据最近的研究(5,27),NAA证明是代谢物影响急性应激的影响以及第三最重要的一个如图4 (b)虽然没有统计上的显著差异。最好的决策边界分类使用三种代谢物,在两组之间一个代谢物是一维的,如图4 (c)。这可以从不同的角度获得比浓度的对比分析,根据获得的信息本身,可以用作生物指标或stress-specific生物标志物特征在未来急性应激的影响。

本研究有一些局限性。首先,模拟脂类和高分子是使用,因为它不能获得在同等条件下,由于故障之前,核磁共振成像机器的维修和升级。这表明代谢物的浓度可以和overquantified而不是精确量化。第二,样本量太小,这可能由于各种原因导致的偏见,包括动物之间的区别。第三,时间分辨率低。当前的研究需要30分钟获得单点时间。作为有一个30分钟的间隔对于每个时间点,我们不能评估区间内的生理反应发生代谢的观点。第四,实验动物麻醉长期收购¹H-MRS数据。异氟烷的长期政府获得所有时间点可以影响一些代谢物。最后,总收购时间可能是短分析急性压力的长期影响,只能评估部分的总体响应。尽管有这些限制,目前的研究可以提供有用的信息,比如stress-specific或与压力相关的代谢产物和重要时间点在急性应激后颞急性应激的影响。

5。结论

本研究分析了急性克制压力对代谢物水平的影响随着时间的推移在小鼠海马。我们发现以下结果:(1)有显著差异在阿拉巴马州和Glu由于急性克制压力;(2)在四个时间点,两组之间的统计学差异发生在前面的三个时间点在阿拉巴马州,第一次点Glu后急性克制压力;和(3)阿拉巴马州、Glu、NAA,最好这两组分类,选择与支持向量机的最优组合代谢物。我们的研究结果表明急性应激的影响随着时间的推移,提供信息的时间分析急性应激后。此外,stress-specific生物标记,结合三个代谢物(阿拉巴马州、Glu、NAA),最好解释急性应激的影响。此外,这项研究可能提供一个更好的理解的急性应激反应机制和提出新见解实验动物如啮齿动物是否脆弱或有弹性的急性应激代谢的角度来看。

数据可用性

代谢物的分析数据用于支持本研究的发现可以从相应的作者在合理的请求。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项研究是由国家研究基金会的大脑研究项目(NRF)由韩国政府(MSIT) (2016 m3c7a1905385)。

补充材料

图S1:平均质子原始数据,夫人LCModel适合,量化代谢物在第一个时间点。图S2:平均质子原始数据,夫人LCModel适合,量化代谢产物在第二个时间点。图S3:平均质子原始数据,夫人LCModel配合,在第三次点量化代谢物。图S4:平均质子原始数据,夫人LCModel配合,在第四次点量化代谢物。表S1:统计比较(Wilcoxon排名和测试与罗斯福校正)组的基线/ ppm ( )。(补充材料)