文摘

多发性硬化(MS)是一种神经退行性疾病的特点是周期性的神经髓鞘脱失,最终导致一系列症状和残疾。本研究的目的是使用UPLC-Orbitrap / MS识别验证生物标记和探索MS在老鼠的代谢机制。32 C57BL / 6雄性小鼠随机分为两组,被喂以普通食品或0.2% CPZ 11周。鼠标脱髓鞘模型是由局部反馈评估和MBP免疫荧光和免疫组织化学的表达。胼胝体的代谢物量化使用UPLC-Orbitrap / MS。鼠标杆爬实验是用来评估协调能力。采用多元统计分析筛查微分代谢物,和聪明才智通路分析(IPA)被用来揭示代谢物的相互作用网络。我们成功地建立了髓鞘脱失模型。CPZ集团慢慢减肥,显示增加杆爬在喂养相比CON组。共有81种代谢物( 和 )确定在24代谢途径丰富;41代谢产物明显增加,而40代谢物CPZ组明显减少。出来的结果显示,这81个生物标志物代谢产物与调节信号,PI3K-AKT信号mTOR信号和ERK / MAPK信号。KEGG路径分析表明,两个明显不同的代谢途径丰富,即glycerophospholipid和鞘脂类代谢途径,包括共有9个生物标志物。接受者操作特征分析表明,代谢产物(例如,PE (16: 0/22: 6 (4 z, 7 z, 10 z, 13 z, 16个z, 19 z)), PC (18: 0/22: 4 (7 z, 10 z, 13个z, 16 z)),胞嘧啶核苷5 - - - - - -diphosphocholine PS (18: 0/22: 6 (4 z, 7 z, 10 z, 13 z, 16个z, 19 z)), 3 -磷酸甘油,SM (d18: 0/16: 1 (9 z)), Cer (d18:1/18: 0), galabiosylceramide (d18:1/18: 0)和相关(d18:1/18: 0)) CPZ集团有很好的辨别能力。总之,微分代谢物作为拥有巨大潜力的脱髓鞘疾病的生物标记物。此外,我们确认相关代谢途径CPZ-induced脱髓鞘发病机制,提供一个新的视角理解代谢和中枢神经系统脱髓鞘发病机制之间的关系。

1。背景

多发性硬化(MS)是一种多因子的自身免疫疾病的中枢神经系统(CNS)的特点是少突胶质细胞和髓鞘的白质束(1]。炎症的主要驱动力是条件,氧化应激会导致组织损伤和促进现有的炎症反应(2]。临床赤字包括麻木、肌肉痉挛,共济失调,下肢轻瘫或轻偏瘫,视力丧失,疼痛以及认知障碍3]。这些临床赤字产生重大经济影响医疗卫生系统。到目前为止,作为一种多因素疾病,不知道女士的病理机制,和MS的诊断仍然是一个挑战4]。因此,重要的是要确定有效的生物标志物女士使用简化诊断和更可靠的新方法。

代谢组学是一个新兴学科,量化一个生物体或细胞的低分子量代谢产物(5]。它广泛用于诊断各种疾病,如中枢神经系统紊乱。代谢物被定义为低分子量(< 1000 Da)分子(6]。自代谢物组成的多样性会导致一系列的物理化学性质,代谢组学分析有潜力提供信息,不能从其他技术,如基因组学、转录组、蛋白质组学。液相色谱-光谱法(UPLC-Orbitrap / MS)分析是最受欢迎的技术,识别和量化代谢物,并允许一分钟代谢物在生物识别系统的剖析,揭示动态多参数的表征反应不同的内生和外生过程而评估表观遗传修饰(7]。许多学者研究了退化脑组织代谢物变化在脑脊液和血液4,8),但脑组织退化的直接研究相对缺乏。

Cuprizone (CPZ)是一个铜螯合剂,目标许多近年,和持续摄入导致白质病变类似模型三世女士病变(9),伴随着广泛的巨噬细胞和小胶质细胞的激活,少突细胞凋亡和髓鞘脱失10]。因此,它广泛应用于基于动物模型的实验方法研究脱髓鞘的机制(11和细胞反应12]。C57BL / 6小鼠的病理反应CPZ中毒后高重现性和良好的特点。在这个模型中,髓鞘脱失明显中毒后各种结构包括海马体,外部胶囊(13],小脑头下脚[14],小脑[15),大脑皮层纹状体,(16),最明显的是,胼胝体(17,18]。胼胝体曾被证明被CPZ影响最大的区域。

尽管一些研究已经进行使用CPZ模型探讨胼胝体(髓鞘脱失的分子机制19,20.)、代谢途径和微分代谢物仍有待阐明。本研究使用UPLC-Orbitrap / MS分析胼胝体标本CPZ模型的识别关键代谢生物标记和中枢神经系统脱髓鞘疾病的机制。

2。方法

2.1。动物和实验设计

雄性C57BL / 6小鼠(8周)从Spelford购买(北京)生物技术公司。老鼠被安置在 在一个装有空调的空间12小时光明与黑暗周期(灯从上午7点到下午7点)。食品和自来水随意。所有程序后续实验动物保健和使用委员会批准的同仁医院,上海交通大学医学院,按照美国国立卫生研究院进行指导的护理和使用实验动物。所有的努力都是尽量减少动物的痛苦和不适,减少实验用动物的数量。

32 C57BL / 6雄性小鼠(8周)随机分为正常( )和模型组( ),和模型组小鼠的饮食喂养含0.2% cuprione(试剂购自σ,定制的饮食从江苏Synbiotic提要)。通过引用文献[21),男性C57BL / 6小鼠选择美联储0.2% cuprizone chow构建脱髓鞘模型,我们选择了11周连续喂养CPZ组。老鼠每周体重测量。杆爬实验进行一周一次。接下来,老鼠牺牲,胼胝体是立即收集脱髓鞘和UPLC-Orbitrap / MS分析识别。其中,六双老鼠选择脱髓鞘验证(3双蛋白免疫印迹和3双Luxol快蓝染色,免疫荧光法,免疫组织化学),和10双被用于UPLC-Orbitrap /女士。

2.2。西方墨点法

胼胝体是我总蛋白提取的细胞溶解•瑞帕溶解产物(C500005 Sangon生物技术,中国)。蛋白质浓度由BCA蛋白质化验设备(C503021 Sangon生物技术,中国)。钠十二烷基sulfate-polyacrylamide凝胶电泳(sds - page、P0015L Beyotime,中国)用于分离蛋白质(25μg)从每个样本,然后由电泳electrophoretically转移到聚偏二氟乙烯膜(美国微孔PVDF, IPVH00010)。5%脱脂牛奶的膜被Tris-buffered生理盐水,pH值7.4,1小时在室温和孵化与主抗体在一夜之间在4°C。以下使用抗体:髓鞘,anti-myelin碱性蛋白(MBP, 1: 100年,Abcam,剑桥,妈,美国),anti-glial原纤维酸性蛋白(GFAP 1: 100年,Abcam,剑桥,妈,美国),Alexa萤石555山羊anti-rabbit免疫球蛋白(H + L) (1: 50, A0208 Beyotime,中国),和Alexa萤石488山羊anti-mouse免疫球蛋白(H + L) (1: 50, A0216 Beyotime,中国)。第二天,膜被搬了出来,恢复到室温,紧随其后的是膜的清洗PBST缓冲3次/ 5分钟。接下来,3毫升的二次抗体的解决方案是添加,细胞膜是孵化2 h在室温和冲洗PBST缓冲3次/ 5分钟。蛋白质测定使用ECL免疫印迹检测设备(36208 es76 Yeasen,中国)。然后,曝光结果读通过将他们的乐器。

2.3。免疫组织化学

石蜡包埋标本脱蜡和受到抗原检索在10毫米柠檬酸缓冲(pH值6.0)。主要的抗体用于免疫染色如下:anti-glial原纤维酸性蛋白(GFAP), 1: 100年,Abcam,剑桥,妈,美国)和anti-myelin碱性蛋白(MBP), 1: 100年,Abcam,剑桥,妈,美国)。所有抗体在PBS稀释含0.5% Triton x - 100。部分进一步孵化与生物素化的二次抗体。

2.4。双重免疫荧光

部分是孵化Alexa萤石555山羊anti-rabbit免疫球蛋白(H + L) (1: 50, A0208 Beyotime,中国)和Alexa萤石488山羊anti-mouse免疫球蛋白(H + L) (1: 50, A0216 Beyotime,中国)。大脑的部分进行了分析与梅尔的hemalum解决方案(默克公司,达姆施塔特,德国)轻拍或免疫荧光染色细胞分析4 ,6-diamidino-2-phenylindole盐酸盐(DAPI E607303 Sangon生物技术,中国)。

2.5。局部反馈髓鞘染色

Luxol快速蓝色(局部反馈)是一个铜四氯苯酞甜菜染料染色性能,结合髓磷脂在酒精的解决方案。局部反馈的应用髓鞘染色可以显示髓鞘的神经组织结构很好。测试样本中进行随机选择从正常和模型组小鼠。大脑是收获,局部反馈染色的胼胝体区域被切割。

2.6。样本提取

大约50毫克的组织增加了0.5毫升溶剂( )包含一个内部标准(4μg / mL, 2-chloro-L-phenylalanine)、均质和粉碎。均质组织被安置在离心机(13000 rpm, 4°C) 10分钟,和200年μL的上层清液放入注射瓶进行随后的代谢组学分析。此外,同等体积(大约20μL)每个样本的测试是作为一个QC(质量控制)和混合样品。

2.7。脂质分析UPLC-Orbitrap /女士

UPLC-Orbitrap / MS分析使用一个终极3000 ultraperformance液相色谱仪加上热科学Orbitrap精英质谱仪。色谱柱是Kinetex C18 ( ,1.9μ米),流动相是(a) 0.1%的甲酸溶液和(b)乙腈(0.1%甲酸);流量为0.4毫升/分钟;列温度是25°C;发布时间是5分钟;和注射量是3μl .优化色谱梯度是如下:0 - 2分钟,5% B;到13分钟;发布时间是平衡系统设置为5分钟。

ultra-HPLC隔离后,标本进行了分析使用Q热Orbitrap精英质谱仪。正离子模式如下的参数:加热温度300°C,鞘气体流速45 arb,辅助气体流速15 arb,尾气流量1 arb,喷涂电压3.0 kV,毛细管温度350°C和S-lens射频水平30%。扫描范围是200 - 1500。的负离子模式下,加热器温度为300°C,鞘气体流速45 arb,辅助气体流速15 arb,尾气流量1 arb,喷涂电压2.5 kV,毛细管温度350°C和S-lens射频水平60%。扫描范围是200 - 1500。

2.8。统计分析

接受者操作特征(ROC)曲线分析是用来计算变量的敏感性和特异性。生物标记物的性能量化了接受者操作特征曲线下面积(AUC),和一个AUC大于0.75表明标记具有良好的歧视。

热的软件发现的化合物,用于完成提取复合组件的示例和数据预处理,包括基线过滤、峰鉴别和集成,保留时间校正和峰值校准和质谱碎片归因分析,最后,实现事后编辑使用Excel 2016软件,包括列损失和样品制备的杂质峰造成的取消和定量离子的选择。最后的结果组织成一个二维数据矩阵包括变量和峰值强度值(标准化流程)终于获得化合物的结构信息。编辑数据矩阵导入Simca-P软件(版本11.0)和加工后集中化多元统计分析和帕累托数值。微分代谢物是杰出的基于统计的阈值变量的组合影响投影(VIP)从PLS-DA获得模型(多维统计分析)和一个双面的学生的测试(值< 0.05)的原始数据(一维的统计分析)。MedCalc统计软件(版本19.05)被用来执行接受者操作特征(ROC)分析和计算ROC曲线下的面积(AUC)。此外,其他与R统计分析软件(版本3.5.0),GraphPad棱镜(version 8), TBtools软件(版本1.0)和SPSS软件(版本25,IBM公司)。值小于0.05被认为是具有统计学意义。

3所示。结果

3.1。评估Cuprizone-Induced Demyelinated-Like小鼠模型

在实验中,局部反馈是用来评估的程度在大脑胼胝体髓鞘脱失。使用免疫组织化学、免疫荧光和免疫印迹检测MBP,胶质原纤维酸性蛋白(GFAP)表达,最后结合行为测试探讨脱髓鞘模型的成功建立。

3.2。完整的胼胝体髓鞘脱失

免疫荧光显示,MBP CPZ组中表达下调(数字1(一)和1 (b))。免疫组织化学显示,表达MBP CPZ组相比显著降低,CON组和CPZ组GFAP的表达增加(数据1 (c)和1 (d))。此外,局部反馈染色的胼胝体区域被切割。在CPZ脱髓鞘模型,胼胝体区域轻轻染色(数字1 (e)和1 (f))。MBP, GFAP蛋白表达的检测到免疫印迹CPZ组和诈骗集团(数字1 (g)和1 (h))。结果表明,CPZ集团慢慢减肥,增加杆爬在喂养相比CON组(图1(我))。

3.3。没有针对性UPLC-Orbitrap / MS-Based胼胝体的代谢组学分析

3.3.1。整体PCA和考试系统的稳定性

在随后的分析中,对数据进行完整性检查,没有发现缺失值。总离子流色谱图(TIC)如下所示的数据2(一个)和2 (b)。主成分分析(PCA)建模方法被用来检查样品的聚合度。主成分分析是一种无监督模型分析方法,可以更可靠地反映最真实的群体之间的差异。这种分析获得总共2主成分正模式 和 和2的主成分-模式 和 。根据PCA的总分中情节(数字2 (c)- - - - - -2 (f)),有一个明显的趋势疾病之间的分离和控制组织在积极和消极离子模型,表明两组重要的代谢差异。此外,所有质量控制注射紧密聚集在PCA空间。重复注射QC的均匀性和可靠的数据质量的样品证明方法的有效性代谢特性实验。

3.3.2。反对和CPZ团体之间的主成分分析

这种分析获得总共2主成分与累积的积极模式 和 总共2主成分与累积负面的方式 和 。PCA得分图所示的数字3(一个)和3 (b),椭圆置信区间,水平坐标(1)是第一个主成分(PC1)和垂直坐标(2)是第二主成分(PC2)。根据PCA的总分中情节,有一个明显的趋势CPZ之间的分离和反对团体的积极的和消极的离子模式,表明两组重要的代谢差异。

3.3.3。PLS-DA之间的欺诈和CPZ组

确定离子峰,有可能被用来区分两组之间的代谢物信息,我们创建了一个监督偏最小二乘判别分析(PLS-DA)模型,侧重于实际class-distinguishing变化。PLS-DA得分图2组的积极的和消极的模式(数据3 (c)和3 (d)显示一个明确的趋势之间的分离群体。总共有2个主成分获得积极的分析模式,与累积 , ,和 ;共有2个主成分是在负模式中,获得与累积 , ,和 。PLS-DA排名(数据验证3 (e)和3 (f))表明,模型表现良好。

3.3.4。筛选差异代谢物和路径分析

基于PLS-DA模型,共有81个微分代谢物被KEGG和HMDB数据库的特点 和 。总共有41个代谢物增加,和40降低(图4(一))。81微分之间的代谢物被用来建立一个热图CPZ集团和诈骗集团和代谢物的差异丰富配置文件(图所示4 (b))。我们进行了富集分析HMDB数据库查找前10位的位置物品(器官、组织和亚细胞本地化)的最高浓缩微分代谢物,结果显示,这10个亚细胞位置是基底神经节,肥大细胞,海马,骨髓,丘脑,红细胞、肺、胰腺、骨骼肌和髓鞘(图4 (d))。

KEGG通路分析显示两个明显不同(生 )代谢途径中丰富CPZ组相比CON组;途径包括glycerophospholipid新陈代谢和鞘脂类代谢(图4 (c))。此外,IPA网络分析(图5)表明这些差异代谢物与neuregulin-signaling, PI3K-AKT信号mTOR信号和ERK / MAPK信号。glycerophospholipid代谢途径包括五个不同的代谢产物:PE (16: 0/22: 6 (4 z, 7 z, 10 z, 13 z, 16个z, 19 z)), PC (18: 0/22: 4 (7 z, 10 z, 13个z, 16 z)),胞嘧啶核苷5 - - - - - -diphosphocholine PS (18: 0/22: 6 (4 z, 7 z, 10 z, 13 z, 16个z, 19 z)),和3 -磷酸甘油。鞘脂类代谢途径包括四个不同的代谢产物:SM (d18: 0/16: 1 (9 z)), Cer (d18: 1/18: 0), galabiosylceramide (d18: 1/18: 0)和相关(d18: 1/18: 0))。

ROC分析是用来确定这些不同的歧视能力代谢物,这些预测是体育的表演(16:0/22:6 (4 z, 7 z, 10 z, 13 z, 16个z, 19 z)) ,电脑(18:0/22:4 (7 z, 10 z, 13 z, 16 z)) ,胞嘧啶核苷5 - - - - - -diphosphocholine AUC = 0.880、PS (18: 0/22: 6 (4 z, 7 z, 10 z, 13 z, 16个z, 19 z)) ,3 -磷酸甘油 ,SM (d18: 0/16: 1 (9 z)) ,Cer (d18: 1/18: 0) ,galabiosylceramide (d18: 1/18: 0) ,和相关(d18: 1/18: 0) 。上述结果表明,这些不同的代谢产物有良好的髓鞘脱失歧视我们的研究数据6(一)- - - - - -6(我))。

4所示。讨论

神经退行性疾病是由髓鞘的损失和/或神经元,这恶化随着时间的推移,变得不正常。围绕轴突的髓鞘破坏导致多种神经系统疾病,包括[女士22]。全世界共有约200万人饱受女士女士是炎症和中枢神经系统脱髓鞘疾病。它导致的一系列病理变化造成的结合周边居民和大脑细胞的免疫细胞。其中,氧化应激和线粒体功能障碍的主要原因是髓鞘脱失(2]。先前的研究已经表明,MS的病理和免疫机制是由多方面涉及适应性免疫和氧化损伤机制;然而,女士的确切病因尚不清楚。女士的诊断和治疗在临床实践中仍然是一个挑战,所以验证标志物,探索分子机制的关键因素,但具有挑战性的临床决策。生物标志物的鉴定可以使用临床准确诊断和预后预测和指导治疗方案以及疾病监测。近年来,个性化的精密治疗和临床治疗领域的一个热门话题;因此,方法如代谢组学、蛋白质组学和表观基因组学已成为工具来捕获复杂病变[女士6]。特别是,代谢组学提供代谢物中发现生物系统的详细分析,揭示了描述动态multiparametric应对各种内源性和外源性过程而评估疾病的表观遗传变异(23]。

诸多代谢组学可以高通量技术,使同时半定量的测量不同的代谢物种类复杂的样品,如生物组织、创造潜力获得的实际状态的全面阅读人类有机体(24]。在现有的分析技术,UPLC-Orbitrap /女士允许极地的分离,电离,非易失性、热不稳定的化合物与更广泛的应用。此外,UPLC-Orbitrap / MS具有良好的选择性和灵敏度,对分子和离子,和更详细和准确的多级质谱信息,使识别未知代谢物。代谢组学的研究已经成为一个充满希望的方法来识别潜在的生物标记物的女士;但是,先前的代谢组学研究仅基于间接研究脑组织退化的脑脊液和血液(25,26]。虽然血液代谢物标记神经元髓鞘损伤可以显著提高我们的理解能力女士和量化神经退化的机理,确定脱髓鞘代谢物的能力是有限的。当前研究代谢产物的变化在退化组织鼠标胼胝体是不够的。因此,我们建议使用UPLC-Orbitrap / MS确定微分代谢物及相关通路在退化胼胝体组织和探索的可行性差代谢物作为生物标志物识别CPZ模型。

病理相似性CPZ模型和女士反映在髓鞘和轴突的损失,氧化应激通路的激活,和相对完整的血脑屏障(27),已被广泛用于建立退化小鼠模型。CPZ铜螯合剂,损害细胞色素氧化酶活性,减少氧化磷酸化,并导致少突胶质细胞退行性变化,导致有毒的髓鞘脱失类似,在MS患者,体重和行为异常(28]。在这项研究中,免疫印迹的结果,免疫荧光法,免疫组织化学,和局部反馈髓鞘染色显示C57BL / 6雄性小鼠有严重损失的胼胝体髓磷脂蛋白11周后CPZ喂食,与先前的报道是一致的,表明我们成功地复制的CPZ-induced模型胼胝体C57BL / 6小鼠髓鞘脱失。此外,在实验组小鼠的体重显著降低,而爬杆的长度,在对照组相比显著增加。随后,鼠标胼胝体的微分代谢物是识别和分析的代谢途径UPLC-Orbitrap /女士,和微分代谢物被KEGG注释和HMDB数据库。共有81个微分代谢物被成功注释。国际网络显示,这81个微分代谢物与调节信号(29日],PI3K-AKT信号[30.],mTOR信号[31日),和ERK / MAPK信号(32),和所有四个通路与神经退行性疾病有关。其中,PI3K-AKT信号(33],mTOR信号[34),和ERK / MAPK信号(35)与氧化应激有关。先前的研究已经发现CPZ可以干扰抗氧化系统和电子传递链,导致抗氧化酶减少如超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽(GSH),导致线粒体功能障碍和氧化应激在胼胝体(36]。值得注意的是,减少细胞能量产生的CPZ-induced线粒体功能障碍可引起少突细胞死亡(36]。此外,氧化应激已经建议的主要动力之一脱髓鞘和神经退行性变的女士(37]。因此,阻断氧化应激在脱髓鞘病理学在医学患者可能是一个潜在的治疗目标。

磷脂是髓磷脂的组成不可分割的一部分,参与能量代谢,调节生物过程与学习和记忆相关分子通路,通过几个主要分为glycerophospholipids和鞘脂类。鞘脂类结构类似于glycerophospholipids,发现在大多数哺乳动物细胞的质膜,和髓鞘的主要组件38]。因此,改变glycerophospholipid新陈代谢和鞘脂类代谢途径可能与中枢神经系统脱髓鞘病变的病理过程密切相关。我们进行微分代谢物的代谢通路富集分析KEGG数据库,结果表明这些差异代谢物主要富集在glycerophospholipid和鞘脂类代谢途径,所以我们主要讨论了9个微分代谢物浓缩在这两个代谢途径。与对照组相比,在微分代谢物相关glycerophospholipid和鞘脂类代谢途径,PS (18: 0/22: 6 (4 z, 7 z, 10 z, 13 z, 16个z, 19 z)), PC (18: 0/22: 4 (7 z, 10 z, 13个z, 16 z)),和galabiosylceramide (d18: 1/18: 0)增加,而体育(16:0/22:6 (4 z, 7 z, 10 z, 13 z, 16个z, 19 z)), 3 -磷酸甘油,胞嘧啶核苷5 - - - - - -diphosphocholine, Cer (d18: 1/18: 0)、相关(d18: 1/18: 0)和SM (d18: 0/16: 1 (z) 9日)被降低。

磷脂酰乙醇胺(PE)是第二个最丰富的磷脂,位于内部的细胞膜和线粒体膜内;它参与免疫调节反应39)和增生性增长中扮演着重要角色,程序性细胞死亡(38]。在细胞凋亡的早期阶段,体育和磷脂酰丝氨酸(PS)暴露于外细胞膜(40),可以诱导巨噬细胞吞噬作用,启动凋亡吞噬作用[41,42]。因此,PE (16: 0/22: 6 (4 z, 7 z, 10 z, 13 z, 16个z, 19 z))内容减少CPZ组,表明细胞凋亡的病理过程和少突胶质细胞髓鞘脱失可能主要由PS。PS是神经元细胞膜的重要组成部分,可以改善神经细胞功能,调节神经电信号传输,并影响膜流动性和渗透性43]。结果表明,PS的内容(18:0/22:6 (4 z, 7 z, 10 z, 13 z, 16个z, 19 z))明显高于CPZ组。这可能是因为PS主要出现在哺乳动物细胞膜内的一面,当暴露在外部的细胞膜,它可以作为一个触发器对巨噬细胞吞噬并启动细胞凋亡(44]。细胞凋亡可以通过外源性或内源性途径,引发氧化损伤和内质网压力会引起内源性凋亡和PS含量增加外细胞膜是内源性凋亡的主要特征之一45]。先前的研究已经发现,脂质体用PS也增强巨噬细胞的吞噬作用46]。因此,我们推测,在CPZ模型中,少突胶质细胞的PS含量升高可能诱导细胞凋亡,进而导致变化胼胝体髓鞘脱失。磷脂酰胆碱(PC)是最丰富的一类glycerophospholipids细胞膜,细胞膜组成的一员,与主要分解产物磷脂酸和胆碱。结果显示显著增加电脑的内容(18:0/22:4 (7 z, 10 z, 13个z, 16 z))和胞嘧啶核苷的含量明显降低5 - - - - - -diphosphocholine CPZ组。现在公认的是,氧化应激与神经细胞死亡(47]。大脑的存在氧化应激在神经退行性疾病如阿尔茨海默病和帕金森病已经证明(48,49],CPZ干扰大脑抗氧化系统在胼胝体,导致氧化应激。先前的研究已经发现,PC-specific磷脂酶C - (PC-PLC)催化增加甘油二酯(DAG)与活性氧(ROS)的产生和PC-PLC抑制剂可以参与保护神经元免受氧化应激(50]。因此,增加电脑内容可以补充抗氧化应激作用的结果。胞嘧啶核苷5 - - - - - -diphosphocholine是电脑合成的前体物质,其内容的减少可能是由于电脑合成的增加引起的损耗。

鞘磷脂(SM)中发挥着关键作用在大脑发育的早期阶段,是髓鞘的主要脂质成分之一。神经酰胺(Cer)是中央代谢物的SM新陈代谢,和鞘磷脂酶(sma)分解SM Cer和电脑。Ceramidase (CDase)进一步分解Cer鞘氨醇(Sph)和鞘氨醇激酶(SphK)劈开PC磷酸鞘氨醇(S1P)。SM及其代谢物Cer、Sph和S1P是重要的生物活性信号分子,可以影响免疫反应(51]。Villoslada et al。52]进行了核磁共振光谱学(夫人)的研究,发现磷脂含量的增加和减少的MS患者的脑组织,鞘脂类含量和降低中枢神经系统myelin-specific脂质含量增加可能与细胞结构由于胶质疤痕。我们的研究结果表明,CPZ集团SM的胼胝体(d18: 0/16: 1 (9 z)), Cer (d18:1/18: 0)和相关(d18:1/18: 0)水平降低CPZ组。3 -磷酸甘油为基质的合成glycerophospholipids和作为一个潜在的标记的磷脂分解代谢(53]。CPZ组,胼胝体-磷酸甘油含量降低,这可能表明glycerophospholipid合成代谢大于分解代谢的退化胼胝体。Galabiosylceramide (Gb2)是合成了a - 1, 4-galactosyltransferase (A4GALT EC 2.4.1.228),而传输半乳糖残基从UDP-galactose galactosylceramide (GalCer)和可以从galactosylceramide来源于合成寡树突胶质细胞(54]。CPZ组的内容Gab2显著增加。法布瑞氏症可以引起溶酶体水解酶的损失α牛乳糖,这将导致增加Gab2内容(55]。CPZ集团Gab2含量的增加可能是由于溶酶体水解酶的异常活动α牛乳糖在胼胝体的少突胶质细胞。此外,ROC曲线结果表明,这些九个不同代谢物有一个很好的程度的歧视( )CPZ集团,这表明微分glycerophospholipid代谢物和鞘脂类代谢途径可能是潜在的生物标记物。

总之,我们进行了代谢组学调查基于UPLC-Orbitrap / MS系统胼胝体的雄性老鼠和识别关键的生物标志物和代谢途径CPZ-induced脱髓鞘。微分代谢显示高歧视性的脱髓鞘改变胼胝体的能力。我们的研究结果提供了新的见解的研究生物标志物及相关发病机制在中枢神经系统,包括女士。

缩写

女士:	多发性硬化症
UPLC-Orbitrap /女士:	超高效液相色谱Orbitrap质谱仪
局部反馈:	Luxol快蓝
MBP:	髓鞘碱性蛋白
GFAP:	胶质原纤维酸性蛋白
异丙醇:	创新途径分析
CPZ:	Cuprizone
反对:	控制
SD:	标准偏差
方差分析:	单向方差分析
中华民国:	接受者操作特性
贵宾:	变量影响投影
抽搐:	总离子流色谱图
主成分分析:	主成分分析
PLS-DA:	偏最小二乘判别分析
体育:	磷脂酰乙醇胺
PS:	磷脂酰丝氨酸
PC:	磷脂酰胆碱
PC-PLC:	PC-specific磷脂酶C
DAG:	甘油二酯
ROS:	活性氧
SM:	鞘磷脂
Cer:	神经酰胺
SMase:	鞘磷脂酶
CDase:	Ceramidase
主任:	鞘氨醇
SphK:	鞘氨醇激酶
S1P:	磷酸鞘氨醇
夫人:	核磁共振光谱学
Gb2:	Galabiosylceramide
GalCer:	Galactosylceramide。

数据可用性

如果有必要可以提供数据。

伦理批准

收到批准的实验动物伦理和福利委员会同仁堂医院隶属于上海交通大学医学院(AF / SC-11/02.1)。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

Ruizhe郑、Zhijie赵和鑫源李的构思和设计实验。Ruizhe郑Zhijie赵,“同妻”,李做了实验。小华,Changyi赵、Xueran康和忠孝东路张收集数据。鑫源李董和小华了试剂/材料/分析工具。Zhijie赵和小菁王分析数据和写这篇文章。Xueran康进行质量控制和指导提交的文章。所有作者阅读和批准最终的手稿。董Zhijie赵、李“同妻”和小华co-first作者。

确认

格兰特赞助商如下:中国国家自然科学基金(81801503),中国江苏省自然科学基金(BK20180286),和著名医生的研讨会在上海长宁区(MYGZS007)。