基于质谱选择性的色谱基线消除及中药肝毒性代谢组学研究

【摘要】基于LC-MS的代谢组学研究中，由于其分析样本通常是复杂的生物样本，常常采用梯度洗脱法，色谱基线漂移是普遍存在的现象。色谱基线水平不同会影响信号的多变量分析结果。利用质谱的高度选择性和专属性，本文提出了一种基于质谱高度选择性的基线漂移消除方法（Mass-spectrumselectivity-basedchromatogrambaseline-shiftelimination,i.e.MSS-CBSE方法），以消除代谢组学检测样本信号矩阵中的基线漂移，并考察基线漂移对代谢组学模型的影响。通过模拟数据、标准样本数据和实际大鼠尿液样本数据对此方法进行了系统考察和验证。所有考察和验证结果表明基于MSS-CBSE方法能够准确获得全谱范围内的真实色谱基线，既包括了无信号区间的等性噪声，也包含了色谱峰区间的非等性噪声。基线漂移会对代谢组学模型产生很大影响，它会导致给药组偏离正常组的程度减弱，使药物的评价毒性降低，从而导致药物毒性评价出现偏差。基于UPLC-MS代谢组学分析技术展开了中药黄药子肝毒性代谢组学研究。黄药子的干预会明显改变大鼠尿液的代谢物谱轮廓。黄药子外源性代谢物信号随着给药时间延长而增强，表现出了累积效应，特别是给药第三天的信号增强最明显。随着给药天数的增加，低分子量的药物代谢物减少，高分子量的代谢物增加，并且高分子量组分浓度也显著增加，预示着黄药子的代谢方式发生了明显变化。黄药子代谢组学模型显示正常组和黄药子组大鼠尿液样本存在着明显的分类，并且黄药子在给药的第一天即表现出了毒性，在给药的第三天毒性累积到最强。在柴胡的代谢组学研究中，在本文较低的给药剂量下（25g/kg）柴胡会显著干扰大鼠的代谢轮廓，导致大鼠肝损伤。柴胡代谢组学模型显示给药第一天柴胡组就明显偏离正常组，并在给药第二天偏离程度达到最大，而在给药第三天柴胡组偏离正常组程度减弱，表现出一定的恢复趋势，表明给药第二天大鼠肝毒性达到最强，给药第三天有向正常状态恢复的趋势。柴胡外源性代谢物信号变化显示柴胡小分子药物代谢物信号强度与毒性呈现负相关，高分子药物代谢物与毒性呈现正相关，提示柴胡的毒性主要来自于大分子物质，并且这些外源性代谢物信号的变化反应给予柴胡后大鼠体内的代谢发生了改变，提示着肝代谢酶活性的改变。最后本文选用6个标准肝毒性物质：四氯化碳、对乙酰氨基酚、半乳糖胺、盐酸肼、α-萘基异硫氰酸酯和硫代乙酰胺构建了小型的肝毒性预测专家系统，用于评价与预测中药黄药子和柴胡的毒性。分类模型结构表明黄药子的分类行为与硫代乙酰胺最接近，而柴胡与本文中的任一个标准肝毒物都不接近。利用硫代乙酰胺的判别模型预测黄药子毒性时，随着给药时间的延长，黄药子组偏离正常组和硫代乙酰胺组的程度均变大，说明黄药子与硫代乙酰胺致肝损伤还存在一定差异性。由于本文专家系统涵盖范围明显太小，基于此专家系统评价中药肝毒性存在偏差。只有进一步的扩大专家系统涵盖的范围，才有利于中药毒性的评价与预测。
【作者】冯江江；
【导师】谢洪平；
【作者基本信息】苏州大学，药物分析，2014，硕士
【关键词】代谢组学；基线漂移；外源性代谢物；黄药子；柴胡；

【参考文献】
[1]王锦.存在的遗忘——斯金纳激进行为主义之哲学批判[D].华东师范大学,科学技术哲学,2004,硕士.
[2]王宏星.移动互联网技术在旅游业中的应用研究[D].浙江大学,2004.
[3]王君,樊治平.一种基于Web的企业知识管理系统的模型框架[J].东北大学学报,2003,02:182-185.
[4]杨武.钙钛矿型催化剂的制备及其CO催化氧化性能的研究[D].中南民族大学,物理化学,2013,硕士.
[5]程璐.健脾益肾祛瘀通络法对高血压肾病患者尿NAG的影响[D].黑龙江中医药大学,中医内科学（专业学位）,2013,硕士.
[6]范铮.旋转机械振动在线监测系统的研究与开发[D].兰州理工大学,控制理论与控制工程,2014,硕士.
[7]卫艺文.基于营销策略的电力需求侧管理研究[D].武汉纺织大学,工商管理,2014,硕士.
[8]许阿风.干部选拔任用制度改革研究[D].兰州大学,公共管理（专业学位）,2013,硕士.
[9]俞勇,石鑫华,唐裕才,许响生.丁酮肟法制备乙氧胺的新工艺研究[J].浙江化工,2012,09:35-36+34.
[10]冀树军.有机泡沫浸渍法（PSD）及发泡凝胶法（FGC）制备SiC基泡沫陶瓷过滤材料的研究[D].中南大学,材料冶金,2013,博士.
[11]金海锦.韩国语汉字词与汉语词汇对比[D].复旦大学,亚非语言文学,2012,硕士.
[12]张向阳.中国汽车专卖店销售标准流程及管理工具开发[D].中南大学,2004.
[13]胡东升.帝王形象的文学“复辟”[D].华中科技大学,中国现当代文学,2013,硕士.
[14]周洁.视觉空间线索对动画学习的影响：来自眼动的证据[D].华中师范大学,发展与教育心理学,2014,硕士.
[15]李超.中太平洋CH海山玄武岩地球化学特征及富钴结壳成因[D].吉林大学,矿物学、岩石学、矿床学,2013,硕士.
[16]车晓璐.中华脾胃系疾病PRO量表慢性胃炎模块的应度考核与最小临床重要差异值的研究[D].广州中医药大学,中医内科学（专业学位）,2013,硕士.
[17]曾梦.基于MODIS数据的重庆市热岛时空演变及机制研究[D].西南大学,土壤学,2014,硕士.
[18]叶晓健.江苏斯菲尔公司发展战略研究[D].上海交通大学,工商管理,2013,硕士.
[19]蒋圣.高性能储能锂离子电池正极材料低成本绿色制备技术的研究[D].复旦大学,环境科学,2012,硕士.
[20]孙烜.醉驾案件的刑法适用研究[D].黑龙江大学,法律,2012,硕士.
[21]付蒙.EVA的共混改性研究[D].广东工业大学,高分子化学与物理,2014,硕士.
[22]耿立立.预应力锚杆复合土钉结构分析与优化设计[D].河北工程大学,结构工程,2012,硕士.
[23]王丽军.与动漫结合的儿童玩具设计研究[D].广东工业大学,设计学,2014,硕士.
[24]林天.力学刺激对骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化的研究[D].大连医科大学,外科学,2012,硕士.
[25]徐雪婷.福尔摩斯小说的影视改编研究[D].苏州大学,新闻与传播（专业学位）,2013,硕士.
[26]刘荣灿.电梯安全远程监管系统终端的研制[D].西安科技大学,电子与通信工程,2014,硕士.
[27]杨文君.企业法律文化建设研究[D].云南财经大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[28]郑利鹏.美丽中国视野下公民消费正义观培育研究[D].华中师范大学,思想政治教育,2014,硕士.
[29]孙燕.中学生有效参与生物课堂学习评价指标体系的研究[D].首都师范大学,课程与教学论,2004,硕士.
[30]樊治平,于春海,尤天慧.一种基于三角模糊数多指标信息的FCM聚类算法[J].控制与决策,2004,12:1407-1411.
[31]张娟锋,任超群,贾生华,虞晓芬.房地产干预政策冲击效果评价[J].中国软科学,2013,01:43-49.
[32]陶焕涌.市场经济条件下大学生思想价值观念倾向和教育措施刍议[J].南京理工大学学报(社会科学版).1994(03)
[33]耿波.预应力混凝土梁的起拱度控制方法及试验研究[D].武汉理工大学,结构工程,2004,硕士.
[34]文明,彭建春,何禹清.基于支路耗散功率分量的无功定价方法[J].电力系统自动化,2010,17:32-36.
[35]张伟仁.格基广播加密方案的设计研究[D].西安电子科技大学,信息安全,2012,硕士.
[36]郭晨.三层互动：对提升中国汽车产业国际竞争力的思考[D].上海社会科学院,产业经济学,2012,硕士.
[37]于华.中国农村养老保障问题研究[D].济南大学,国民经济学,2011,硕士.
[38]年自强.清热利湿重镇法治疗湿热浸淫型亚急性湿疹临床研究[D].北京中医药大学,中医学,2014,硕士.
[39]谭菲.呼吸机相关性肺炎的诊断研究进展[D].蚌埠医学院,内科学（专业学位）,2013,硕士.
[40]张慧.城乡一体化的多层次养老保险体系结构比例研究[D].上海工程技术大学,社会保障,2012,硕士.
[41]刘桂华.极低出生体重早产儿院外延续性护理干预研究[D].福建医科大学,护理学,2014,硕士.
[42]喻琰.双钳口式杆塔接地电阻测量仪的研制[D].华中科技大学,电气工程,2013,硕士.
[43]黄凯.剽窃鉴别：从语篇信息分析及评价理论视角看学术语篇相似性分析[D].广东外语外贸大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[44]王珺玮.不同阴极条件下微生物电解池处理剩余污泥产氢[D].哈尔滨工业大学,环境科学与工程,2014,硕士.
[45]李雅思.关于日本社会生活中‘限定意识’的考察[D].首都师范大学,日语语言文学,2014,硕士.
[46]何中元.人教版必修教材中地理技能的结构分析和优化建议[D].东北师范大学,课程与教学论,2012,硕士.
[47]刘良格.中远贸易公司战略环境分析及应对策略[D].宁波大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[48]王艳冰.我国农村土地征收补偿制度研究[D].华侨大学,公共管理（专业学位）,2014,硕士.
[49]李光荣.基于小波分析的感应电机转子故障诊断研究[D].东北大学,控制理论与控制工程,2010,硕士.
[50]马睿.D企业客户信用风险管控研究[D].大连理工大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.