基于GC-MS代谢组学技术的甲氨蝶呤毒性机制探究*

来源：药物分析杂志2023年第9期北京时间：

作者：闵拓, 杜中艳, 赵艳霞

单位：1.青岛大学附属医院儿童血液肿瘤科,青岛 266000; 2.济宁市第一人民医院儿科,济宁 272000; 3.济宁市第一人民医院血液内科,济宁 272000

摘要：目的: 采用基于气相色谱-质谱联用 (GC-MS) 的代谢组学技术探究甲氨蝶呤 (MTX) 的毒性机制。方法: 喂养第7天时小鼠腹腔注射MTX (20 mg·kg-1),对照组小鼠腹腔注射等量的生理盐水。摘除眼球后采集血样,并收集心脏、肝脏、肾脏、肺、肠、胃和海马进行代谢组学分析。通过正交偏最小二乘判别分析 (OPLS-DA) 进行差异代谢物筛选,随后采用MetaboAnalyst 5.0 (http://www.metaboanalyst.ca) 及京都基因和基因组百科全书数据库 (KEGG;http://www.kegg.jp) 进行通路分析。最后以肠组织为例,进行病理学分析及代谢物验证。结果: 非靶向代谢组学分析显示,MTX暴露后,小鼠整体代谢轮廓发生改变,其中肝脏与肠道中代谢轮廓改变最为显著;通路分析结果表明MTX主要影响小鼠体内多种氨基酸代谢/合成、能量代谢、泛酸盐和辅酶A生物合成、嘧啶代谢以及谷胱甘肽代谢等代谢通路。MTX处理能够明显破坏肠道上皮结构,同时炎性细胞增加。通过全自动氨基酸分析仪分析发现,L-谷氨酸,L-天冬氨酸和甘氨酸的含量在MTX处理后明显上升,这与代谢组学分析的结果一致。结论: 本研究阐明了甲氨蝶呤暴露后对小鼠各组织代谢轮廓的影响,识别MTX毒性相关的代谢生物标记物和代谢通路,为MTX毒理机制的研究提供新见解。

关键词：气相色谱质谱,代谢组学,差异代谢物,甲氨蝶呤,小鼠模型,毒性,

基金资助：^*北京医学奖励基金会(YXJL-2020-424-372)