基于LC/MS技术的酮病奶牛血清代谢谱分析

酮病(Ketosis)是奶牛围产期主要的营养代谢病之一。能量负平衡是奶牛酮病发生的病理学基础，低血糖、高血浆游离脂肪酸和β-羟丁酸是奶牛酮病的血液学特征，酮病是能量代谢障碍的最终结果。但是有关奶牛酮病发生过程中机体其他代谢改变及其相互影响尚不清楚。本项目应用建立的LC/MS方法对健康对照组、亚临床酮病和临床酮病奶牛血液进行代谢谱检测，对照分析血清代谢谱，并经NIST数据库，获取内源性代谢产物，结合主成份分析（PCA）、典型判别分析（CDA）和偏最小二乘法（PLS）等多元统计分析，阐明酮病代谢谱的组成及变化特征，揭示内源性代谢产物在酮病发生中所起的作用及其对机体的影响，评估代谢谱在疾病发生、病情程度分析等方面的有效性，为从系统、整体的血清代谢组学角度揭示奶牛酮病发生机制提供实验和理论基础。

本项目运用代谢组学和生物信息学技术，重点探究奶牛产犊后多发的酮病与健康奶牛的血浆代谢谱变化，寻找内源性差异代谢物作为奶牛临床和亚临床酮病的早期诊断及病情判定的特征生物标志物，并阐明该病发病机制。通过临床酮病、亚临床酮病与健康奶牛血浆的1H NMR、GC/MS和LC/MS平台检测，结合生化指标的检测，获得如下研究新成果：⑴建立了基于1H NMR、GC/MS和LC/MS技术的临床酮病、亚临床酮病与健康奶牛血浆代谢组学检测方法。⑵通过上述三个平台检测，成功的分离和鉴定了三组间差异性代谢物分别为30个、40个和46个。⑶通过KEGG数据库分析代谢物，这些代谢物主要与氨基酸代谢、脂肪代谢和碳水化合物代谢等能量代谢相关。⑷通过检测代谢物表达量的高低，证实了奶牛酮病具有低血糖和高血液β-羟丁酸的生化特征。⑸利用代谢组学技术能很好的揭示临床和亚临床酮症的发生和发展变化，而具有分类作用的差异代谢物可能是奶牛酮病诊断的潜在代谢标记物。⑹研究发现在临床和亚临床酮病的发生和发展过程中存在不同的代谢物模式和代谢途径，将对奶牛酮病的防治提供新的思路。