采用 GC/Q-TOF 对小鼠大脑中阿片制剂诱导的变化进行代谢组学研究

摘要

本研究阐明了小鼠大脑中阿片制剂诱导的代谢变化。通过将Agilent 7200 系列GC/Q TOF MS 的EI MS、EI MS/MS 和PCI 功能与Agilent MassHunter 软件工具相结合，获得了一个非常灵活且全面的用于鉴定代谢组学差异的工作流程。采用该工作流程可以区分吗啡敏感性和吗啡耐受性的小鼠品系，确定吗啡给药后小鼠的反应差异，并且采用不同的技术鉴定化合物。

前言

在美国以及其他一些工业化国家，处方类阿片镇痛剂的滥用显著增加。因此需要采取新的方法，并重新评价目前对麻醉药物成瘾机制的认识。

人类对麻醉药物具有不同程度的成瘾敏感性，同样地，不同小鼠品系对这些药物的敏感性也明显不同。因此，本文使用一种阿片依赖的小鼠模型来解决上述问题。

代谢组学是研究吗啡成瘾性生化过程的一个强大的方法，因为它提供了有关系统生理状态最直接的信息。关于介导神经行为响应的代谢变化，目前已知的信息非常有限。临床上重要的阿片响应很可能是通过阿片诱导的代谢变化介导的。

本文所述的研究运用了一种非靶向代谢组学方法，该方法使用气质联用系统(GC/MS) 来表征小鼠不同品系中阿片诱导的代谢变化，展现了它们对吗啡敏感度的极大不同。为了充分利用精确质量信息、全谱的灵敏度、MS/MS 功能以及EI 和CI 模式，我们使用了 Agilent 7200 GC/Q-TOF。本方法结合了Agilent MassHunter 和 Agilent Mass Profiler Professional (MPP) 软件的全部功能，用于鉴定和确认这些品系小鼠中浓度发生变化的代谢物。我们特别想要鉴定在吗啡给药后不同品系间出现的代谢物浓度差异，因为这些变化有助于我们理解吗啡成瘾的机制。本代谢组学研究揭示了吗啡敏感性小鼠品系的对照组和吗啡给药组之间的腺苷浓度存在显著变化。我们还观察到两个品系间一些其他代谢物的浓度变化，包括腺苷5’-单磷酸盐、甘油酸、胆固醇和神经递质、N-乙酰天门冬氨酰谷氨酸。

结论

Agilent 7200 GC/Q-TOF 为代谢组学研究提供了诸多有用的特性，如精确质量信息、全谱模式的高灵敏度、MS/MS 功能，以及在 EI 和CI 模式间可以轻易切换的能力。众多Agilent MassHunter和Agilent Mass Profiler Professional 软件功能的使用，如解卷积、统计分析、碎片分子式自动标注，以及结构解析等，可以帮助我们鉴定和确证在吗啡敏感性和耐受性小鼠品系中浓度发生变化的代谢物。我们应用GC/MS 和LC/MS 方法获得了更完整的代谢组图谱，并且本文结果与以往的LC/MS 的发现相吻合。