高压电击伤小鼠的血液代谢组学研究

陈思羽; 王徽; 罗燕; 陶嘉雯; 张文娟; 岳洋; 余争平; 皮会丰

doi:10.11659/jjssx.01E023037

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高压电击伤小鼠的血液代谢组学研究

基础研究 | 更新时间：2024-02-02

- 高压电击伤小鼠的血液代谢组学研究
- Metabonomic study of blood of mice with high-voltage electrical injury
- 局解手术学杂志 2024年33卷第2期页码：100-105
- 作者机构：
  
  陆军军医大学军事预防医学系军队劳动卫生学教研室/教育部电磁辐射医学防护重点实验室，重庆 400038
- 作者简介：
  
  皮会丰，E-mail：pihuifeng2010@163.com
- 基金信息：
  
  重庆市科卫联合医学科研项目（重大项目）(2023DBXM006)
- DOI：10.11659/jjssx.01E023037
  中图分类号： R135.99
- 纸质出版日期：2024-02-25，
  
  收稿日期：2023-01-08，
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陈思羽,王徽,罗燕等.高压电击伤小鼠的血液代谢组学研究[J].局解手术学杂志,2024,33(02):100-105.

CHEN Si-yu,WANG Hui,LUO Yan,et al.Metabonomic study of blood of mice with high-voltage electrical injury[J].JOURNAL OF REGIONAL ANATOMY AND OPERATIVE SURGERY,2024,33(02):100-105.
陈思羽,王徽,罗燕等.高压电击伤小鼠的血液代谢组学研究[J].局解手术学杂志,2024,33(02):100-105. DOI： 10.11659/jjssx.01E023037.

CHEN Si-yu,WANG Hui,LUO Yan,et al.Metabonomic study of blood of mice with high-voltage electrical injury[J].JOURNAL OF REGIONAL ANATOMY AND OPERATIVE SURGERY,2024,33(02):100-105. DOI： 10.11659/jjssx.01E023037.

摘要

目的

探讨暴露于高压电击后小鼠的血液代谢组学变化，并筛选出其中显著改变的差异代谢物和代谢通路。

方法

将C57BL/6J小鼠头部进行高压电击处理（电击组）和相同电击装置的声光刺激暴露（对照组）后，取全血并分离出血清，进行基于气相色谱-质谱（GC-MS）/液相色谱-反谱（LC-MS）的双平台联用代谢组学分析，采用正交偏最小二乘法（OPLS-DA）模型筛选其差异代谢物和相关代谢通路。

结果

高压电击后小鼠的血液代谢组学筛选出415种差异代谢物，包含上调187种，下调228种；这些差异代谢物被显著富集到的代谢通路包括癌症中心碳代谢、胰高血糖素信号通路等。

结论

本研究通过建立实验小鼠高压电击伤模型，揭示高压电击伤引起血液中代谢物含量和代谢通路的显著变化，为高压电击伤损害血液代谢活动提供了依据，提示高压电击伤对全身血液代谢活动的潜在危害。

Abstract

Objective

To explore the changes of metabonomics in blood of mice after high-voltage electric shock，then screen out the significantly changed differential metabolites and metabolic pathways.

Methods

The head of C57BL/6J mice was subjected to high-voltage electric shock （electric shock group） or exposed to acoustic and optical stimulation of high-voltage electric （control group），then the whole blood from mice were collected to separate serum. The dual platform combined metabonomic analysis based on gas chromatography-mass spectrometer （GC-MS） and liquid chromatography-mass spectrometer （LC-MS） was performed and orthogonal partial least squares discriminant analysis（OPLS-DA） was used to screen the differential metabolites and related metabolic pathways.

Results

A total of 415 differential metabolites were screened out in metabonomics in blood of mice after high-voltage electric shock，including 187 up-regulated and 228 down-regulated metabolites. These differentially metabolites were significantly enriched in metabolic pathways including central carbon metabolism in cancer，glucagon signaling pathway，etc.

Conclusion

By establishing the model of high-voltage electrical injury on experimental mice，this study reveals the significant change of metabolite content and metabolic pathway in blood by high-voltage electrical injury.Which provides a basis for the damage of blood metabolic activity by high-voltage electrical injury，and suggests the potential harm of high-voltage electrical injury to blood metabolic activity in the whole body.

关键词

电工作业高压电击伤血液血生化代谢组学

Keywords

electrician operationhigh-voltage electrical injurybloodblood biochemistrymetabolomics

references

Salehi SH，Sadat Azad Y，Bagheri T，et al. Epidemiology of occupational electrical injuries［J］. J Burn Care Res，2022，43（2）：399-402.doi：10.1093/jbcr/irab171http://dx.doi.org/10.1093/jbcr/irab171.

Shih JG，Shahrokhi S，Jeschke MG. Review of adult electrical burn injury outcomes worldwide： an analysis of low-voltage vs high-voltage electrical injury［J］. J Burn Care Res，2017，38（1）：293-298. doi：10.1097/BCR.0000000000000373http://dx.doi.org/10.1097/BCR.0000000000000373.

Yao H，Feng G，Li C，et al. High voltage electric shock-induced injury on chest wall and exposure of heart and lung： a case report［J］. Asian J Surg，2022，9（23）：S1015-S1019. doi：10.1016/j.asjsur. 2022.09.026http://dx.doi.org/10.1016/j.asjsur.2022.09.026.

冯国伟，刘霞，齐倩，等. 电击死大鼠皮肤超微结构及心肌HIF-2α、H-FABP的表达变化［J］. 法医学杂志，2021，37（2）：158-165.doi：10.12116/j.issn.1004-5619.2020.400321http://dx.doi.org/10.12116/j.issn.1004-5619.2020.400321.

Khataei T，Romig-Martin SA，Harding AMS，et al.Comparison of murine behavioural and physiological responses after forced exercise by electrical shock versus manual prodding［J］. Exp Physiol，2021，106（4）：812-819.doi：10.1113/ep089117http://dx.doi.org/10.1113/ep089117.

Choe HR，Park UC. Different types of maculopathy in eyes after a high-voltage electrical shock injury［J］. Case Rep Ophthalmol，2019，10（1）：19-23. doi： 10.1159/000496196http://dx.doi.org/10.1159/000496196.

刘泽世，周谨，刘月彩，等.高压电烧伤对大鼠凝血功能的早期影响［J］.中华烧伤杂志，2015，31（3）：218-220.doi：10.3760/cma.j.issn.1009-2587.2015.03.014http://dx.doi.org/10.3760/cma.j.issn.1009-2587.2015.03.014.

张庆富，高志娟，张紫薇，等.高压电烧伤对大鼠血清血小板相关因子及血小板聚集数的影响及血必净的干预作用［J］.中华烧伤杂志，2020，36（6）：426-432.doi：10.3760/cma.j.cn501120-20200407-00212http://dx.doi.org/10.3760/cma.j.cn501120-20200407-00212.

张英丰，黄星星，朱黎霞.基于微透析技术的代谢组学研究策略探讨［J］.中国中药杂志，2020，45（1）：214-220.doi：10.19540/j.cnki.cjcmm.20190830.502http://dx.doi.org/10.19540/j.cnki.cjcmm.20190830.502.

Nicholson JK，Lindon JC，Holmes E.‘Metabonomics’： understanding the metabolic responses of living systems to pathophysiological stimuli via multivariate statistical analysis of biological NMR spectroscopic data［J］. Xenobiotica，1999，29（11）：1181-1189.doi：10.1080/004982599238047http://dx.doi.org/10.1080/004982599238047.

Zhang Y，Li H，Hu T，et al. Metabonomic profiling in study hepatoprotective effect of polysaccharides from Flammulina velutipes on carbon tetrachloride-induced acute liver injury rats using GC-MS［J］. Int J Biol Macromol，2018，110：285-293.doi：10.1016/j.ijbiomac. 2017.12.149http://dx.doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2017.12.149.

Li G，Gao W，Xu Y，et al. Serum metabonomics study of pregnant women with gestational diabetes mellitus based on LC-MS［J］. Saudi J Biol Sci，2019，26（8）：2057-2063.doi：10.1016/j.sjbs. 2019.09.016http://dx.doi.org/10.1016/j.sjbs.2019.09.016.

Ciborowski M，Lipska A，Godzien J，et al.Combination of LC-MS- and GC-MS-based metabolomics to study the effect of ozonated autohemotherapy on human blood［J］. J Proteome Res，2012，11（12）：6231-6241.doi：10.1021/pr3008946http://dx.doi.org/10.1021/pr3008946.

Wang H，Yang L，Gao P，et al. Fluoride exposure induces lysosomal dysfunction unveiled by an integrated transcriptomic and metabolomic study in bone marrow mesenchymal stem cells［J］. Ecotoxicol Environ Saf，2022，239：113672.doi：10.1016/j.ecoenv.2022.113672http://dx.doi.org/10.1016/j.ecoenv.2022.113672.

薛佳杰，王耀军，任忠亮，等.Flow-through旋股外侧动脉降支穿支皮瓣在上肢高压电击伤保肢治疗中的应用［J］.中国临床解剖学杂志，2021，39（6）：707-710.doi：10.13418/j.issn.1001-165x. 2021.06.015http://dx.doi.org/10.13418/j.issn.1001-165x.2021.06.015.

任利成，崔旭.股前外肌皮瓣移植在腹壁高压电击伤创面修复中的应用效果［J］. 临床医学研究与实践，2020，5（11）：48-49.doi：10.19347/j.cnki.2096-1413.202011022http://dx.doi.org/10.19347/j.cnki.2096-1413.202011022.

孙吉鹏. VSD及损伤控制技术在高压电击伤治疗中的应用效果分析［J］. 中国现代药物应用，2020，14（3）：108-110.doi：10.14164/j.cnki.cn11-5581/r.2020.03.051http://dx.doi.org/10.14164/j.cnki.cn11-5581/r.2020.03.051.

毕波，刘天一，朱志军，等.急诊修复非热高压电损伤后局部组织血液流变学的改变［J］.中国急救医学，2004（2）：25-26.doi：10.3969/j.issn.1002-1949.2004.02.011http://dx.doi.org/10.3969/j.issn.1002-1949.2004.02.011.

张庆富，李勇，冯建科，等.高压电烧伤大鼠血小板流变行为变化及乌司他丁的干预效果［J］.中华烧伤杂志，2017，33（12）：744-749.doi：10.3760/cma.j.issn.1009-2587.2017.12.005http://dx.doi.org/10.3760/cma.j.issn.1009-2587.2017.12.005.

马智华，万立华，晏珩，等.利用基因芯片技术研究电击伤后心肌组织基因表达谱的改变［J］.第三军医大学学报，2005，27（15）：1561-1563.doi：10.3321/j.issn：1000-5404.2005.15.010http://dx.doi.org/10.3321/j.issn：1000-5404.2005.15.010.

李伟萍，刘天一，许晓光，等.“非热”高压电损伤系列模型［J］.深圳中西医结合杂志，1999（2）：15-18.

Orak M， Ustündağ M， Güloğlu C， et al. Relation between serum Pro-Brain natriuretic peptide， myoglobin， CK levels and morbidity and mortality in high voltage electrical injuries［J］. Intern Med，2010，49（22）：2439-2443.doi：10.2169/internalmedicine.49. 3454http://dx.doi.org/10.2169/internalmedicine.49.3454.

Babu VS， Sharma S， Manas RK，et al.Study of serum creatine kinase and lactate dehydrogenase levels and their correlation in high-voltage electric contact burns［J］.Eur J Plast Surg，2021，44（1）：103-110.doi：10.1007/s00238-020-01695-zhttp://dx.doi.org/10.1007/s00238-020-01695-z.

刘慧通，谢亚男，杨艳丽，等. 电流损伤后大鼠血清淀粉酶水平的变化及法医学意义［J］. 西安交通大学学报（医学版）， 2011，（2）：264-265.doi：10.1007/s11589-011-0776-4http://dx.doi.org/10.1007/s11589-011-0776-4.

Hui S， Ghergurovich JM， Morscher RJ， et al. Glucose feeds the TCA cycle via circulating lactate［J］. Nature，2017，551（7678）：115-118.doi：10.1038/nature24057http://dx.doi.org/10.1038/nature24057.

Rathod R， Gajera B， Nazir K，et al. Simultaneous measurement of tricarboxylic acid cycle intermediates in different biological matrices using liquid chromatography-tandem mass spectrometry； quantitation and comparison of TCA cycle intermediates in human serum， plasma， kasumi-1 cell and murine liver tissue［J］. Metabolites，2020，10（3）：103.doi：10.3390/metabo10030103http://dx.doi.org/10.3390/metabo10030103.

Reichmann H，Hoppeler H，Mathieu-Costello O，et al.Biochemical and ultrastructural changes of skeletal muscle mitochondria after chronic electrical stimulation in rabbits［J］.Pflügers Archiv，1985，404（1）：1-9.doi：10.1007/BF00581484http://dx.doi.org/10.1007/BF00581484.

Navarrete N. Hyperkalemia in electrical burns： a retrospective study in Colombia［J］. Burns，2018，44（4）：941-946.doi：10.1016/j.burns.2017.12.003http://dx.doi.org/10.1016/j.burns.2017.12.003.

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