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体外缺氧诱导子痫前期滋养细胞模型优化及代谢组学鉴定
Optimization of trophoblast cell model in preeclampsia induced by hypoxia in vitro and metabonomics analysis
- 重庆医科大学学报 2017年42卷第8期 页码：1045-1052
- 作者机构：
重庆医科大学附属第二医院妇产科重庆医科大学"中国-加拿大-新西兰"联合母胎医学实验室
- 作者简介：
- 基金信息：国家自然科学基金面上资助项目（编号:81671488）;重庆市教育委员会资助项目（编号:KJ1500223）;重庆医科大学资助项目（编号:CYYQ201507）
DOI：10.13406/j.cnki.cyxb.001343
中图分类号： R714.244纸质出版日期：2017，
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[1]杨晓涛,韩顶立,Philip N.Baker,漆洪波,童超,杨竹.体外缺氧诱导子痫前期滋养细胞模型优化及代谢组学鉴定[J].重庆医科大学学报,2017,42(08):1045-1052.
Yang Xiaotao, Han Dingli, Philip N.Baker, et al. Optimization of trophoblast cell model in preeclampsia induced by hypoxia in vitro and metabonomics analysis[J]. Journal of Chongqing Medical University, 2017,42(8):1045-1052.
[1]杨晓涛,韩顶立,Philip N.Baker,漆洪波,童超,杨竹.体外缺氧诱导子痫前期滋养细胞模型优化及代谢组学鉴定[J].重庆医科大学学报,2017,42(08):1045-1052. DOI： 10.13406/j.cnki.cyxb.001343.
Yang Xiaotao, Han Dingli, Philip N.Baker, et al. Optimization of trophoblast cell model in preeclampsia induced by hypoxia in vitro and metabonomics analysis[J]. Journal of Chongqing Medical University, 2017,42(8):1045-1052. DOI： 10.13406/j.cnki.cyxb.001343.
摘要
目的:探讨滋养细胞体外缺氧不同处理方法模拟子痫前期模型的优化研究。方法:HTR8/SVneo滋养细胞分别在1%O2（缺氧环境）和21%O2（常氧环境）培养箱中培养1 h（记为H1、N1）或2 h（记为H2、N2）
缺氧1 h后复氧1 h（记为H1R1）和缺氧2 h后复氧2 h（记为H2R2）
H1R1后再缺氧1 h（记为H1R1H1）
H2R2后再缺氧2 h（记为H2R2H2）
H1R12个循环（记为H1R1H1R1）和H2R22个循环（记为H2R2H2R2）
缺氧2 h后复氧6 h（记为H2R6）
持续缺氧24 h
以及持续常氧4 h（记为N4）、8 h（记为N8）和24 h（记为Normoxia）
然后提取蛋白以Western blot检测腺苷酸活化蛋白激酶（AMP-activated protein kinase
AMPK）磷酸化水平
以验证各组处理对于诱导滋养细胞能量应激的效果;HTR8/SVneo滋养细胞在常氧或者缺氧环境培养24 h后经气相质谱技术（gas chromatography mass spectrum
GS-MS）进行细胞代谢组学分析
以验证AMPK磷酸化水平上调是否与滋养细胞代谢组变化具有一致性。结果:缺氧组AMPK的活性（1.615±0.111）明显高于常氧组（1.000±0.107）和缺氧复氧组（1.277±0.113）;缺氧时显著增加的代谢物有4-甲基-2-戊酮酸（log22.597为1.377）、水合乙醛酸（log22.483为1.312）、组氨酸（log21.188为0.248）、苯丙氨酸（log21.262为0.335）、缬氨酸（log21.518为0.602）、正亮氨酸（log21.519为0.603）、乙酰丝氨酸（log21.691为0.758）、丝氨酸（log21.783为0.834）、半胱氨酸（log21.851为0.889）、蛋氨酸（log22.072为1.051）、鸟氨酸（log22.251为1.170）等;而棕榈反油酸（log20.127为-2.983）、11
14
17-廿碳三烯酸（log20.334为-1.583）、二十四单烯酸（log20.600为-0.738）、共轭亚油酸（log20.680为-0.557）、顺式十八碳烯酸（log20.711为-0.492）、9-十七碳烯酸（log20.782为-0.355）、二十二碳六烯酸（log20.829为-0.271）、二十碳五烯酸（log20.841为-0.250）、芥酸（log20.844为-0.244）、二十二碳五烯酸（log20.898为-0.156）、柠檬酸（log20.279为-1.842）、苹果酸（log20.208为-2.264）、琥珀酸（log20.254为-1.980）、顺乌头酸（log20.260为-1.946）、β-柠檬酸-左旋谷氨酸（log20.093为-3.430）、β-丙氨酸（log20.139为-2.851）、胱硫醚（log20.267为-1.904）、顺式-4-羟脯氨酸（log20.500为-1.000）等在缺氧时显著降低。代谢途径结果分析显示缺氧时滋养细胞中核苷酸代谢[log2（1.811、1.149）分别为0.857、0.201]、能量代谢[log2（1.510、1.173、1.149）分别为0.595、0.230、0.201]、维生素代谢[log2（1.045、1.052、1.125）分别为0.064、0.073、0.170]、氨基酸代谢[log2（1.245、1.020、1.027、1.123、1.127、1.076）分别为0.316、0.028、0.039、0.167、0.173、0.106]、信号转导（log21.046为0.065）、蛋白翻译（log21.026为0.037）等途径被激活
而碳水化合物[log2（0.857、0.857、0.799）分别为-0.222、-0.222、-0.323]、脂肪酸[log2（0.944、0.912、0.826）分别为-0.083、-0.133、-0.276]、内分泌代谢[log2（0.885、0.799、0.799）分别为-0.176、-0.323、-0.323]和其他第二代谢物生物合成[log2（0.947、0.871、0.743）分别为-0.079、-0.199、-0.428]等代谢途径显著受到抑制。结论:单纯缺氧模型更适合用于子痫前期病理生理机制的体外研究。
Abstract
Objective:To investigate the optimal in vitro hypoxia cell mode for preeclampsia study. Methods:Western blot was used to determine the phosphorylation of AMPK after HTR8/SVneo trophoblast cell being treated with 1% O2(hypoxia condition) or21% O2(normoxia condition)for various duration. GC-MS was used for assessing metabolome of HTR8/SVneo trophoblast cell after being incubated in normoxia or hypoxia environment
to validate the synchronous alteration in AMPK phosphorylation and metabolome. Results:The activity of AMPK was higher in hypoxia group(1.615 ±0.111) than in normoxia group(1.000 ±0.107) and hypoxia/reoxygenation group(1.277 ±0.113). The in-creased metabonomics of the HTR8/SVneo trophoblast cell induced by hypoxia were 4-methyl-2-oxopentanoic acid(log22.597 =1.377)
glyoxylic acid(log22.483=1.312)
histidine(log21.188 =0.248)
phenylalanine(log21.262 =0.335)
valine(log21.518 =0.602)
norleucine(log21.519=0.603)
O-aacetylserine(log21.691=0.758)
serine(log21.783=0.834)
cysteine(log21.851=0.889)
methionine(log22. 072 = 1. 051)
ornithine(log22. 251 = 1. 170). But palmitelaidic acid(log20. 127 =-2. 983)
11
14
17-eicosatrienoic acid(log20.334=-1.583)
nervonic acid(log20.600=-0.738)
conjugated linoleic acid(log20.680=-0.557)
cis-vaccenic acid(log20.711=-0.492)
9-heptadecenoic acid(log20.782=-0.355)
DHA(log20.829=-0.271)
EPA(log2 0.841=-0.250)
erucic acid(log20.844=-0.244)
DPA(log20.898=-0.156)
citric acid(log20.279=-1.842)
malic acid(log20.208=-2.264)
succinic acid(log20.254=-1.980)
cis-aconitic acid(log20.260=-1.946)
beta-citryl-L-glutamic acid(log20.093=-3.430)
beta-alanine(log20.139=-2.851)
cystathionine(log20.267 =-1.904)
cis-4-hydroxyproline(log20.500 =-1.000) were decreased in hypoxia group. The metabolic pathway analysis shown the nucleotide metabolism [log2(1.811、1.149)=0.857
0.201]
the energy metabolism[log2(1.510、1.173、1.149)=0.595
0.230
0.201]
the metabolism of cofactors and vitamins [log2(1.045、1.052、1.125)=0.064
0.073
0.170]
the amino acid metabolism[log2(1.245、1.020、1.027、1.123、1.127、1.076)=0.316
0.028
0.039
0.167
0.173
0.106]
the signal transduction(log21.046 =0.065)
the translation(log21.026=0.037)were activated in hypoxia group
but the carbohydrate metabolism[log2(0.857、0.857、0.799)=-0.222
-0.222
-0.323]
the lipid metabolism[log2(0.944、0.912、0.826)=-0.083
-0.133
-0.276]
the endocrine metabolism[log2(0.885、0.799、0.799)=-0.176
-0.323
-0.323] and the biosynthesis of other secondary metabolites[log2(0.947、0.871、0.743)=-0.079
-0.199
-0.428] were inhibited. Conclusion:Hypoxia alone treated HTR8/SVneo cell model is more suitable for studying the physiopathologic mechanism of preeclampsia in vitro.
关键词
子痫前期HTR8/SVneo滋养细胞缺氧腺苷酸活化蛋白激酶气相质谱技术
Keywords
preeclampsiaHTR8/SVneo trophoblast cellhypoxiaAMP-activated protein kinasegas chromatography mass spectrum
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