已知AQP9在非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)的能量代谢中发挥重要作用。代谢组学是针对内源性小分子小于1000Da代谢物的技术分析方法，可以通过质谱分析仪器确定代谢途径中代谢物在种类及含量上发生的变化，这一技术有助于探索NAFLD疾病的治疗干预。
Untargeted metabolomics reveals the role of AQP9 in nonalcoholic fatty liver disease in a mice model
期刊：Biological Macromolecules
影响因子：8.02
发表时间：2022.07
物种及样本类型：小鼠模型（n=24,分为四组)
技术：非靶代谢组学
关键词：非靶代谢组学、非酒精性脂肪肝、aquaporin 9
代谢组学是对生物液体、细胞和组织中代谢物的分析。深入了解生物途径的机制，确定代谢物谱的轻微变化，可以帮助了解疾病进展和治疗干预，该课题的目的就是利用非靶向代谢组学对AQP9在NAFLD及敲除AQP9在NAFLD中的调控作用进行代谢物层面的分析，探究出AQP9通过下调脂质相关代谢物，为NAFLD治疗干预提供了新的分子靶点。
NAFLD：Nonalcoholic fatty liver disease
HFD：high-fat diet 高脂饮食
作者首先对四组患者的体重变化、血清指数做了检测，结果显示，与wt-对照组相比，ko-对照组在12周后体重显著降低。与WT-对照组相比，WT-HFD组的体重显著升高。此外，敲除Aqp9显著降低了NAFLD小鼠模型的体重。
而血清测试的结果也显示，WT-HFD组血清ALT、AST、TG、TC和LDL-C水平显著高于WT-对照组，HDL-C水平显著降低，与WT-HFD相比，除HDL-C外，KO-HFD中的血清生化参数显著降低。
为了探究进一步探究Aqp9对小鼠的调控作用，对四组患者的氧化应激和促炎因子进行检测，结果显示，与WT-对照组相比，WT-HFD组的SOD和GSH-Px活性较低，MDA水平较高于对照组。与WT-HFD组相比，KO-HFD组的GSH-Px和SOD水平升高，而MDA水平降低。WT-HFD组的IL-6、IL-1β和TNF-α水平均高于WT-对照组。这些结果表明，与WT-HFD组相比，敲除Aqp9导致炎症因子水平降低。
对患者肝脏中脂质沉积检测后发现，HFD组的肝脏样本显示出不同程度的脂肪浸润，WT-HFD组中这一变化更为明显。在WT-HFD组中，出现脂滴，这表明脂肪出现一定程度的变性。KO-HFD组中仅出现部分网状液泡变性，并未出现明显的脂滴。而ORO染色显示WT-HFD组呈红色脂滴，而红色脂质减少，表明敲除Aqp9可以有效缓解脂肪肝进展，引起空泡变性。此外，敲除Aqp9，大泡脂肪变性转化为微泡脂肪变性，降低了脂肪变性的规模。
非靶代谢组学数据中的多维统计分析PCA结果显示，四组间有明显的组分离，QC样品分布收敛。此外，OPLS-DA模型显示WT-对照组和WT-HFD组之间存在显著的代谢差异。
利用非靶向代谢组学共检测到WT-Control组和WT-HFD组肝脏中220种代谢物，其中脂肪酸和脂类是显著差异代谢物（A、B）。此外，作者也探究了HFD饮食影响差异代谢产物的代谢机制，结果显示，通路分析显示了高度受影响的通路，其中甘油磷脂代谢和胆固醇代谢与NAFLD的发生发展有关(C)。差异丰度得分曲线图显示，WT-HFD组中与甘油磷脂代谢相关的代谢物增加(图6D)。
KO-HFD组和WT-HFD组之间的代谢分析显示，脂肪酸生物合成中的差异代谢产物包括棕榈酸、硬脂酸、癸酸、肉豆蔻酸和乙酰辅酶A，其中前四种脂质显著下降，而脂质前体呈现增加。
对KO-HFD组、WT-HFD组和WT-对照组代谢改变进行差异富集分析(A)，模型显示三组间存在显著的代谢差异（B、C-OPLS-DA）。此外，敲除Aqp9可影响122种与NAFLD相关的代谢物，且大多数的代谢物与脂肪酸生物合成相关，其中包括棕榈酸、硬脂酸、癸酸、肉豆蔻酸和乙酰辅酶a，而不饱和脂肪酸的差异代谢产物包括棕榈酸、硬脂酸和花生酸。
作者先通过构建Aqp9-/-小鼠和NAFLD模型来检测AQP9在NAFLD中的作用，证明了敲除Aqp9可以通过减少炎症和氧化应激来拮抗NAFLD的发展，非靶向代谢组学分析表明，脂肪酸的生物合成和胰岛素抵抗是敲除Aqp9可能影响的重要途径，这些研究结果为AQP9对NAFLD的潜在疗效提供了证据。
非靶代谢组学是一种利用高效液相色谱，对相对分子量1000Da以内的小分子物质分离后，使用高分辨率质谱进行代谢物检测，对某一生物体组分或细胞特定生理时期或条件下所有代谢产物分析的技术手段；其主要目的是可以对生命体由外界刺激、病理生理变化、以及本身基因突变而产生的代谢物同时进行定性和定量分析，从代谢物的角度对疾病早期诊断、药物靶点发现、疾病机理研究及疾病诊断进行探究。
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