慢性醋酸铅染毒对小鼠焦虑样行为和血清代谢组学的影响及相关关系研究

[背景]长期低浓度接触铅可损害中枢神经系统,引起焦虑样行为,这一过程与血清代谢物改变的关系尚不清楚.[目的]探究不同剂量慢性醋酸铅(PbAc)暴露对小鼠焦虑样行为及血清代谢物的影响,从代谢组学角度探讨铅暴露对小鼠神经行为损伤的作用机制.[方法]4周龄SPF级C57BL/6J小鼠共64只,雌雄各半.小鼠根据性别随机分为4组,每组16只:对照组(正常饮水)、20 mg·L-1 PbAc组、100 mg·L-1 PbAc组、500 mg·L-1 PbAc组.小鼠自由饮用含不同浓度PbAc水10周后,采用旷场实验检测小鼠焦虑样行为改变.麻醉小鼠后摘眼球取血,分离血清,采用液相色谱-质谱联用技术结合主成分分析和偏最小二乘判别分析比较不同剂量铅暴露对小鼠血清中代谢物的影响.对差异代谢物进行京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析,并且对差异代谢物与行为学指标进行相关性分析.[结果]旷场实验结果显示,与对照组比较,100 mg·L-1和500 mg·L-1 PbAc组在中心区域运动时间减少,500 mg·L-1 PbAc组中心区域穿越次数减少,100 mg·L-1和500 mg·L-1 PbAc组排便次数增加(P<0.05).在正离子和负离子模式下,与对照组比较,20 mg·L-1 PbAc组筛选出157种差异代谢物,其中上调的差异代谢物80种,下调的差异代谢物77种;100 mg·L-1 PbAc组筛选出172种差异代谢物,其中上调的差异代谢物57种,下调的差异代谢物115种;500 mg·L-1 PbAc组筛选出119种差异代谢物,其中上调的差异代谢物42种,下调的差异代谢物77种.对差异代谢物进行KEGG富集分析,发现代谢通路的改变主要涉及初级胆汁酸的生物合成、胆汁分泌、胆固醇代谢.差异代谢物中,炔诺酮与中心区域穿越次数呈正相关(r=0.406,P<0.05),二氢胸腺嘧啶与中心区域穿越次数呈负相关(r=-0.346,P<0.05),溶血磷脂酰胆碱22:1和溶血磷脂14:0与中心区域停留时间呈负相关(r=-0.429,P<0.05;r=?0.374,P<0.05).[结论]慢性铅暴露可引起小鼠焦虑样行为,这种行为改变与血清中代谢产物改变相关,差异代谢物主要富集到初级胆汁酸生物合成、胆汁酸分泌和胆固醇代谢通路.