Systems based LC-MS metabolite profiling of mice treated with ethanol enriched liquid diets
Postery | 2012 | ShimadzuInstrumentace
Studium změn endogenních metabolitů při konzumaci ethanolu napomáhá pochopení metabolického stresu a jeho důsledků. Modely s kapalnou dietou poskytují méně invazivní alternativu k intragastrickému podávání, umožňují dlouhodobé sledování a širší pohled na systémové účinky alkoholu.
Cílem práce bylo vyhodnotit čtyřtýdenní model ethanolem obohacené kapalné diety u myší a charakterizovat jak metabolity alkoholu, tak endogenní lipidové změny v moči, plazmě a jaterní tkáni pomocí LC–MS přístrojů.
Čtyřtýdenní kapalný dietní model ethanolu u myší byl úspěšně doprovázen LCMS-IT-TOF a UHPLC analýzou, která odhalila jak ethanolové metabolity, tak endogenní lipidové změny. I při nižší expozici než v intragastrických modelech umožňuje metoda detekci raných biomarkerů alkoholem indukovaného metabolického stresu.
LC/TOF, LC/MS, LC/MS/MS, LC/IT
ZaměřeníMetabolomika, Klinická analýza
VýrobceShimadzu
Souhrn
Význam tématu
Studium změn endogenních metabolitů při konzumaci ethanolu napomáhá pochopení metabolického stresu a jeho důsledků. Modely s kapalnou dietou poskytují méně invazivní alternativu k intragastrickému podávání, umožňují dlouhodobé sledování a širší pohled na systémové účinky alkoholu.
Cíle a přehled studie
Cílem práce bylo vyhodnotit čtyřtýdenní model ethanolem obohacené kapalné diety u myší a charakterizovat jak metabolity alkoholu, tak endogenní lipidové změny v moči, plazmě a jaterní tkáni pomocí LC–MS přístrojů.
Použitá metodika a instrumentace
- Model: Myši krmené komerčními dietami Dyets s postupným nárůstem energetického příspěvku z ethanolu (10 % — týden 1, 20 % — týden 2, 35 % — týdny 3–4, ~6,5 % v/v).
- Příprava vzorků:
- Moč: 50 µl + 150 µl vody.
- Plazma: 50 µl + 150 µl methanolu, ultracentrifugace, následné ředění supernatantu.
- Játra: ~50 mg extrahovaná MeOH/ACN/voda (40:40:20), ultrazvuk, ultracentrifugace, organická extrakce CHCl3:MeOH (3:1).
- Chromatografie: Nexera UHPLC s kolonou Phenomenex Kinetex C18 (2,1 × 100 mm, 1,7 µm); gradientní eluce pro moč/plazmu (0,1 % formiové kyseliny + 20 mM formiátu amonného vs. methanol) a speciální gradienty pro jaterní extrakty.
- Detekce: LCMS-IT-TOF (Shimadzu), rozsah m/z 70–1250, pozitivní/negativní režim, MSn na QA/QC vzorcích.
- Identifikace: kombinace přesné hmotnosti, autentických standardů a databází (LipidMaps, Metlin, HMDB, KEGG).
- Datová analýza: Profiling Solution pro nedefinované profilování a PCA multivariační analýzu.
Hlavní výsledky a diskuse
- V 4. týdnu detekce ethylovaných lipidů (ethyl arachidonate, ethyl linoleate, ethyl DHA), které ve 2. týdnu chyběly.
- Zvýšené hladiny 7-keto-cholesterolu a dvou fosfatidylcholínů (m/z 496,3398 a 524,3711) v játrech a moči.
- Moč obsahovala etanolové metabolity (ethyl glucuronide, ethyl sulfate) sloužící jako markery nedávné konzumace alkoholu.
- Snížená koncentrace osmoprotektantu prolin betainu (m/z 144,1022) ve 2. a 4. týdnu.
- Elevace glycinových konjugátů mastných kyselin (vinylacetylglycin, isobutyrylglycin) ve 4. týdnu, indikující narušený metabolism.
- PCA rozlišila typy vzorků (moč, plazma, jaterní frakce), zatímco rozdíly mezi experimentálními skupinami byly méně výrazné.
Přínosy a praktické využití metody
- Nevysoce invazivní model kapalné diety je vhodný pro dlouhodobé studie etanolu.
- Kombinace cílené a nedefinované LC–MS analýzy umožňuje komplexní mapování metabolitů.
- Identifikované lipidové markery a ethanolové metabolity mohou sloužit pro vývoj biomarkerů konzumace alkoholu a hodnocení organického poškození.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Rozšíření na dlouhodobé a mezidruhové studie alkoholu.
- Integrace s dalšími -omics přístupy (proteomika, transcriptomika) pro širší systémový pohled.
- Využití pokročilých multivariačních a strojově učících metod pro lepší diskriminaci metabolických stavů.
- Aplikace v toxikologii, farmakometabolomice a personalizované medicíně.
Závěr
Čtyřtýdenní kapalný dietní model ethanolu u myší byl úspěšně doprovázen LCMS-IT-TOF a UHPLC analýzou, která odhalila jak ethanolové metabolity, tak endogenní lipidové změny. I při nižší expozici než v intragastrických modelech umožňuje metoda detekci raných biomarkerů alkoholem indukovaného metabolického stresu.
Reference
- Journal of Proteome Research (2011) 10, 705-713
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Identifying changes in ethanol metabolism and endogenous metabolic profiles following the administration of alcohol as a liquid diet to mice
|Shimadzu|Postery
Identifying changes in ethanol metabolism and endogenous metabolic profiles following the administration of alcohol as a liquid diet to mice Simon Ashton1; Neil J Loftus1; Alan Barnes1; Ian D Wilson2; Filippos Michopoulos2; Ji Cheng3 1Shimadzu MS/BU, Manchester, UK; 2Astra Zeneca,…
Klíčová slova
ethyl, ethyldiet, dietalcohol, alcoholliver, liverretinol, retinolstudy, studytargeted, targeteddifferences, differencesglucuronoide, glucuronoidemetabolism, metabolismendogenous, endogenousmouse, mouseintragastric, intragastricethylated, ethylatedinterestingly
Ethanol-induced metabolomic differences in mice using HRAM Q-TOF analysis
2019|Shimadzu|Postery
PO-CON1887E Ethanol-induced metabolomic differences in mice using HRAM Q-TOF analysis ASMS 2019 Stephane Moreau1, Georgios Theodoridis2, Helen G. Gika3, Ian D Wilson4, Emily Armitage5, Olga Deda3, Christina Virgiliou2, Neil Loftus5 1 Shimadzu Europe GmbH, Duisburg, Germany 2 Department of Chemistry,…
Klíčová slova
ethanol, ethanolmice, micemetabolomic, metabolomicinduced, inducedtreated, treatedhram, hrambrain, braindha, dhatof, tofexposure, exposuredifferences, differencesacute, acuteadenosine, adenosinedocosahexaenoic, docosahexaenoiccontrol
Metabolomics: Ethanol-induced metabolomic differences in the Gut-Liver-Pancreas Axis
2022|Shimadzu|Postery
Ethanol-induced metabolomic differences in the Gut-Liver-Pancreas Axis Christine Hinz1; Emily Armitage2; Neil J Loftus2; Olga Deda3; Thomas Meikopoulos4; Christina Virgiliou4; Ian D Wilson5; Helen Gika3 1Shimadzu UK, Milton Keynes, United Kingdom; 2Shimadzu MS/BU, Manchester, UK; 3School of Medicine and CIRI…
Klíčová slova
pancreas, pancreasgut, gutliver, livervolcano, volcanoethanol, ethanolhrms, hrmstissue, tissuedownregulated, downregulatedplot, plotexhausted, exhaustedtreated, treatedreduced, reducedmetabolomic, metabolomicconcentration, concentrationadministration
Ethanol-induced metabolomic differences in the Gut-Liver-Pancreas Axis
2021|Shimadzu|Postery
Ethanol-induced metabolomic differences in the Gut-Liver-Pancreas Axis Simon Ashton1; Emily Armitage1; Neil J Loftus1; Olga Deda2; Christina Virgiliou3; Thomas Meikopoulos3; Matthew Harrison3; Ian D Wilson4; Helen Gika2 MS/BU, Manchester, United Kingdom; 2 School of Medicine and CIRI BIOMIC_AUTh, Aristotle University,…
Klíčová slova
gut, gutpancreas, pancreasliver, liverester, estervolcano, volcanoethanol, ethanolacid, acidoleic, oleicglycerophosphocholine, glycerophosphocholinedownregulated, downregulatedethyl, ethylexhausted, exhaustedhrms, hrmspalmitoleic, palmitoleictreated