Zhongshan Daxue xuebao. Yixue kexue ban (Mar 2025)
基于广州管圆线虫感染导致Balb/c小鼠大脑脱髓鞘的非靶向代谢组学分析
Abstract
目的观察广州管圆线虫（AC）感染导致Balb/c小鼠大脑脱髓鞘症状并分析胼胝体非靶向代谢组的变化，探讨造成脱髓鞘的机制。方法将Balb/c小鼠随机分为对照组（6只）和感染组（6只），感染组每只经灌胃感染30条ACⅢ期幼虫，对照组灌胃等体积生理盐水。感染后第3、6、9、12、15、18、21天检测体质量、视觉及行为学评分评估小鼠神经功能学变化；取感染21 d后脑组织，免疫荧光染色、HE染色及透射电镜观察小鼠大脑髓鞘和视网膜形态学变化；代谢组学检测后，采用火山图和热图分析差异代谢物，倍数变化分布图和条形图分析表征主要代谢物成分，选取差异代谢物进行京都基因与基因组百科全书（KEGG）代谢通路分析和调控网络分析。结果Balb/c 小鼠在AC感染后第9天出现神经行为学评分下降（P＜0.05），第15天出现视觉评分下降（P＜0.05），第21天时出现明显的体质量下降（P＜0.001）和死亡；同时，透射电镜和免疫荧光染色观察到大脑胼胝体区域髓鞘出现明显损伤，少突胶质细胞明显减少（P＜0.001），HE病理染色观察到视网膜节细胞出现明显破坏。代谢组学分析表明，所有差异代谢物中，甘油磷脂（GP）类代谢物占比最高，类固醇（ST）类和鞘脂（SP）类代谢物占比相对较少，其中胆固醇酯CE（20：2）表现为显著上调（P＜0.001），而磷脂酰甲醇PMeOH（18：0_18：1）表现为显著下调（P＜0.01）；KEGG富集分析和调控网络分析表明，差异代谢物主要富集于类固醇生物合成、胆汁分泌、胆固醇代谢等代谢通路，参与鞘脂代谢、神经信号调控、甘油磷脂代谢等关键代谢通路。结论AC感染通过多途径影响小鼠的代谢状态，改变了与髓鞘形成和稳定密切相关的代谢物水平。脱髓鞘可能与这些关键代谢通路的紊乱密切相关，尤其是胆固醇代谢和鞘脂代谢的紊乱，可能在脱髓鞘的发生中发挥了核心作用。此外，磷脂代谢的改变和神经信号的异常调控可能进一步加剧了髓鞘的损伤。
