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摘要
[背景]镉是环境中广泛存在的重金属毒物，可在人体内蓄积。研究表明，镉暴露可诱导神经毒性，但具体机制尚不明确。[目的]研究不同浓度镉对小鼠神经干细胞的代谢影响，探讨镉神经毒性的可能机制与潜在生物标志。[方法]分离1日龄新生C57BL/6小鼠的侧脑室下区神经干细胞进行体外培养。细胞培养至第3代时进行镉染毒，分为对照组以及0.5、1.0、1.5μmol·L-1 CdCl2染毒组，每组设7皿细胞，其中1皿用于细胞计数。染毒24 h后分别提取细胞内与细胞外代谢物，应用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS)技术进行代谢组学检测。采用正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)研究代谢谱的变化，以变量投影重要度值(VIP)> 1与P <0.05为标准筛选差异代谢物。对差异代谢物进行代谢集富集分析(MSEA)与京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析以确定显著变化的代谢集与代谢途径，并拟合差异代谢物的剂量-反应关系，以代谢物浓度上调或下调10%时的有效剂量(EC)确定镉暴露的潜在生物标志。[结果]细胞内代谢样品中共检测到1 201种物质，细胞外代谢样品中共检测到1 207种物质。镉染毒组的细胞内外代谢谱均与对照组明显区分，随剂量增加，分离越明显。在0.5、1.0、1.5μmol·L-1染毒浓度下分别筛选到87、83、185个细胞内差异代谢物，161、176、166个细胞外差异代谢物。在4组间有显著差异的代谢物中筛选到176个细胞内差异代谢物，167个细胞外差异代谢物。细胞内外差异代谢物均富集到多种脂类代谢物集。细胞内差异代谢物主要涉及牛磺酸与亚牛磺酸代谢、甘油磷脂代谢、甘油酯类代谢等途径，细胞外差异代谢物主要涉及甘油磷脂代谢、类固醇激素生物合成、半胱氨酸和蛋氨酸代谢等途径。细胞内差异代谢物中拟合到125种代谢物的剂量-反应关系，其中108种代谢物的水平随镉剂量增加呈线性变化，细胞外差异代谢物中拟合到134种，其中86种代谢物呈线性变化。EC值较低的细胞内差异代谢物有亚牛磺酸、乙醇胺、磷脂酰乙醇胺和半乳糖，EC值较低的细胞外差异代谢物有乙酰胆碱和1,5-脱水葡萄糖醇。[结论]镉染毒以剂量依赖性方式显著改变小鼠神经干细胞内外代谢谱，其神经毒性可能与甘油磷脂代谢途径相关，该途径中的乙酰胆碱、乙醇胺和磷脂酰乙醇胺等代谢物是镉神经毒性的潜在生物标志。
- 出版日期2023
