侯东敏，贾 婷，朱万龙

(1.云南省高校西南山地生态系统动植物生态适应进化及保护重点实验室，云南师范大学 生命科学学院，云南 昆明 650500；2.云南经济管理学院，云南 昆明 650106；3.中国科学院昆明动物研究所，云南 昆明 650201)

1 引言

代谢组学是研究细胞、组织或体液中的低分子量有机代谢物的学科[1]。代谢组学是对低分子量(1000 da)内源性和外源性代谢产物的多目标分析[2]。在本质上，环境代谢组学是应用代谢组学来表征生物体与环境之间的相互作用[3]。目前，代谢组学数据分析通常采用质谱(MS)和核磁共振(NMR)两种关键技术[4]。

基于啮齿类动物的代谢通路分析探讨疾病或者环境适应的研究很多，如研究表明小鼠的糖酵解及甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢通路在很大程度上引起了气象色谱的改变，而这可能为解决胃癌发生的分子机制奠定基础[5]；著名中药材何首乌引起小鼠肝脏损伤的主要代谢物主要存在于三羧酸循环和鞘脂代谢两种代谢通路[6]。铜是环境中广泛存在的重金属，环境中的铜富集能够引起雄性小鼠的生殖障碍，具体表现为氨基酸的生物合成和代谢可能是被铜干扰的主要代谢通路[7]。

大绒鼠(Eothenomysmiletus)是横断山区的特有物种[8]。Zhang等[9]已经对5个不同地区大绒鼠的代谢组学进行了探讨，研究表明高海拔地区大绒鼠的血清代谢物浓度显著高于低海拔地区，大绒鼠能够通过调节体重、血清和肝脏代谢物浓度来适应环境温度和海拔的变化。但目前对于大绒鼠血清和肝脏代谢通路的研究尚未报道，本文通过气相色谱质谱联用技术(GC-MS)，探寻更适合代谢组学研究的代谢通路。

2 材料与方法

2.1 动物采集和处理

实验动物大绒鼠分别采集于云南省哀牢山、剑川、丽江、香格里拉和德钦。所采集动物均为成年非繁殖个体。血清和肝脏的采集和预处理方法见Zhang等[9]。

2.2 数据分析

代谢通路图中代谢物之间的关系是基于KEGG进行[10]，采用亿图图示9.4完成作图。

3 结果

血清和肝脏代谢通路中检测到多种代谢物，如TCA循环(图1)、牛磺酸和低牛磺酸代谢(图2)。血清中糖酵解的代谢通路活性较肝脏低(图3)。

4 讨论与结论

TCA循环是生物体获取能量的关键因素，是3种主要营养物质(碳水化合物、脂类和氨基酸)的最终代谢途径，也是碳水化合物、脂类和氨基酸代谢关系的重要枢纽[11]。对中缅树鼩(Tupaiabelangeri)代谢组学的研究表明低温环境下对白色脂肪组织和棕色脂肪组织的TCA循环和糖酵解有更显著的影响[12]。本研究中，血清和肝脏中TCA循环和牛磺酸和次牛磺酸代谢途径的活性较高，血清中糖酵解代谢通路的活性较肝脏低。其原因可能为肝脏是小型哺乳动物重要的产热器官[13，14]和代谢过程的中枢[15]。

图1 大绒鼠血清和肝脏三羧酸循环的代谢通路

图2 大绒鼠血清和肝脏牛磺酸和次牛磺酸代谢的代谢通路

图3 大绒鼠血清和肝脏糖酵解代谢的代谢通路

综上所述，云南省不同地区的大绒鼠可能通过不同代谢通路的调节来适应不同的环境温度和海拔。其中，三羧酸循环和牛磺酸及次牛磺酸代谢通路可能较为适合后续的深入研究。