基于代谢组学的苯乙醇胺A体内代谢和生物标志物研究

Phenylethanolamine A (PEAA) is a new β-agonist compound, and its illegal use for growth promoting purpose has been observed . Hower, its metabolism and physiological effects in animal are still unclear. Metabolomics is a systemic approach to study xenobiotic metabolite profile and endogenous metabolic response, which is suited for application to study of veterinary drug metabolism and residues in animal. In this project, based on ultra-liquid chromatography coupled to quadrupoles-time-of-flight mass spectrometry, a metabolomic approach will be developed to globally study PEAA metabolism and its endogenous metabolic respones in rat and pig. By the means of multivariate data analysis, PEAA in vivo metabolites and potential bio-marker will be screened and identified. Meanwhile, according to depletion study of PEAA and its metabolites, residue marker in pig urine will be determined. This study can contribute to understanding in vivo metabolism and residue kinetics of PEAA in food-producing animals, and provide valuable scientific basis for residue control and risk evaluation of PEAA.

苯乙醇胺A（PEAA）是养殖中新出现的β-受体激动剂类违禁添加物，其体内代谢规律及对生理过程的影响还不清楚。代谢组学可以同时阐明外源物代谢过程及其内源代谢响应，非常适合兽药（或化学污染物）的体内代谢和残留研究。本项目将应用基于超高效液相色谱-四级杆-飞行时间质谱的代谢组学方法，从整体水平上阐明动物摄入PEAA后的代谢组轮廓变化，借助多元数据分析模型（PCA和OPLS-DA）,筛选PEAA的体内代谢产物和生物标志物，揭示PEAA的体内代谢规律及其对动物内源代谢过程的影响。同时，通过研究PEAA及其代谢产物的消除规律，确定PEAA在猪尿中的残留标示物。本研究将有助于系统认识PEAA在食品动物体内的代谢和残留机制，为残留监控和风险评估提供理论基础和科学依据。

苯乙醇胺A（PEAA）是养殖中新出现的违禁添加物，与克伦特罗等β-受体激动剂具有相同的促生长作用。目前，有关其体内代谢、残留规律及毒理学的研究还未见报道。在基金的资助下，本项目应用基于超高效液相色谱-四级杆-飞行时间质谱（UPLC-Q-TOF MS）的代谢组学方法，系统研究了苯乙醇胺A的体内代谢过程和内源代谢响应，筛查和鉴定了动物摄入PEAA后的外源残留标示物和内源生物标志物。首先，采用基于UPLC-Q-TOF MS的非靶向和靶向技术发现和鉴定了22种体内代谢产物，并通过化学合成标准物质等方法，对O-脱甲基、硝基还原等主要代谢产物进行了结构确证。同时，通过与克伦特罗、沙丁胺醇、氯丙那林等β-受体激动剂结构类似物代谢规律进行比较研究，确定苯乙醇胺A的主要体内代谢途径包括O-脱甲基、硝基还原、羟基化以及葡萄糖醛酸结合、乙酰基结合等。另外，利用基于UPLC-Q-TOF MS与多元统计分析的代谢组学方法，研究了苯乙醇胺A暴露后动物体内的代谢物轮廓的变化，借助于PCA和OPLS-DA模型，筛查出9种主要的差异代谢产物。结合β-受体激动剂结构类似物的代谢组学研究结果，确定2-吲哚甲酸（2-Indolecarboxylic acid）和氟米龙醋酸酯（Fluorometholone acetate）为潜在的生物标志物，并利用商品化的标准物质进行了结构确证。最后，建立了苯乙醇胺A及其主要代谢产物的定性和定量分析方法，并从特异性、灵敏度、线性范围和精密度等方面进行了方法学验证。利用所建立的方法，研究了苯乙醇胺A及其脱甲基代谢产物在组织中的分布和尿液中的残留消除规律。结果表明，与苯乙醇胺A原形相比，脱甲基代谢产物在动物体内的含量更高、残留时间更长，更适合作为监控苯乙醇胺A使用的残留标示物。本项目的研究结果丰富了代谢组学方法在β-受体激动剂类物质生物标志物研究中的应用，同时也有助于深入全面了解苯乙醇胺A在动物体内的代谢和残留规律，为科学有效地开展苯乙醇胺A的残留监控和风险评估提供了技术支撑。