利用斑马鱼模型研究血管生成相关的代谢生物标志物

Angiogenesis mediates numerous crucial pathologic and physiologic processes，such as cancer, inflammation, ischemia diseases and others. Comparision with genomics and proteomics, metabonomics related with angiogenesis proviede a new idea for clinic diagnosis and therapy of these diseases. Study angiogenesis effect using zebrafish has obvious advantage comparison with other animal models. LC/Q-TOF and GC/MS will be used to establish zebrafish-based metabonomics method, which will be applied to comparative research of natrual angiogenic process and its intervention with medications. Changes of metabonomics in angiogenesis course are indicated by mode determination (PCA and PLS-DA) and statistic analysis. Furthermore, some famous common metabonomics database combined with bioinformatics analysis contribute to indentify special metabolic biomarkers responsible for angiogenesis. The new method in this application will helpful to illuminate the modulation of metabolic network in organism by angiogenesis and important for diagnosis and therapy of angiogenesis related diseases.

血管生成与肿瘤等多种疾病的发生发展以及治疗密切相关。与基因组、蛋白组相比，血管生成过程引起的内源性代谢网络的变化为该类疾病的认识和治疗带来新的思路。斑马鱼模型用于研究血管生成作用与其他动物模型相比有明显优势。本课题用LC/Q-TOF与GC/MS检测技术建立斑马鱼代谢组学方法对药物干预斑马鱼血管生成过程前后进行对比研究，分析干预前后内源性代谢组及代谢轮廓的变化，通过数据的模式判别（PCA、PLS-DA）与统计分析，甄别与血管生成相关的代谢生物标志物，进一步通过代谢网络数据库（KEGG、HMBD等）以及生物信息学探索血管生成过程对机体代谢网络的关键节点的影响。本课题为研究血管生成疾病相关的重要生物标志物提供了新的研究思路，对恶性肿瘤等相关疾病的诊断和治疗提供借鉴。

血管生成与多种疾病密切相关，探索血管生成相关的分子生物标志物对该类疾病的防治、药物研发具有重要意义。本项目利用斑马鱼模型，建立基于GC-MS和LC/Q-TOF的代谢组学技术，全面分析不同血管生成抑制剂（BSSD-1，SU5416，IMO,IND）干预斑马鱼血管发育过程的量效关系；建立了基于GC-MS和LC/Q-TOF的用于研究斑马鱼血管生成的代谢组学样品处理、分析检测、数据处理等方法；整合分析了GC-MS和LC/Q-TOF数据，利用主成分分析（PCA）、（正交）偏最小二乘判别分析（(O)PLS-DA）进行数学建模、模式判别，发现不同药物处理24hpf斑马鱼仔鱼后，其整体代谢轮廓特征能够反映药物对血管的抑制作用，与荧光表型吻合；不同血管生成抑制剂处理斑马鱼后共发现28种共有代谢物；进一步对这些潜在的生物标志物进行代谢信号通路的分析解释，初步从代谢网络角度揭示了血管生成过程中发生的分子机制，为后续利用斑马鱼模型研究血管生成和肿瘤发生、发展提供了重要的科学依据。