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应激通过高度活化神经内分泌免疫网络,扰乱内环境代谢平衡。热应激作为其中的一种,在人类方面,热应激主要集中在高温天气,会引起中暑,呼吸急促,心力衰竭,炎症等等,具有很高的致死率。在畜牧业,高热环境使动物摄食量降低,免疫力和生产力下降,造成家畜生长性能和繁殖性能的降低,会造成巨大的经济损失。Kisspeptin是由Kiss-1基因编码的一种神经肽类物质,研究发现其不仅在抑制肿瘤转移及调控生殖方面发挥了重要作用,而且在抗氧化应激中也扮演着重要角色。由于热应激是一种系统性的全身反应,涉及到整个神经内分泌免疫网络,影响多个代谢途径,单一依靠相关理化指标的测定,往往不能反映机体整体上的变化。鉴于此,本实验基于GC/TOF-MS技术的代谢组学研究方法对神经肽Kisspeptin干预大鼠热应激的模型进行了较为系统的研究。实验一:热应激对大鼠系统性及生殖相关内源性代谢物的影响。热应激是机体整个系统对外界刺激产生的全身性应答。本研究试图建立热应激的代谢组学评估方法,基于气相色谱-飞行时间质谱联用技术(GC/TOFMS)代谢技术测定热应激后SD大鼠的血清、下丘脑和附睾三种样本,得到小分子代谢物的图谱,结合多元和单元统计分析,筛选出差异性小分子代谢物。结果发现其与能量代谢、氨基酸神经递质和单胺神经递质途径密切相关,并且相关代谢物的变化与交感肾上腺素能神经内分泌系统,下丘脑-垂体-肾上腺轴及下丘脑-垂体-睾丸轴的变化相一致。同时附睾内相关代谢物的上调,可能反映出生殖系统通过代偿性保护机制的调节来纠正热应激引起的损伤。实验二:Kisspeptin对热应激大鼠肝脏氧化损伤的缓解作用。本章基于代谢组学技术结合多种理化指标和形态学的方法考察了热应激对大鼠肝组织内源性代谢物的影响。在理化指标方面,热应激组与对照组相比,GSH-PX、T-SOD水平降低(p<0.05),而注射Kisspeptin后显著升高(p<0.05),MDA的变化则相反;进一步从形态学观察,热应激后大鼠肝脏HE观察发现肝窦增宽增厚,周围血管充血,肝细胞开始出现水泡样变性和坏死,而Kisspeptin组和对照组相比无明显差异;透射电镜观察肝细胞的超微结构,发现热应激后,胞质中内质网排列紊乱并出现断裂,数量减少,线粒体内膜消失,并伴有空白区和胞膜增厚等表现;代谢组学结果表明热应激组与对照组在PCA图上有明显的分离趋势,而Kisspeptin组呈现回归对照组的趋势。通过采用多维统计和单维统计结合的方法,挖掘出了与热应激相关的小分子代谢物,并发现这些代谢物与脂肪酸代谢、嘌呤分解代谢及能量代谢密切相关,尤其是集中在在花生四烯酸(Arachidonate)、5,8,11,14-二十碳四烯酸(5,8,11,14-Eicosatetraenoate)、次黄嘌呤核苷(Inosine)、次黄嘌呤(Hypoxanthine)、尿素囊(Allantoin)等代谢物上,并且这些代谢物的变化在注射Kisspeptin后,与热应激组相比显著降低。本小结从代谢组学的角度研究了热应激对肝组织代谢物谱的变化,同时证实了 Kisspeptin对热应激的缓解作用。