细胞活力测定与IC50确定
确定亚砷酸钠对HEK-293细胞的毒性作用及半数抑制浓度。
采用CCK-8法检测不同浓度亚砷酸钠(0.5,1,5,10,50,100 μM)处理24小时后的细胞活力，并通过非线性回归拟合计算IC50。
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代谢组学和转录组学联合方法揭示砷诱导的人肾细胞毒性
An Integrated Approach Involving Metabolomics and Transcriptomics Reveals Arsenic-Induced Toxicity in Human Renal Cells.
实验完整度
中包含细胞活力测定、代谢组学、转录组学及RT-qPCR验证，但缺乏动物模型或患者样本等体内证据，机制验证主要依赖多组学联合分析。
主要模型
人胚胎肾细胞HEK-293
重点核对
细胞系：HEK-293 处理浓度：亚砷酸钠25 μM（IC50） 处理时间：24小时 生物学重复：代谢组学n=7，转录组学n=4 RT-qPCR验证基因：JAG1, PTGS2, COL4A2, COL6A2, EDNRB, STEAP1, ATF4
摘要
越来越多的流行病学证据表明，砷暴露可导致肾损伤。然而，砷诱导的肾毒性的潜在机制尚未完全阐明。本研究采用CCK-8法研究了亚砷酸钠对HEK-293细胞活力的影响。应用代谢组学和转录组学分析分别鉴定暴露于亚砷酸盐的人肾细胞中的差异代谢物（DMs）和差异表达基因（DEGs）。结果表明，亚砷酸盐对HEK-293细胞的IC50为25 μM。在砷处理细胞中鉴定出621种差异代谢物（VIP > 1, p < 0.05）。代谢组学分析结果显示，嘌呤代谢是主要受影响的途径，其中21种差异代谢物富集于该途径。此外，砷暴露后获得9831个差异表达基因（|log2FC| > 1, Padj < 0.05）。转录组分析结果显示，ECM-受体相互作用和细胞粘附分子是主要改变的KEGG通路，分别富集了54和70个差异基因。整合代谢组学和转录组学分析揭示，砷诱导肾毒性的主要机制与脂质代谢和嘌呤代谢的紊乱有关。总之，本研究提供了人肾细胞对砷暴露的代谢和转录改变的全面见解，为后续砷诱导肾毒性研究提供了可参考的科学依据。
实验结论
提炼研究问题、关键发现与证据，快速把握文章的核心贡献。
- 研究问题
- 砷暴露导致肾损伤的潜在机制尚未完全阐明，本研究旨在通过整合代谢组学和转录组学揭示砷诱导肾毒性的分子机制。
- 核心机制
- 砷诱导的肾毒性主要与脂质代谢和嘌呤代谢的紊乱有关。
- 主要证据
- 整合代谢组学和转录组学分析显示，砷暴露主要扰动脂质代谢（包括甘油磷脂代谢等）和嘌呤代谢（21个DMs和39个DEGs富集），且RT-qPCR验证了转录组结果的可靠性。
- 研究意义
- 该研究为砷诱导肾毒性的机制提供了全面见解，为后续研究提供了可参考的科学依据。
研究路径
按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。
代谢组学分析
鉴定砷暴露后细胞内的差异代谢物及受影响的主要代谢通路。
对砷处理（25 μM）和对照组的HEK-293细胞进行UHPLC-MS/MS非靶向代谢组学分析，通过PCA、OPLS-DA和通路分析筛选DMs。
转录组学分析
鉴定砷暴露后差异表达基因及富集的通路。
对砷处理（25 μM）和对照组的HEK-293细胞进行RNA-seq，通过PCA、火山图、GO和KEGG富集分析筛选DEGs。
RT-qPCR验证
验证转录组测序结果的可靠性。
对选定的DEGs（JAG1, PTGS2, COL4A2, COL6A2, EDNRB, STEAP1, ATF4）进行RT-qPCR分析。
整合分析
联合分析DMs和DEGs富集的共同通路，揭示砷毒性的核心机制。
将DMs的KEGG ID和DEGs的基因符号导入MetaboAnalyst进行联合通路分析。
研究方法
按研究目的归类文中使用的方法，便于定位所需技术。
产品清单
| 实验环节 | 名称 | 品牌 | 货号 |
|---|---|---|---|
| 细胞培养 | MEM培养基（ATCC改良型） | Wuhan Pricella Biotechnology Co., Ltd. | PM150467 |
| 胎牛血清 | Wuhan Pricella Biotechnology Co., Ltd. | 164210-50 | |
| 青霉素-链霉素溶液 | Wuhan Pricella Biotechnology Co., Ltd. | PB180120 | |
| 磷酸盐缓冲液 | Wuhan Pricella Biotechnology Co., Ltd. | PB180327 | |
| 胰蛋白酶溶液 | Wuhan Pricella Biotechnology Co., Ltd. | PB180225 | |
| 细胞活力检测 | 细胞计数试剂盒-8 | Boster Biological Technology Co., Ltd. | AR1199 |
| 代谢组学 | LC-30A超高效液相色谱系统 | Shimadzu Corporation | -- |
| Waters ACQUITY Premier HSS T3色谱柱 | Waters | -- | |
| AB TripleTOF 6600质谱仪 | AB SCIEX | -- | |
| 转录组学 | TRIzol试剂 | 文中未明确说明 | -- |
| ABclonal mRNA测序文库构建试剂盒 | ABclonal Technology Co., Ltd. | -- | |
| Illumina NovaSeq 6000测序仪 | Illumina | -- | |
| RT-qPCR | TaKaRa MiniBEST通用RNA提取试剂盒 | Takara Biomedical Technology (Beijing) Co., Ltd. | -- |
| PrimeScript RT试剂盒 | Takara | -- | |
| ChamQ通用SYBR qPCR预混液 | Vazyme Biotech Co., Ltd. | -- | |
| 细胞活力检测 | 酶标仪 | PerkinElmer, Inc. | -- |
关键环节
汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。
| 环节 | 核对要点 |
|---|---|
| 细胞活力测定 | 细胞系：HEK-293；细胞密度：5000细胞/孔；处理浓度：0-100 μM亚砷酸钠；处理时间：24小时；检测方法：CCK-8 阅读提示：Methods 2.3, Figure 1 |
| 代谢组学分析 | 处理浓度：25 μM亚砷酸钠；处理时间：24小时；生物学重复：n=7；筛选标准：VIP > 1, p < 0.05 阅读提示：Methods 2.4, Results 3.2 |
| 转录组学分析 | 处理浓度：25 μM亚砷酸钠；处理时间：24小时；生物学重复：n=4；筛选标准：|log2FC| > 1, Padj < 0.05 阅读提示：Methods 2.5, Results 3.3 |
| RT-qPCR验证 | 基因列表：JAG1, PTGS2, COL4A2, COL6A2, EDNRB, STEAP1, ATF4；内参：GAPDH；处理浓度：25 μM亚砷酸钠；处理时间：24小时 阅读提示：Methods 2.6, Table 1, Figure 5 |
| 整合分析 | 筛选标准：FDR < 0.05 阅读提示：Methods 2.7, Results 3.4 |