急性ST段抬高型心肌梗死患者血清代谢组学研究

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目的:利用超高效液相色谱-质谱(Ultra Preformance Liquid Chromatography-Mass Spectrometry,UPLC-MS)联用代谢组学技术对行血栓抽吸治疗急性ST段抬高型心肌梗死(ST segement-elevation myocardial infarction,STEMI)患者犯罪冠脉血清及自身外周动脉血清进行分析,尝试建立相关疾病模型,筛选与疾病可能相关的潜在生物标志物,并且尝试通过代谢角度初步了解疾病发生的病理生理机制。研究方法:本实验利用超高效液相色谱-质谱联用技术对12例确诊急性ST段抬高型心肌梗死行冠脉血栓抽吸治疗患者犯罪冠脉血清标本(即血栓抽吸组)及其自身外周动脉血清标本(即外周动脉组)进行分析,利用Thermo Scientific SIEVE软件进行峰处理、排列、归一化等预处理后,然后通过SIMCA软件得到总离子图初步判别两组间样本是否存在差异,建立无监督的主成分分析(Principal com ponent analysis,PCA)模型,对代谢物数据变异性进行分析,进而根据相关变量投影重要性指标值(variable important in the projection,VIP)、PCA载荷图中变量的置信区间及非参数检验等方法筛选出同时满足VIP值>3,且P<0.01的两样本间特征离子,通过特征离子相关信息与人类代谢组数据库(Human Metabolome Database,HMDB)网站相关标准品对比,进而确定最终差异代谢物。此外,于Metabo Analyst 5.0上利用代谢通路分析功能寻找与差异代谢物相关的代谢通路。研究结果:1、通过观察所建立的PCA模型,我们可以看出血栓抽吸组与外周动脉组内代谢物聚集,组间代谢物表现明显分离,因此认定两组血清样本中代谢物种类不同,存在代谢差异。2、我们最终筛查出22个相关差异代谢物(ESI+模式下10个,ESI-模式下12个),其中甘油磷脂及鞘磷脂相关代谢产物均表现为上调,神经酰胺(d18:0/22:0)则表现为明显下调。3、根据Metabo Analyst网站代谢通路分析得出结论,实验所得差异代谢物广泛存在于甘油磷脂代谢、鞘磷脂代谢、亚油酸代谢等代谢通路中,其中以甘油磷脂及鞘磷酯代谢与STEMI发生最为密切。研究结论:1、本实验采用UPLC-MS代谢组学方法成功将STEMI患者犯罪冠脉血清及外周动脉血清进行分离比对,并筛查出22种代谢差异产物。我们通过观察STEMI冠脉血栓局部代谢物变化,对STEMI病理生理机制有了初步的了解。2、机体多个代谢通路参与STEMI的发生发展,其中以甘油磷脂及鞘磷脂代谢变化较为突出。3、甘油磷脂及鞘磷脂代谢在STEMI发生发展中,在犯罪血管局部斑块破裂及局部急性血栓形成过程中可能发挥重要作用,其中间产物是否能够作为STEMI的潜在标志物用于临床的诊断及预后分析需要进一步探索和研究。
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