基于非靶向性代謝組學篩選致命性室性快速型心律失常的代謝標記物.pdf

1、背景和目的：
　　心臟性猝死（SCD）是一個嚴峻的公共衛(wèi)生問題，其最終途徑為致命性室性快速型心律失常（LVTA），包括室速（VT）和室顫(VF)，尋找 LVTA的代謝標記物，可為LVTA-SCD臨床防治及法醫(yī)鑒定提供新的依據。本研究建立烏頭堿及心肌缺血誘發(fā)的兩種LVTA-SCD大鼠模型，應用GC-MS及1H-NMR代謝組學技術，分析其心肌及血清的代謝輪廓，探討代謝通路，篩選相關代謝標記物。
　　材料與方法：
　　1、L

2、VTA模型：雄性SD大鼠，250～500g，麻醉成功后，監(jiān)測II導聯心電。模型I，尾靜脈注烏頭堿，發(fā)生LVTA-SCD（ACO），23只，麻醉致死為其對照（PI），14只；模型II，行左冠脈結扎術，發(fā)生心肌缺血-LVTA-死亡者即造模成功（CAL-T），14只；發(fā)生心動過緩-SCD為其對照（CAL-N），7只；另部分后發(fā)生陣發(fā)性TV、VF，70min內未死者歸為CAL-M組，15只。死后取心臟及腹腔靜脈血并分離血清，-80℃凍存。

3、>　　2、代謝組學分析：GC-MS和1H-NMR檢測代謝譜，PCA及PLS-DA建模，觀察代謝輪廓，NIST庫對代謝物定性，相對含量用t檢驗判斷差異顯著性。應用MedCalc軟件計算代謝物AUC，MDR進行層次聚類分析，結合熱圖熱聚類情況，挑選診斷價值較高的代謝物作CRT分析。
　　結果：
　　1、心肌的代謝輪廓
　　基于GC-MS及1H-NMR譜，ACO與PI比較，CAL-LVTA三組比較，PCA和PLS-DA得分圖

4、均顯著分開，提示其代謝輪廓差異顯著。
　　2、心肌差異代謝物
　?、倥c對照比較，ACO大鼠心肌的尿素、肌酐、甘氨酸、脯氨酸、谷氨酸、磷酸酯、谷氨酸、膽堿、天冬氨酸、乳酸、琥珀酸、氮胸腺嘧啶、亞硫酸鹽和ADP均顯著升高，異亮氨酸、纈氨酸、山梨糖、亞麻酸、戊酸、亮氨酸、反油酸、次黃嘌呤、亮氨酸、豆蔻酸、棕櫚酸、苯丙氨酸、硬脂酸、甘油、乙醇、丙氨酸、?；撬岷图≤站@著下降（P<0.05或VIP>1，下同）。
　?、谂cCAL-

5、N比較，CAL-T大鼠心肌代謝物精氨酸、膽堿、磷酸酯、ADP、甘油磷酸膽堿、牛磺酸和乳酸均顯著升高，甘油、硬脂酸、棕櫚酸、葡萄糖和α-酮戊二酸均顯著下降。
　　3、LVTA的代謝通路
　　LVTA心肌脂肪酸β-氧化、糖無氧酵解、支鏈氨基酸代謝增強，TCA受抑制，其它氨基酸，如谷氨酸、甘氨酸、脯氨酸、谷氨酸、天冬氨酸等代謝也受擾動，提示LVTA發(fā)生時，心肌能量過度消耗、離子失衡、氧化應激、細胞毒性及膜損傷等狀況。
　　4

6、、差異代謝物的診斷潛能
　　心肌硬脂酸、亮氨酸和纈氨酸共同具有診斷LVTA較高的準確率，AUC0.943，特異性85.7％，敏感性96.0%。在CRT中，其對LVTA診斷的準確率達92.9%，且這三種代謝物均與心律失常參數具有一定的相關性。
　　5、血清異性代謝物
　　與PI組比較，ACO-LVTA血清豆蔻酸和尿素明顯降低；谷氨酰胺、脯氨酸、乳酸、棕櫚酸乙酰天冬氨酸、碳酸鹽、苯丙氨酸、磷酸鹽、丙氨酸、乙酸、谷氨酸、亞硫

7、酸鹽、羥胺和異亮氨酸均明顯升高。與CAL-N比較，CAL-T血清尿素、棕櫚酸和丙氨酸明顯降低；乳酸、天冬酰胺、鳥氨酸、磷酸、羥胺、檸檬酸、絲氨酸、甘氨酸和異亮氨酸均明顯升高。
　　結論：
　　1、建立兩種LVTA大鼠模型，分別代表心肌離子通道異常和心肌缺血所致LVTA。
　　2、兩LVTA模型的心肌具有共同的代謝特征，包括LVTA脂肪酸β-氧化、糖無氧酵解增強，TCA受抑制，氨基酸代謝紊亂。
　　3、心肌硬脂酸、