合作文章|Biomolecules ：原发性开角型青光眼患者血浆样品的非靶向和氧化脂质靶向代谢组学研究
英文标题：Untargeted and Oxylipin-Targeted Metabolomics Study on the Plasma Samples of Primary Open-Angle Glaucoma Patients
中文标题：原发性开角型青光眼患者血浆样品的非靶向和氧化脂质靶向代谢组学研究
发表期刊：Biomolecules
影响因子：5.5
技术手段：人血浆非靶向代谢组学&氧化脂质靶向代谢组学
敏心生物协助汕头大学汕头国际眼科中心发表文章于Biomolecules
 
近日，汕头大学汕头国际眼科中心张铭志教授团队在Biomolecules（IF=5.5）杂志上发表了文章Untargeted and Oxylipin-Targeted Metabolomics Study on the Plasma Samples of Primary Open-Angle Glaucoma Patients。该研究发现原发性开角型青光眼（POAG）患者血浆中花生四烯酸（AA）代谢途径中的代谢物含量不同，这表明高眼压可能不是患者视神经细胞损伤的唯一有害因素。脂质代谢不稳定导致的氧化脂质和AA代谢途径的改变可能在POAG中很重要，氧化应激和免疫相关炎症可能是POAG未来治疗策略的有价值方向。敏心生物参与了该项研究中非靶向代谢组学和氧化脂质靶向代谢组学技术服务。
研究背景
青光眼是导致不可逆失明和视力障碍的主要原因，预计到2040年，全球将有1.118亿人受到影响。原发性开角型青光眼（POAG）是最常见的青光眼类型，其特征是视网膜神经节细胞（RGCs）进行性退化。POAG的发病机制复杂，眼压升高是一个可逆的危险因素。临床上，即使在药物治疗或手术治疗后眼压已降至“正常范围”，一些POAG患者的视野缺陷仍在发展。因此，眼压升高可能不是POAG的唯一风险因素。代谢组学为鉴定差异丰富的代谢产物提供了一种实验方法，可以帮助疾病诊断，并为疾病发病机制提供新的视角。目前，对POAG的代谢组学研究有限，需要通过多组学方法全面探索POAG的新陈代谢特征，为青光眼的诊断和治疗提供新的策略。该研究旨在确定接受降眼压药物治疗的POAG患者血浆样本的代谢组学特征，评估代谢途径及其与临床和生化参数的相关性。
实验设计
1、招募志愿者
总共有20名接受降眼压药物治疗的POAG患者和20名对照受试者被纳入非靶向代谢组学分析，其中随机选择10名POAG和10名对照受受试者进行进一步的氧化脂质靶向代谢组学分析。POAG受试者的纳入标准包括：（1）诊断时眼压>21mmHg，在降压药物治疗下眼压≤21mmHg；（2） 房角镜检查打开前房角；（3） 杯盘比（C/D）>0.5或双眼C/D差异>0.2；（4） 通过光学相干断层扫描（OCT）检查确认RNFL变薄；（5）通过HUMPHREY视野分析仪确认的视野（VF）缺陷。排除继发性青光眼、既往青光眼手术、眼外伤、糖尿病和高血压患者。年龄和性别匹配的健康对照受试者除轻度老年性白内障或屈光不正和眼压≤21mmHg外，无青光眼和其他眼病，排除患有高血压、糖尿病或有长期或近期用药史的健康对照受试者。
2、非靶向代谢组学
将人血浆用甲醇提取，浓缩后复溶，采用LC-MS/MS技术进行非靶向代谢组学检测。
3、氧化脂质靶向代谢组学
将人血浆分别用甲醇和乙酸乙酯提取，浓缩后复溶，采用LC-MS/MS进行分析。
研究结果
1、非靶向代谢组学结果
  

POAG患者和对照组血浆靶向代谢组学数据分析结果显示，14种代谢物在POAG患者中丰度较高，19种代谢物在POAG-患者中丰度较低。33种差异显著的代谢产物中有11种是脂质，包括多不饱和脂肪酸、饱和脂肪酸，磷脂、鞘磷脂、类固醇和脂质过氧化物。
2、氧化脂质靶向代谢组学结果


 
POAG患者和对照组血浆氧化脂质靶向代谢组学数据分析结果显示，5种氧基脂质在POAG组中的丰度较低。其中15-keto-Prostaglandin F2 alpha
（15-kPGF2α）和13,14-Dihydro-15-keto-prostaglandin D2
（13,14-dPGD2）衍生自前列腺素（PG）。 11-Dehydro-thromboxane B2（11-DTB2）是血栓素A2（TXA2）的产物，二十碳三烯酸（EET）产生8,9-Epoxyeicosatrienoic acid（8,9-EET）。花生四烯酸（AA）是它们的上游代谢产物。通路富集分析表明，氧化脂质在AA代谢中富集。
 
 
总结
该研究基于非靶向代谢组学分析和氧化脂质靶向代谢组学分析的结合，确定了POAG患者在接受降眼压药物治疗后血浆样本中差异丰富的代谢产物和富集的代谢产物途径。结果表明，高眼压可能不是这组POAG患者视神经细胞损伤的唯一有害因素。AA通路和氧化脂质可能参与POAG。每种代谢产物在POAG中所起的特定作用值得进一步研究。