糖尿病性视网膜病变患者的玻璃体液代谢组学研究

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目的:本研究通过液相色谱-质谱联用技术(Liquid Chromatography-Mass Spectrometry,LC-MS)检测接受玻璃体切除术的糖尿病性视网膜病变(diabetic retinopathy,DR)患者的玻璃体液与非糖尿病患者的玻璃体液的差异性代谢产物,用以寻找DR的生物标志物,并期望能为DR的临床诊断及治疗提供新的思路和方法。方法:应用液相色谱-质谱联用技术对26名DR患者(由IV期DR、V期DR、VI期DR组成)共29个玻璃体液样本和16名非糖尿病患者(由孔源性视网膜脱离、特发性黄斑裂孔和特发性黄斑前膜组成)共16个玻璃体液样本进行检测,获得其代谢图谱及数据。比较DR患者与非糖尿病患者(对照组)玻璃体液样本的总离子流图(total ion current,TIC)和主成分分析(principle component analysis,PCA)所得结果,进而比较两组玻璃体液样本之间是否存在差异;之后再通过T检验分析、正交偏最小二乘判别分析、聚类分析、支持向量机判别分析等统计学手段,找到DR患者和非糖尿病患者之间重要的差异性代谢产物,人类代谢组数据库(The human metabolome database,HMDB)可以根据所得代谢产物的质核比和离子模式对代谢产物进行结构鉴定,再利用ROC曲线,筛选出区分能力强的差异代谢物作为潜在的生物标志物,并解释其生物学意义,为DR的临床诊断及治疗提供新的思路和方法。结果:1.通过两组玻璃体液样本的总离子流图,我们可以直观地观察出两组玻璃体液样本间的代谢产物存在差异。经过相关统计学分析后最终得到6种差异性代谢产物,它们分别为N-肉豆蔻酰缬氨酸、N-肉豆蔻酰酪氨酸、前列腺素G2、花生四烯酰肉碱、N-二十烷酰基-鞘氨醇-4-烯-1-磷酸、苏氨酰组氨酸,这些差异性代谢产物可能为诊断DR的潜在的生物标志物。2.IV期DR患者与VI期DR患者的玻璃体液中存在差异性代谢产物,它们分别为庚酰基肉碱、壬酰肉碱、二十四碳四烯酰肉碱、鞘氨醇、半乳糖基鞘氨醇、磷脂酰丝氨酸、烟酸共7种差异性代谢产物,这些差异性代谢产物可能为DR患者行玻璃体切除术治疗的最佳时机及预后判断提供指导。结论:1.DR患者的玻璃体液相较于非糖尿病患者的玻璃体液存在着差异性代谢产物,例如N-肉豆蔻酰缬氨酸、N-肉豆蔻酰酪氨酸、前列腺素G2、花生四烯酰肉碱等,这些差异性代谢产物可能为诊断DR的潜在生物标志物。2.IV期DR患者与VI期DR患者的玻璃体液中存在着庚酰基肉碱、壬酰肉碱、二十四碳四烯酰肉碱、鞘氨醇等差异性代谢产物,这些差异性代谢产物可能为DR患者行玻璃体切除术治疗的最佳时机及预后判断提供指导。
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