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红细胞胆固醇含量直接检测方法的开发与验证:一种评估动脉粥样硬化性心血管疾病残余风险的新策略
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月20日 来源:Bioscience Reports 3.8
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本研究针对传统红细胞膜胆固醇(CEM)检测方法繁琐、临床适用性差的问题,开发了一种基于SDS和NaNO2双重变性处理的直接酶法检测技术。该方法成功消除血红蛋白干扰,实现红细胞胆固醇含量(154.8±2.9 mg/dL男性/155.9±6.9 mg/dL女性)的精准测定,揭示其与动脉粥样硬化性心血管疾病(ASCVD)严重程度独立相关,为残余风险评估提供了新型独立生物标志物。
动脉粥样硬化性心血管疾病(ASCVD)已成为全球健康的主要威胁,尽管低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)控制策略显著降低了发病率,但临床上仍存在大量接受规范治疗后仍发生心血管事件的"残余风险"患者。这种困境促使科学家寻找超越传统血脂指标的新型生物标志物。红细胞作为血液中数量最丰富的细胞,其膜胆固醇含量(CEM)与ASCVD严重程度呈正相关,且独立于LDL-C水平,这使其成为极具潜力的风险评估指标。然而,现有CEM检测需要复杂的膜分离和脂质提取步骤,严重阻碍了临床转化。
东京医科齿科大学(现东京科学研究所)的Az.Y.团队在《Bioscience Reports》发表的研究中,创新性地开发了红细胞总胆固醇的直接酶法检测技术。研究人员采用SDS和NaNO2双重变性处理消除血红蛋白干扰,通过同步测定555nm血红蛋白吸光度校正红细胞回收率,建立了可同时测定体积浓度(mg/dL)和单细胞含量(fg/cell)的分析体系。研究纳入17名健康志愿者,采用密度梯度离心分离不同成熟阶段红细胞,结合Abell-Kendall金标准法进行方法学验证。
关键技术包括:1)血红蛋白干扰消除技术(1% SDS+10mM NaNO2);2)双波长(555/600nm)同步检测系统;3)密度梯度红细胞分馏技术;4)基于MCHC的回收率校正算法。方法验证显示日内精密度CV≤4.1%、日间精密度CV≤3.8%,加标回收率达96.5-98.9%。
【验证血红蛋白干扰消除】通过比较血清样本添加血红蛋白前后的测定差异,证实双重变性处理可使测定值恢复至98.1±3.8%(图1A),吸收差谱分析显示该方法有效消除血红蛋白的光谱干扰(图1B)。与Abell-Kendall法相比,新方法测定结果无显著差异(125.0±5.3 vs 127.1±4.5 mg/dL)(图1C)。
【健康人群基准值建立】在12名健康受试者中,男性红细胞胆固醇含量为154.8±2.9 mg/dL(139.0±5.2 fg/cell),女性为155.9±6.9 mg/dL(140.8±5.3 fg/cell)(图3A,B)。值得注意的是,体积浓度与CEM显著相关(r=0.598),但与血清TC、LDL-C等脂质参数无相关性(图3E-H),提示其作为独立生物标志物的潜力。
【红细胞衰老与胆固醇动态】密度梯度分析显示,最下层(最老化)红细胞的胆固醇含量较上层(最年轻)显著降低(第七层体积浓度降低P=0.037,第十层单细胞含量降低P=0.016)(图4A,B)。该现象与网织红细胞比例(图4C)和HbA1c水平(图4D)的梯度变化一致,证实衰老红细胞存在胆固醇丢失现象。
这项研究突破了传统CEM检测的技术瓶颈,首次实现无需膜分离的红细胞胆固醇直接定量。特别重要的是,发现红细胞胆固醇含量与细胞衰老程度呈负相关,这为理解ASCVD病理机制提供了新视角——衰老红细胞胆固醇减少可能导致膜刚性增加,促进微循环障碍。该方法操作简便(仅需20分钟孵育)、成本低廉,有望成为临床评估ASCVD残余风险的常规检测手段。未来研究需在患者群体中验证其预测价值,并探索胆固醇外流机制与动脉粥样硬化发展的因果关系。
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