基于血清代谢组学的帕金森病代谢特征分析与潜在生物标志物研究

《Biology Direct》：Targeted metabolomics reveals altered carbohydrate and amino acid metabolism in Parkinson’s disease

摘要

背景

帕金森病（PD）是一种进行性神经退行性疾病，主要表现为运动异常。其诊断仍然具有挑战性。

方法

为了探索帕金森病的潜在血液代谢特征，对三个组别（接受左旋多巴-苄丝肼氢氯化物片[LBHT]治疗的帕金森病患者、未接受LBHT治疗的帕金森病患者以及正常对照组[NC]）的血清可溶性代谢物进行了针对性代谢组学分析。此外，还使用高效液相色谱法（HPLC）测量了部分代谢物的水平，以便进行方法间分析验证。

结果

共鉴定出335种极性代谢物。在LBHT治疗组和未接受LBHT治疗的帕金森病患者组之间，未观察到差异性丰富的代谢物；而在LBHT治疗组与正常对照组（NC）以及未接受LBHT治疗的帕金森病患者组与正常对照组（NC）的比较中，分别有5种和16种代谢物表现出微小差异。谷氨酸、天冬氨酸、γ-氨基丁酸和α-酮戊二酸通过HPLC进行了方法间分析验证。通路富集分析显示，帕金森病患者存在碳水化合物和氨基酸代谢的改变，表现为糖酵解相关代谢物及三羧酸循环（TCA循环）相关代谢物水平下降，而天冬氨酸相关代谢物水平上升。ROC分析表明，2-磷酸甘油酸、3-磷酸甘油酸、半胱氨酸甘氨酸和琥珀酸的水平降低，以及天冬氨酸、N-乙酰天冬氨酸和N-乙酰天冬酰胺的水平升高，这些指标具有作为区分帕金森病患者与正常对照组的潜在生物标志物的初步潜力。

结论

本研究表明，帕金森病与碳水化合物和氨基酸代谢的改变有关。这些发现为帕金森病的代谢特征提供了初步见解，尽管仍需要在更大规模、具有全面临床表型的独立队列中进行验证。