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色氨酸代谢物与帕金森病相关!或可成为标志物和治疗靶点

2020-08-20
中科新生命
3251

色氨酸-犬尿氨酸代谢途径中的许多中间代谢产物具有强大的神经活性和炎症特性,如喹啉酸(QUIN)和3-羟基犬尿氨酸(3-HK)、犬尿喹啉酸、吡啶酸等。由于犬尿氨酸途径代谢物的变化可导致神经退行性变,因此这种代谢途径被认为是帕金森病(PD)发病机制的一部分。多项临床观察和实验模型的发现均支持这一观点。

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帕金森氏病是一种常见的渐进性运动障碍。目前的治疗方法只能暂时减轻PD症状,不能阻止疾病的发展。帕金森病神经元死亡的机制尚不完全清楚,使得疾病的治疗成为一个挑战。此外,目前缺乏能够预测帕金森病发展或反映疾病严重程度的生物标志物。

今年,一项发表在医学1区Movement Disorders(IF=8.679)杂志上的最新文献"Tryptophan Metabolites Are Associated With Symptoms and Nigral Pathology in Parkinson’s Disease",对一项临床特征良好的人群队列进行研究,结果证实色氨酸代谢与帕金森病严重程度及黑质病变相关。

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实验设计:

97名帕金森病患者和89名对照者

研究材料:

血浆和脑脊液样本

技术方法:

靶向代谢组(基于质谱的靶向分析方法,用于色氨酸代谢物检测)、炎症因子的检测(电化学发光技术)、磁共振成像(MRI)

实验路线:

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实验结果

1. 帕金森病患者血浆与脑脊液的犬尿氨酸代谢途径发生改变

血浆:

与对照组相比,PD血浆3-HK(3-羟基犬尿氨酸)水平显著升高,途径中的后续代谢物3-HAA(3-羟基邻氨基苯甲酸)、NTA(烟酰胺,代谢途径最终产物)显著降低。血浆中TRP(色氨酸)、KYN(犬尿氨酸)、KYNA(犬尿喹啉酸)、QUIN(喹啉酸)或PIC(吡啶甲酸)的绝对水平没有显著差异。PD血浆中的5-HT/KYN比值也较低。

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脑脊液:

与对照组相比,PD脑脊液中神经保护代谢物KYNA的水平显著降低。此外,帕金森病患者的KYNA/KYN比率较低,转向神经毒性的比率(QUIN/KYNA)的增加。帕金森病患者和对照组的脑脊液中TRP、KYN、3-HK、QUIN、PIC或NTA的绝对水平没有差异。

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2. 血浆与脑脊液分析物反映症状严重程度的能力

血浆:

PD血浆3HK与反映症状严重程度的得分(UPDRS I、UPDRS II和UPDRS III)呈显著相关。

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脑脊液:

PD较高的脑脊液QUIN水平与较高的UPDRS II(日常活动ADL)和UPDRS III(运动功能)得分显著相关。较高的KYN/TRP比值也与较高ADL和运动评分较高相关。QUIN/PIC和QUIN/3-HK比值均与帕金森病患者ADL症状的严重程度(UPDRS II)密切相关。QUIN/KYNA比率表示神经毒性比率,与较高的非运动的日常生活症状得分(UPDRS I)有关。

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3. 血浆、脑脊液分析物与临床MRI相关诊断指标具有相关性

之前的研究表明,反映铁含量的黑质致密部R2*升高与PD进展和相关的病理过程有关。脑脊液PIC水平较低和R2*较高存在相关性。同样,QUIN/PIC比率的增加与R2*的升高有关。

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4. 血浆、脑脊液分析物与炎症标志物具有相关性

PD患者中,血浆CRP(C反应蛋白)和SAA(血清淀粉样α)与脑脊液KYN/TRP比值相关,提示PD外周炎症和中枢色氨酸代谢之间存在潜在联系。较高的血浆CRP和SAA也与较高的脑脊液QUIN和QUIN/PIC比值相关。相反,对照组的血浆炎症标志物水平和脑脊液中的犬尿氨酸代谢物之间没有关联。此外,血浆3-HK及脑脊液急性期蛋白SAA和CRP水平与病程有关。

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研究结论

帕金森病患者外周神经系统和中枢神经系统的犬尿氨酸代谢产物水平都发生了变化,这些变化与疾病症状的严重程度相关。这些研究可进一步探索犬尿氨酸代谢物是否可能是帕金森病的生物标志物和/或参与帕金森病的发病机制。

(备注:此文献中检测的色氨酸代谢物,中科新生命均能提供成熟的检测服务!)

文章延伸

色氨酸代谢包括芳香烃受体代谢途径(AhR pathway)、犬尿氨酸代谢途径(Kynurenine Pathway)和血清素代谢途径(Serotonin Pathway),是癌症、神经系统疾病、 传染性疾病、自身免疫病等疾病共同的治疗靶点,近年来也被报道受肠道菌群直接或间接调控。

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