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          COVID-19代謝組和脂質組學研究揭示新冠發病機制中的代謝失調
          來源: | 作者:佚名 | 發布時間: 2021-06-21 | 1201 次瀏覽 | 分享到:
          現在被WHO宣布為大流行的新型冠狀病毒病2019(COVID-19)是由嚴重急性呼吸系統綜合癥冠狀病毒2(SARS-CoV-2)引起的

          現在被WHO宣布為大流行的新型冠狀病毒病2019(COVID-19)是由嚴重急性呼吸系統綜合癥冠狀病毒2(SARS-CoV-2)引起的,該病毒以血管緊張素轉化酶2(ACE2)為受體進入宿主。II型肺泡上皮細胞具有高ACE2表達水平,成為SARS-CoV-2的靶標。

          之前研究表明,丙型肝炎病毒(HCV)和人類免疫缺陷病毒(HIV)的釋放與多泡體MVBs(MVBs)有關。多泡體MVB可與質膜融合,將病毒顆粒釋放到細胞的循環系統中,從而感染細胞。因此,病毒能夠利用宿主來源的脂質膜來掩蓋和逃避宿主的免疫系統,從而導致“細胞因子風暴”和肺炎。作為SARS-CoV-2的主要靶標,II型肺泡上皮細胞合成了對調節肺功能至關重要的表面活性劑磷脂,它們通過內吞途徑不斷分泌并循環利用。從支氣管肺泡灌洗液中分離出的MVBs介導了肺泡巨噬細胞和肺泡上皮細胞之間的細胞間通訊,形成了宿主防御和抵抗空氣傳播病原體的免疫力。因此,有必要研究循環中宿主分泌的MVBs是否與COVID-19的發病機制有關。

          中國科學院遺傳與發育研究所的稅光厚教授團隊利用代謝組聯合脂質組學技術分析了輕、中、重癥COVID-19患者及健康對照血漿代謝物和脂質的組成,并將結果發布在《Cell Metabolism》(IF=21.567)上,題目為Omics-Driven Systems Interrogation of Metabolic Dysregulation in COVID-19 Pathogenesis。


          研究材料

          健康人及不同病程COVID-19患者的血漿及血漿來源的MVBs


          技術方法

          MVBs提取,非靶代謝組,靶向脂質組


          實驗結果

          系統性炎癥的血液常規和循環指標表明免疫應答在COVID-19中失調


          在中國招募的50名COVID-19患者的統計學和實驗室檢查結果與已發表的中國COVID-19臨床特征文獻相吻合。淋巴細胞計數(LC)的減少(p <0.0001),特別是T淋巴細胞和CD4+T淋巴細胞的數量與疾病嚴重程度正相關。全身炎癥的指標,包括C反應蛋白(CRP)(p = 0.0003),白介素6(IL-6)(p = 0.0958),紅細胞沉降率(ESR)(p = 0.0008),血清鐵蛋白(SF) (p = 0.0001)和降鈣素原(p = 0.0171)隨疾病嚴重程度的增加而逐漸增加。



          血漿代謝組學數據分析


          本研究利用靶向脂質組學與非靶代謝組技術篩選人血漿樣品??鄢尘霸肼暫?,在質量控制樣品中檢測到1,552個代謝物,變異系數<20%。在基于串聯質譜(MS / MS)光譜進行結構確認后,合并的血漿代謝物最終包含使用71種內標物定量的1,002種代謝物(598種脂質和404種極性代謝物)。最終建立了十種代謝產物的小組模型,可有效地將健康對照與COVID-19患者分開(AUC = 0.975)。血漿代謝組變化表明細胞能量生成通路中氧化途徑的變化。


          血漿脂質組學數據分析


          COVID-19的血漿脂質組結果與單唾液二己糖神經節苷脂(GM3)富集的MVBs的結果相似,鞘磷脂(SMs)和GM3的含量提高,二?;视停―AGs)含量降低。且與病理相關的臨床指標的關聯。使用多尺度嵌入式差分相關網絡分析對COVID-19中的代謝異常進行系統評估。對比輕度COVID-19和健康者,4個脂質模塊發生變化。模塊I:血漿多不飽和磷脂酰乙醇胺(PUFA-PE)積累與磷脂酰絲氨酸(PS)的降低有關;模塊II: 輕度COVID-19中,順(單?;视停┝姿狨ィ˙MP)與膽固醇酯(CE)之間的相關性改變;模塊III:GM3和PSs在COVID-19發病機制中呈負相關;模塊IV:COVID-19患者的PUFA PCs穩態受影響。

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