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冠心病(Coronary heart diseas,CHD)是目前发病率和死亡率最高的疾病之一,动脉粥样硬化是其发病和死亡的主要病因,但其潜在的生物学机制和预测,诊断的生物标志物还有待进一步研究。近年来代谢组学广泛应用于生物医学领域,对于发现潜在的生物标志物,对疾病的预测、诊断和治疗具有重要的临床意义。在本课题中,利用代谢组学技术分析正常对照(Healthy controls),稳定心绞痛(Stable angina)和心梗(Myocardial infraction)病人血浆的代谢谱,结果表明不同阶段的CHD具有特异性改变的代谢谱;随后发现了18,37和36个差异代谢物可以分别区分HC和SA,SA和MI以及HC和MI。信号通路分析显示甘油磷脂(Glycerophospholipid,GLP)代谢在三组中变化最明显,基于此利用靶向脂质组学分析GLP的代谢物主要包括脂质过氧化产物和下游多不饱和脂肪酸的氧化产物。我们的结果显示与HC和SA相比,脂质过氧化产物包括氧化的磷脂(Oxidized phospholipids,oxPLs)和其水解产物主要是异前列腺素(Isoprostanes,IsoPs)显著地在MI病人中升高,提示脂质过氧化代谢物可能是区分MI和SA或者HC的潜在生物标志物。既往的研究表明oxPLs主要来自于低密度脂蛋白(Low density lipoprotein,LDL)中磷脂的脂质过氧化,参与动脉粥样硬化的发生和发展。但是oxPLs是复杂的混合物,促进和抑制动脉粥样硬化的作用都有报道,因此需要分离鉴定单个氧化产物并研究相关的生物学功能。在本课题中利用质谱的方法在体内体外发现了一类来源于1-palmitoyl-2-arachidonoyl-sn-glycero-3-phosphocholine(PAPC),含有环戊烯酮环结构的新的磷脂氧化产物,称为deoxy-A2/J2-isoprostanes-phosphocholine(deoxy-A2/J2-IsoP-PC),并观察到deoxy-A2/J2-IsoP-PC的含量随着心血管事件的发生而降低,暗示deoxy-A2/J2-IsoP-PC与心血管疾病负相关。随后化学合成1-palmitoyl-2-15-deoxy-δ-12,14-ProstaglandinJ2-sn-glycero-3-phosphocholine(15d-PGJ2-PC)作为代表分子研究这类新的氧化产物的生物学功能。发现15d-PGJ2-PC影响巨噬细胞内200多种基因表达,这些基因主要与炎症和抗氧化应答有关。进一步研究发现15d-PGJ2-PC通过调控NF-κB,PPARγ和Nrf2信号通路介导抗炎和抗氧化应答,作用于AKT/ERK/SR-A信号通路抑制巨噬细胞泡沫细胞的形成,可能对动脉粥样硬化具有保护作用。我们的结果证明来源于LDL的oxPL负调控炎症,正调控抗氧化应答新的机制。总之,基于现代质谱技术的代谢组学方法是一种非常有用的前沿技术手段,利用该方法发现了LDL表面磷脂的氧化产物不仅可以作为心血管疾病的潜在的生物标志物,而且这些氧化产物还参与了动脉粥样硬化的发生和发展过程,其中的一类含有环戊烯酮环结构的新的磷脂氧化产物deoxy-A2/J2-IsoP-PC具有非常强的抗炎和抗氧化活性。