01研究背景

 

肠易激综合征(IBS)是一种常见的功能性肠病。迄今为止，IBS的诊断是基于症状标准，没有结肠组织结构、生物化学和病理学异常的证据。尽管有广泛的兴趣和研究，IBS的确切病因和病理生理学仍不完全清楚。IBS的病理生理学机制包括但不限于胃肠动力改变、内脏痛觉过敏、微生物群代谢改变、免疫激活和低度炎症。本研究旨在筛选腹泻型肠易激综合征(IBS-D)患者和健康人结肠黏膜差异表达的小分子物质，探讨IBS-D的发病机制。

 

02前言

2023年4月，中日友好医院消化内科与北京疾病预防控制中心的北京食物中毒诊断与溯源技术重点实验室联合在Journal of Gastroenterology期刊（IF：6.3）发表的题为 “Medium-chain and long-chain fatty acids are associated with diarrheal predominant irritable bowel syndrome revealed by DESI-MSI”的研究成果，通过DESI-MSI空间原位代谢组学研究方法，发现位于结肠粘膜中的中链和长链脂肪酸可能是IBS-D与健康受试者区分的潜在指标，这可能对IBS的机制和可能的预防措施具有意义。

03研究思路

 

04研究方法

研究材料：

（1） 健康对照组；

（2） 腹泻型肠道应激综合征；

 

研究技术：

DESI-MSI空间原位代谢组学分析

 

05研究结果

1、DESI-MSI空间代谢组学数据分析结果

采用DESI-MSI结合OPLS-DA模型来比较IBS-D和HC的代谢特征。正离子模式下检测到5053个代谢信号峰，负离子模式下检测到4270个代谢信号峰。根据FC>2或FC<0.5，P<0.05,筛选结肠黏膜代谢物的差异代谢物，发现两组间有97个显著差异代谢物。除2种氨基酸外，95种代谢物都是脂类。

 

2、DESI-MSI空间代谢组学数据分析结果

在差异的脂质中，39种是甘油磷脂(GLP)，17种是脂肪酸(FA)，2种是鞘磷脂(SM)，37种是酰基甘油[31种甘油三酯(TG)和6种甘油二酯(DG)]。与HC组相比，粘膜层中的20种物质明显更丰富，而IBS-D组中的其他77种物质明显减少。层次聚类热图也显示了两组间主要代谢物的变化模式。在IBS-D组中13个GLPs、2个SMs、4个DGs和1个氨基酸更丰富，其他下调的差异代谢物包括17个脂肪酸、26个甘油酸、33个酰基甘油和1个氨基酸。从脂质分类的角度，在IBS-D患者中，差异代谢产物中的17种脂肪酸均下调，且均属于中链和长链脂肪酸(C6及更长)。

 

3、通路富集分析

使用KEGG途径富集分析来预测基于这97个鉴定的差异代谢物的代谢途径。如表中所示1和图。3与HC组相比，在10个途径中，4个被确定为在IBS-D组中表现最突出:不饱和脂肪酸的生物合成、亚油酸代谢、α-亚麻酸代谢和脂肪酸生物合成。

 

4、中长链脂肪酸代谢物的原位质谱成像分析

通过进一步分析差异代谢物及其代谢途径，发现在17种中链和长链脂肪酸中，6种脂肪酸[亚油酸(LA)、花生四烯酸(AA)、α-亚麻酸(ALA)、二十二碳五烯酸(DPA)、9-氧代-壬酸和Traumatin]在IBS-D患者中下调。LA、AA、ALA、DPA都是多不饱和脂肪酸(PUFAs)。DESI-MSI扫描可以显示这些脂肪酸在结肠粘膜中的空间分布，结果发现，与IBS-D组相比，HC组的这些脂肪酸在粘膜中分布均匀，丰度较高。

 

06研究结论

本研究首次尝试用DESI-MSI技术鉴定IBS的结肠粘膜代谢物。研究结果表明，IBS-D患者和健康对照之间的粘膜代谢谱存在显著差异。在这项研究中，IBS的特点是中链和长链脂肪酸的下调，如几种多不饱和脂肪酸。这些脂质种类与疼痛敏感性和炎症过程的调节有关。异常的脂代谢可能参与了IBS的病理生理过程，并可能为IBS提供一个新的治疗靶点。

 

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