应用笔记 - 磁共振

NMR分析代谢物的后验尸变化

法医科学是法院的关键工具;它提供了科学证据,这可能对实现定罪或禁止来说至关重要。它可以提供的证据包括指纹鉴定,DNA分析,血液染色模式分析和死亡时间或验尸间隔(PMI)。

通过核磁共振分析代谢产物的死后变化提供准确可靠的死亡时间

法医科学是法院的关键工具;它提供了科学证据,这可能对实现定罪或禁止来说至关重要。它可以提供的证据包括指纹鉴定,DNA分析,血液染色模式分析和死亡时间或验尸间隔(PMI)。
在这些技术中,通常最常执行PMI间隔,因此可以认为是最重要的。有几种方法用于测定PMI:身体的物理变化(包括体温、肌肉僵硬和体质);DNA降解;法医昆虫学;碳年代测定法。通过分析身体的变化,可以准确可靠地计算出死后数小时内的PMI,而其他技术在死后数周到数年的时间内最为准确。目前还没有一种方法可以提供这期间的准确可靠的PMI数据;从几个小时到几个星期。

代谢组学显示了PMI估算的前景
最近,代谢组学有希望填补PMI估计的这一空白。该技术可以分析一个有机体系统的整个组成部分,从而监测体液中代谢产物的死后变化。理想情况下,为了获得准确可靠的数据,这些变化应在死亡后相对较长一段时间内呈线性发生。因此,研究正在进行中,以确定最合适的体液中最有希望的代谢产物,以满足这些要求。

许多初始研究已经确定了一系列体液中的代谢变化,但是对动物模型的最新作品表明,眼液,幽默(AH)和玻璃体幽默(VH)最有利于PMI评估。与其他体液(例如血液)相比,这些流体被解剖学分离,因此对代谢物变得更慢,使测量更可靠。

最近,国际断层扫描中心和俄罗斯新西伯利亚地区法医临床局的一组研究人员开始确定这些眼液在人类PMI评估中是否也显示出前景,并确定最有希望用于该分析的生物标志物代谢物。
使用Bruker Avance III NMR光谱仪鉴定代谢物生物标志物
研究小组在不同的PMIs上采集了人类尸体的血液、AH和VH,并对这些样本进行处理,以获得血浆、AH的无蛋白提取物和VH的无脂提取物。使用Bruker Biospin Avance III HD 700mhz NMR谱仪,通过核磁共振(NMR)对这些样品进行定性代谢组学分析。

从这些数据中,在所有三个样本中共鉴定出42个代谢物。在这组样本中,有6个样本在所有体液中显示出与PMI的强烈正线性相关:次黄嘌呤、胆碱、肌酸、甜菜碱、谷氨酸和甘氨酸。

与血液相比,代谢物浓度的变化在AH和VH中较慢,更平滑,其中代谢物浓度更加随意。这些数据支持先前动物研究的代谢分析,因此,得出结论,αH和VH更适合PMI。
在两个眼液中,在VH中发现了PMI和代谢物浓度之间的最强的正线性相关性。认为这种趋势是因为VH具有更高的粘度,并且与血管系统中的粘度更多。然而,在AH采样期间血液污染的风险较低,降低了实验误差的风险,并且样品制备更加直接,因为它含有非常低的蛋白质和脂质。

多生物标志物分析提高PMI估计的准确性
迄今为止,该地区大多数研究出版物都集中在使用一个代谢物作为PMI估计的生物标志物。然而,本研究确定了六种代谢物,其具有用作PMI生物标志物的可能性。因此,研究人员还使用多种代谢物进行代谢组分。
与PMI正相关最强的代谢产物为AH的肌酸、胆碱和甜菜碱,VH的肌酸和甜菜碱。这2-3个生物标志物的组合能够显著减少PMI评估中的错误。有趣的是,没有发现使用超过三种代谢物会进一步提高PMI估计的准确性。

概括
这项研究证实了动物数据,表明解剖分离的液体比血浆更适合于PMI的估计,因为其代谢变化更缓慢、更平稳。AH和VH都提供准确可靠的信息,VH数据更准确,AH更容易准备,污染的机会更低。

由于一些代谢物(次黄嘌呤、胆碱、肌酸、甜菜碱、谷氨酸和甘氨酸)与PMI呈正线性相关,作者建议在进行分析时使用这些生物标志物,以提高PMI估计的准确性、可靠性和最小化误差。

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参考
1. Zelentova,E.,A.等人。(2020)。人体血清,幽默和玻璃幽默性幽默性血管谱的后验尸变化。代谢组学。https://doi.org/10.1007/S11306-020-01700-3。