应用须知-磁共振

核磁共振分析代谢产物的死后变化

法医学是法院的一个关键工具;它提供了科学证据,对定罪或无罪释放至关重要。它可以提供的证据包括指纹识别、DNA分析、血迹模式分析、死亡时间或尸检间隔(PMI)。

通过核磁共振分析死后代谢物的变化可以提供准确可靠的死亡时间

法医学是法院的一个关键工具;它提供了科学证据,对定罪或无罪释放至关重要。它可以提供的证据包括指纹识别、DNA分析、血迹模式分析、死亡时间或尸检间隔(PMI)。
在这些技术中,PMI间期通常是最经常进行的,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、肌肉僵硬和血瘀)DNA降解;法医昆虫学;碳年代测定。分析尸体的物理变化可以在死后数小时内提供准确可靠的PMI计算,而其他技术在死后数周至数年内最为准确。目前还没有任何方法可以提供贝特时期准确可靠的PMI数据从几个小时到几个星期。

代谢组学显示了PMI估计的前景
最近,代谢组学显示有希望填补PMI估计中的这一空白。该技术可以分析生物体内系统的整个组成部分,允许监测体液中代谢物的死后变化。理想情况下,这些变化将在死亡后相当长的一段时间内线性发生,以获得准确和可靠的结果因此,研究正在进行中,以确定最适合的体液中最有希望的代谢物,满足这些要求。

许多初步研究已经确定了一系列体液的代谢变化,但最近对动物模型的研究表明,眼液、房水(AH)和玻璃体房(VH)对PMI评估最为有利。与其他体液(如血液)相比,这些体液在解剖学上是隔离的,因此代谢物的变化较慢,使得测量更加可靠。

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是否在人类PMI评估中也显示出前景,并确定最有希望的代谢物作为该分析的生物标记物。
使用Bruker Avance III NMR光谱仪鉴定代谢物生物标记物
该团队从不同PMI的人类尸体上采集血液、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。通过核磁共振(NMR)对这些样本进行定性代谢组学分析使用Bruker Biospin Avance III HD 700 MHz核磁共振谱仪。

根据这些数据,在所有三个样本中共鉴定出42种代谢物。在这组样本中,有六种与所有体液的PMI呈强正线性相关:次黄嘌呤、胆碱、肌酸、甜菜碱、谷氨酸和甘氨酸。

与血液相比,AH和VH中的代谢物浓度变化更慢、更平稳,因为血液中的代谢物浓度更随意。这些数据支持先前动物研究的代谢组学分析,因此得出结论,AH和VH更适合PMI。
在两种眼液中,在VH中发现PMI和代谢物浓度之间存在最强的正线性相关性。这种趋势被认为是因为VH比AH具有更高的粘度,并且与血管系统更隔离。然而,AH取样过程中血液污染的风险较低,减少了实验误差的风险,样品制备更为简单,因为它含有极低水平的蛋白质和脂质。

多生物标志物分析提高了PMI估计的准确性
迄今为止,该领域的大多数研究出版物都集中于使用一种代谢物作为PMI估计的生物标志物。然而,这项研究确定了六种代谢物,它们有可能用作PMI生物标记物。因此,研究人员还使用多种代谢物进行代谢组学分析。
与PMI呈最强正相关的代谢物是AH的肌酸、胆碱和甜菜碱,VH的肌酸和甜菜碱。这2-3种生物标记物的组合能够显著减少PMI评估中的误差。有趣的是,使用三种以上的代谢物没有发现对进一步的IMI产生影响证明PMI估计的准确性。

总结
这项研究证实了动物数据,表明与血浆相比,解剖分离的液体更适合于PMI估计,因为代谢变化更慢、更平稳。AH和VH都提供了准确可靠的信息,虽然VH数据更准确,但AH更容易以较低的成本制备r污染的可能性。

由于几种代谢物(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,作者建议在进行该分析时应使用其中的几种生物标记物,以提高PMI估计的准确性、可靠性和最小化误差。

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工具书类
1.Zelentsova,E.,A.,等人(2020年)。人血清、房水和玻璃体房代谢组学特征的死后变化。代谢组学。https://doi.org/10.1007/s11306-020-01700-3.