揭秘牛磺酸在缺血性脑卒中的保护作用:双向孟德尔随机化与 LC-MS/MS 分析的新洞察

【字体: 时间:2025年05月14日 来源:Genes & Nutrition 3.3

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  缺血性脑卒中严重威胁全球健康,防治策略亟待创新。研究人员开展了牛磺酸与缺血性脑卒中关系的研究,运用双向孟德尔随机化(MR)和 LC-MS/MS 技术,发现牛磺酸水平与脑卒中风险呈负相关,为防治提供新方向。

  缺血性脑卒中是全球范围内导致残疾和死亡的主要原因之一,给公共卫生系统和患者生活质量带来沉重负担。尽管现有急性治疗手段能改善部分患者预后,但长期的预防和治疗策略仍面临诸多挑战。牛磺酸作为一种重要的氨基磺酸,在维持细胞稳态方面发挥着多种作用,如调节钙代谢、减轻氧化应激和控制渗透平衡等,其神经保护作用也备受关注。然而,牛磺酸在缺血性脑卒中发生和发展过程中的具体作用尚不明确,此前探索牛磺酸水平与脑卒中风险关系的观察性研究,常受混杂变量和反向因果关系的限制。因此,明确牛磺酸与脑卒中风险的关系具有重要的学术和临床价值,若能证实低牛磺酸水平是缺血性脑卒中的风险因素,那么通过饮食干预或药物补充牛磺酸,可能成为预防和治疗脑卒中的有效策略。
首都医科大学附属北京安贞医院等机构的研究人员开展了相关研究,旨在探究血浆牛磺酸水平与缺血性脑卒中风险之间的因果关系。研究成果发表在《Genes & Nutrition》杂志上。

研究人员运用了两种主要关键技术方法。一是双向孟德尔随机化(MR)分析,利用来自大规模全基因组关联研究(GWAS)数据库的遗传变异作为工具变量(IVs),以减少混杂因素和反向因果关系的影响,从正反两个方向分析牛磺酸水平与缺血性脑卒中之间的因果关系。二是液相色谱 - 串联质谱(LC-MS/MS)技术,开发了一种高灵敏度的 LC-MS/MS 方法,用于定量检测缺血性脑卒中患者和健康对照者血浆中的牛磺酸水平。样本来源于 45 例缺血性脑卒中患者和 45 例健康志愿者,所有研究遵循相关伦理原则并获得参与者知情同意。

研究结果如下:

  • 牛磺酸水平对脑梗死的影响:通过严格筛选,从 GWAS 数据库中确定了牛磺酸水平的工具变量。运用五种不同的 MR 分析方法,发现牛磺酸水平与脑梗死风险呈显著负相关(IVW 分析中,β=-0.001,P=0.0085;最大似然法分析中,β=-0.001,P=0.0089 )。多种分析方法,如异质性分析、MR-Egger 回归、留一法分析和 MR-PRESSO 检验等,均表明结果可靠,不存在显著异质性、水平多效性和异常值,这凸显了牛磺酸对脑梗死的潜在保护作用。
  • 脑梗死对牛磺酸水平的影响:同样经筛选确定脑梗死的工具变量,采用五种 MR 方法分析后发现,脑梗死与牛磺酸水平之间不存在显著因果关系。各项检验结果再次证实分析的可靠性,提示牛磺酸可减轻脑梗死的影响,而脑梗死对牛磺酸水平无作用,为后续研究提供了新方向。
  • LC-MS/MS 分析结果:所开发的 LC-MS/MS 方法经验证具有良好的特异性、线性、准确性、精密度、稳定性、回收率和低基质效应。通过该方法检测发现,健康个体血浆牛磺酸平均浓度为 108.66±25.11 μmol/L,而脑梗死患者仅为 36.07±5.37 μmol/L,脑梗死患者血浆牛磺酸水平显著低于健康个体,这与 MR 分析结果相符,进一步表明牛磺酸水平降低可能是脑梗死发生的一个因素。

研究结论和讨论部分指出,本研究通过双向 MR 分析结合高灵敏度 LC-MS/MS 检测,系统地揭示了血浆牛磺酸水平与缺血性脑卒中风险之间的因果关系。研究结果表明,较高的牛磺酸水平与降低的脑卒中风险显著相关,这意味着维持充足的牛磺酸水平不仅有助于预防缺血性脑卒中,还可能在潜在的治疗策略中发挥有益作用,牛磺酸有望成为脑卒中预防和恢复的生物标志物及治疗靶点。

从机制上看,牛磺酸在神经系统疾病中具有重要作用,它可以通过多种途径发挥神经保护作用。例如,牛磺酸能稳定细胞膜、调节神经递质平衡和控制神经元兴奋性;在缺血性脑卒中模型中,补充牛磺酸可减小梗死面积、促进脑组织恢复和改善运动功能;它还能减轻氧化应激、支持线粒体功能、抑制炎症反应以及维持膜稳定性和钙稳态等,这些都有助于减轻脑卒中后的损伤并促进功能恢复。

本研究具有多方面优势,双向 MR 分析有效避免了混杂因素和反向因果关系的干扰,增强了因果推断的可靠性;利用最新全面的 GWAS 数据集选择工具变量,保证了数据的可靠性和结果的普遍性;多种 MR 方法和敏感性分析验证了研究结果的稳健性;LC-MS/MS 技术精确测量牛磺酸水平,将基因研究与临床实际紧密联系起来;整合遗传和临床数据,为缺血性脑卒中的防治策略提供了有实际意义的见解。

然而,研究也存在一些局限性。尽管采取多种策略检测和减少多效性影响,但仍无法完全排除其潜在作用;GWAS 数据集中参与者多为欧洲血统,可能限制了结果对其他人群的适用性;研究发现的效应量(β 值)相对较小,其临床实际意义还需进一步探究;MR 分析依赖遗传工具,可能面临遗传变异不足或样本量受限等问题。

总体而言,本研究为深入理解牛磺酸在缺血性脑卒中中的作用提供了重要依据,为未来个性化的脑卒中预防和治疗策略奠定了基础。后续研究可进一步扩大样本的多样性,开展随机对照试验确定牛磺酸补充剂在脑卒中防治中的临床疗效和安全性,通过机制研究深入探索牛磺酸影响缺血性脑卒中的生物学通路,从而推动该领域的发展,为改善患者预后提供更有效的方法。

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