深度盘点:一文回顾2020年心血管领域组学研究进展

来源: 上海中科新生命生物科技有限公司   2021-1-15   访问量:662评论(0)

总体来看,我国心血管患病率及死亡率(已超过癌症死亡人数2倍)仍处于上升阶段,截止2020年,我国心血管患病人数已超过2.9亿。心血管疾病相关住院总费用也在快速增加,导致我国心血管病负担日益加重,已成为重大的公共卫生问题,防治心血管病刻不容缓。

值得欣慰的是,2020年心血管领域研究硕果累累,屡屡登上CNS顶刊,取得重大突破。

中科新生命学术团队系统整理了组学相关研究成果,为大家解决以下问题:

· 文章投稿如何选择更易被接收?

· 重磅文献简读,迅速熟悉顶刊套路。

· 如何选择合适组学助力课题研究?

· 蛋白组学

据不完全统计,2020年心血管领域涉及蛋白组学文章,共发表4509篇,小编对文章影响因子(IF)分布和期刊发表量(Top10)进行整理,具体如下:


代谢组学

据不完全统计,2020年心血管领域涉及代谢组学文章,共发表2290篇,小编对文章影响因子(IF)分布和期刊发表量(Top10)进行整理,具体如下:

脂质组学

据不完全统计,2020年心血管领域涉及脂质组学文章,共发表450篇,小编对文章影响因子(IF)分布和期刊发表量(Top10)进行整理,具体如下:

重磅文献简读

文献1:The Mediterranean diet, plasma metabolome, and cardiovascular disease risk

发表期刊:European Heart Journal,IF=22.673

组学技术:代谢组学,全基因组关联分析(GWAS)

实验材料:人血浆样本

该研究利用代谢组学技术、全基因组关联分析技术对西班牙和三个美国受试者研究队列,通过发现+验证队列的研究策略,确定了可评估地中海饮食依从性和代谢反应的代谢特征,并有助于预测未来CVD的风险。未来进一步分析代谢特征和代谢物生物学途径,可提高人们对饮食影响健康的生物学机制的认识和理解。代谢组学技术是评估饮食依从性和代谢反应的客观、更全面的工具,根据对饮食反应和疾病风险对个体进行分层,从而促进更有效、个性化的饮食干预方法。

文献2:Extreme Acetylation of the Cardiac Mitochondrial Proteome Does Not Promote Heart Failure

发表期刊:Circulation Research,IF=14.5

组学技术:TMT乙酰化修饰蛋白组分析,TMT蛋白组分析

实验材料:小鼠双心室心肌组织

该文章通过条件性双敲除CrAT、Sirt3使心肌线粒体蛋白达到极度乙酰化状态(通过乙酰化蛋白组学分析证实),而双敲小鼠系(DKO)的线粒体能量流,包括底物特异性脱氢酶活性、呼吸反应、氧化还原电荷、线粒体膜电位等,却很少发现有氧化功能不足的证据。DKO小鼠系心脏也没有引发或更易受到主动脉缩窄引起的压力超负荷带来的功能障碍影响。因此,这一发现打破了“高度度乙酰化会引起线粒体氧化机制的广泛破坏,从而威胁心肌代谢弹性”的假说。

文献3:Long-Term Changes in Gut Microbial Metabolite Trimethylamine N-Oxide and Coronary Heart Disease Risk

发表期刊:Journal of the American College of Cardiology,IF=20.589

组学技术:靶向代谢组学

实验材料:人血液样本

本研究采用前瞻性巢式病例对照研究,纳入760名健康妇女,利用基于质谱的靶向代谢技术评估10年的血浆TMAO变化与冠心病发生的相关性。结果显示,TMAO的长期升高与CHD危险性增高有关,10年以上反复测定TMAO可提高冠心病高危人群的识别率。而饮食习惯可能会改变TMAO与冠心病风险的关系。

文献4:Type V Collagen in Scar Tissue Regulates the Size of Scar after Heart Injury

发表期刊:CELL,IF=38.637

组学技术:转录组学,蛋白组学,单细胞测序

实验材料:小鼠缺血性心脏损伤后3, 7, 14, 21, 和42天的心脏疤痕组织

该研究从心脏损伤瘢痕组织转录组与蛋白组变化入手,挖掘到关键调控因子Col V,后续通过对基因敲除细胞和动物模型影像学,生物力学以及药物抑制实验详细阐述了Col V在调节瘢痕大小中的分子机理。本文的研究成果为心肌梗死后续临床恢复治疗提供了理论依据,也为Col V基因突变引起的遗传疾病治疗提供了新的思路。

文献5:The P2RY12 receptor promotes VSMC-derived foam cell formation by inhibiting autophagy in advanced atherosclerosis(客户文章)

发表期刊:Autophagy,IF=9.77

组学技术:磷酸化蛋白组学

实验材料:人颈动脉斑块、apoe-/-小鼠主动脉斑块(动脉粥样硬化模型)、血管平滑肌细胞等

该研究从动脉粥样硬化治疗新靶点—P2RY12受体出发,先通过对患者治疗、动物模型试验确认该受体抑制剂的疗效。随后,在细胞水平(体外试验),结合分子生物学与磷酸化蛋白质组学等方法,解析了P2RY12受体活化后通过PI3K/AKT信号途径促进自噬关键分子mTOR磷酸化,抑制VSMCs来源的泡沫细胞自噬,阻止细胞内脂滴降解促进其泡沫化,最终导致斑块脂质核心变大和斑块进展。最后,回到动物水平(体内试验)验证了该信号通路介导自噬的机制。

文献6:Intestinal Flora Modulates Blood Pressure by Regulating the Synthesis of Intestinal-Derived Corticosterone in High Salt-Induced Hypertension(客户文章)

发表期刊:Circulation Research,IF=14.467

组学技术:16s测序、代谢组学

实验材料:Wistar雄性大鼠、C57BL/6小鼠 粪便、结肠组织;高血压患者粪便

该研究采用16S+ qPCR+高分辨代谢组+qRT-PCR研究了肠道菌群介导高盐饮食诱导高血压产生的机制。研究结果表明高盐饮食通过改变肠道菌群的组成及代谢,减少脆弱拟杆菌(Bacteroides),从而提升皮质酮水平以促进高血压。B.fragilis及其代谢产物AA可预防HSD的不良反应。这一研究丰富了对肠道菌群功能及其对高血压的影响的认识。

文献7:A Cardiovascular Disease-Linked Gut Microbial Metabolite Acts via Adrenergic Receptors

发表期刊:CELL,IF=38.637

组学技术:代谢组学(非靶向+靶向)

实验材料:患者 血浆样本

该研究对1162名受试者使用非靶向代谢组学方法, 发现了血浆代谢物(m/z = 265.1188)苯乙酰谷氨酰胺(PAGln),并在独立队列(n= 4,000名受试者)中发现其与心血管疾病(CVD)和重大不良心血管事件(心肌梗塞,中风或死亡)相关。在全血、分离的血小板和动脉损伤动物模型中验证发现:肠道菌群衍生代谢物PAGln可增强血小板活化相关的表型和促进血栓形成。进一步对人类共生菌的功能和基因研究以及对无菌小鼠进行微生物定植的研究,结果表明微生物porA基因有利于食物中的苯丙氨酸转化为苯乙酸,随后宿主产生PAGln和苯乙酰基甘氨酸(PAGly)可促进培养血小板的反应性和血栓形成。使用遗传和药理学方法进行的功能获得和功能丧失研究均表明,PAGln通过G蛋白偶联受体(包括α2A,α2B和β2-肾上腺素受体)介导细胞事件,因此,PAGln是一种促进CVD新的肠道菌群依赖性代谢产物,该代谢产物通过肾上腺素受体传递信号。

文献8:Development and Validation of a Ceramide- and Phospholipid-based Cardiovascular Risk Estimation Score for Coronary Artery Disease Patients

发表期刊:European Heart Journal,IF=22.673

组学技术:靶向代谢组学

实验材料:人血浆和血清样本

该研究中作者利用靶向分析技术,发现有多种神经酰胺和磷脂酰胆碱与心血管疾病发生存在较强相关性。接着,作者将这些分子联合为CERT2评分法,在WECAC、LIPID和KAROLA三个大队列人群中都有很好的心血管事件预后效果,CERT2和CERT2-TnT评分法可以有效的对心血管疾病风险做出风险分级,为临床诊断、疾病预后做出准确判断提供良好的依据和指导。

文献9:Comprehensive quantification of fuel use by the failing and nonfailing human heart

发表期刊:Science,IF=41.8

组学技术:代谢组学

实验材料:心衰和非心衰患者的桡动脉、冠状窦和股静脉血液样本

该研究通过代谢组学检测110例患者禁食期间非衰竭心脏和衰竭心脏中277种循环代谢物的吸收和分泌情况。FAs是心脏主要的能量来源,酮在心脏的摄取量也非常高,尤其心衰患者摄取更多,酮的摄入被认为对心力衰竭具有保护作用。同时心衰患者心脏蛋白水解率较非心衰下更高,但具体意义还不明确。整体来说,该研究结果揭示了心脏利用血液循环中能量物质的整体情况,为理解异常的心脏代谢疾病提供了数据基础。

文献10:Core functional nodes and sex-specific pathways in human ischaemic and dilated cardiomyopathy

发表期刊:Nature Communications,IF=12.121

组学技术:蛋白组学、代谢组学

实验材料:人心脏左心室组织

该研究作者对健康人以及心肌病患者(ICM和DCM)左心室组织进行了“表型组“层面的完整分析,揭示了两种心肌病共有的或独有的一些通路和因子,新的诊断标志物和治疗靶点提供参考。作者还发现了ICM和DCM中的性别特异性分子,有助于后续研究更好探索不同性别患者心衰发生机制。此外,作者创建了蛋白质组和代谢组的资源科,为后续深入研究提供了帮助。

文献11:Comprehensive Metabolic Phenotyping Refines Cardiovascular Risk in Young Adults

发表期刊:Circulation,IF=23.603

组学技术:代谢组学

实验材料:人血液样本

该研究作者首先对2330名年轻成年人(黑人和白人)队列利用代谢组研究机体代谢轮廓的动态变化,结合不良CVD表型(心肌功能,心肺适应性,血管钙化等),揭示早期成年人与CVD疾病相关的机体代谢紊乱分子特征;然后采用弹性网络,PCA和Cox回归等统计学习算法建立CVD疾病代谢物风险评分模型;最后通过弗雷明汉心脏研究的1898名大队列进一步验证上述结果。以上结果不仅揭示CVD早期代谢紊乱机制,而且对早期诊断和预防干预措施方法的制定有重要的临床意义。



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