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)。

利用核磁共振分析死后代谢产物变化,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间隔通常执行得最频繁,因此可以认为是最重要的。PMI的测定方法有几种:身体的物理变化(包括体温、肌肉僵硬度、体质);DNA降解;法医昆虫学;碳年代测定法。通过分析身体的物理变化,可以在人死后数小时内给出准确可靠的PMI计算结果,而其他技术在人死后数周至数年内最为准确。目前还没有方法可以提供准确可靠的PMI数据;从几个小时到几个星期。

代谢组学显示PMI估计的前景
最近,代谢组学有望填补PMI估计中的这一空白。该技术可以分析有机体中一个系统的全部组成部分,从而可以监测体液中代谢产物的死后变化。理想情况下,这些变化会在死后一段相对较长的时间内线性发生,以便获得准确和可靠的数据。因此,研究正在进行中,以确定最合适的体液中最有前途的代谢物,以满足这些要求。

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学临床局的一组研究人员开始确定这些眼液在人类PMI估计方面是否也显示出希望,并确定最有希望的代谢物用于这种分析的生物标记物。
使用Bruker Avance III NMR光谱仪鉴定代谢物生物标记物
研究小组从不同PMIs的人体尸体上采集血液、AH和VH,并对这些样本进行处理,获得血浆、AH的无蛋白提取物和VH的无脂提取物。利用Bruker Biospin Avance III HD 700mhz核磁共振仪对这些样品进行定性代谢组学分析。

从这些数据中,三个样本共鉴定出42个代谢物。在这组样本中,6个样本与PMI在所有体液中显示出强烈的正线性相关: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。

多重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正相关最强的代谢物为AH的肌酸、胆碱和甜菜碱,VH的肌酸和甜菜碱。这2-3个生物标志物的结合能够显著减少PMI评估中的错误。有趣的是,没有发现使用三种以上的代谢物会影响进一步提高PMI估计的准确性。

总结
本研究证实了动物数据,与血浆相比,解剖分离的液体更适合于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,虽然VH数据更准确,但AH更容易准备,污染的几率更低。

由于多种代谢物(次黄嘌呤、胆碱、肌酸、甜菜碱、谷氨酸和甘氨酸)与PMI呈线性正相关,作者建议在进行这种分析时应该使用其中几种生物标志物,以提高准确性、可靠性,并减少PMI估计的误差。

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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.