早产儿视网膜病变的生物标记分子及其代谢途径研究

Retinopathy of prematurity (ROP) is a leading cause of childhood blindness and shows an increasing trend of morbidity, especially in developing countries including China. It is unknown what was mostly attribute to ROP though environmental factors were proposed to cause the disease. Our previous study showed that ROP cases could be grouped out of the health controls by PCA on the base of metabolomic data, suggested sensitivity and reliability of the metabolomics. Retinoid and triacylglycerol, as potential biomarkers, were found to be higher in ROP patients than health controls. We proposed that gene expresses were regulated by some environmental elements, resulting in alterations of corresponding metabolic pathways which could be reflected by the metabolite profiling. In the present project, we will combine animal model with clinics and modern omics with molecular biological methods to investigate ROP mechanisms. Metabolomic components of ROP patients will be compared in parallel with those of oxygen-induced retinopathy (OIR) animals. In conclusion, our study will illustrate the biological mechanisms of ROP development in term of systems biology and present some biomarkers to simplify the clinical diagnosis of ROP.

早产儿视网膜病变（ROP）是儿童致盲的主要原因之一，发病率在我国呈持续上升的趋势。ROP发病原因非常复杂，目前认为环境因素起主导作用，但机制尚无定论。我们前期代谢组研究发现：即使早期ROP与健康对照也有显著差异，显示代谢组方法具有高度的灵敏性和可靠性；检测到retinoid和triacylglycerol在ROP稳定高于对照，有望作为生物标记。究其原因：环境因素调节基因表达，导致相关代谢通路改变，表现为代谢组成分的差异。本项目紧密结合动物实验与临床诊断、现代组学与传统分子生物学，探讨ROP机制：平行比较ROP患儿和氧诱导视网膜病变（OIR）模型的代谢组成分；基于动物模型的比较代谢组信息推测ROP生物标记分子的代谢途径。我们的研究从系统生物学的角度解析ROP发生发展的生物学机制，在应用上为临床诊断提供简单易行的可靠方法。

早产儿视网膜病变（ROP）是早产儿童致盲的主要原因之一，发病率在我国呈持续上升的趋势。ROP发病原因非常复杂，目前认为环境因素起主导作用，但机制尚无定论。.在本项目的支持下，我们按计划开展了临床血样和动物模型血样的代谢组研究。收集临床样本的时间跨度覆盖了整个项目的执行期。与此同时，我们设计了一套连续监测氧箱氧浓度的设备，基于此设备获得了可靠的OIR动物模型。人和动物样本经过预处理之后，在GC-TOF/MS系统进行分离和检测，获得代谢组数据。在XploreMET平台对数据进行聚类和统计。.临床样本按疾病的严重程度和发病区域分成五组（对照、ZIIIS1、ZIIIS2、ZIIS1、ZIIS2），动物样本分成四组（高氧与正常氧浓度，分别在P12和P17取样）。结果显示，所有样本按照处理过程的差异完整分离。在动物样本，筛选到三条与OIR相关的代谢通路，以及六个与OIR相关的小分子。这些通路和生物标记在临床样本中的ROP发生程度，具有极高的重合度，即三条相同的代谢通路和更多的生物标记分子（包含在动物的六个小分子）。已投稿论文（动物）一篇，正在撰写论文（临床）一篇。.我们从代谢通路和产物的角度证实了OIR与ROP相似性以及OIR模型的有效性。在通过生物标记进行临床筛查ROP的研究中，我们的结果向前推进了一大步。