血漿中メタボロームプロファイリングは、二尖性大動脈弁疾患と上行性大動脈拡張と抗酸化力の低下を関連付ける

Plasma Metabolomic Profiling Associates Bicuspid Aortic Valve Disease and Ascending Aortic Dilation with a Decrease in Antioxidant Capacity.

• Neus Martínez-Micaelo
• Carme Ligero
• Borja Antequera-González
• Alexandra Junza
• Oscar Yanes
• Josep M Alegret

抄録

背景:

二尖性大動脈弁（BAV）は最も一般的な心臓の先天性疾患であり、致命的な結果をもたらす上行大動脈拡張症のリスクの増加と関連しています。現在のところ、BAVの診断と予後を容易にするための確立されたリスクバイオマーカーは存在しない。

BACKGROUND: The bicuspid aortic valve (BAV) is the most common cardiac congenital disease and is associated with an increased risk of developing ascending aorta dilation; which can have fatal consequences. Currently; no established risk biomarkers exist to facilitate the diagnosis and prognosis of BAV.

方法:

アンターゲットメタボロームアプローチを用いて、血漿サンプル中の代謝物のレベルを同定し、大動脈弁の二尖形または三尖形の形態に応じて比較しました。上行大動脈拡張および/または大動脈弁狭窄症（=212）を有する患者を含め、BAV疾患におけるα-トコフェロールの役割を分析しました。BAVの病態生理学的特徴、炎症、酸化ストレス、内皮損傷に関連するバイオマーカー、およびα-トコフェロールの機能性と代謝に関連する特徴との関連を考慮しました。

METHODS: Using an untargeted metabolomic approach; we identified the levels of metabolites in plasma samples and compared them depending on the bicuspid or tricuspid morphology of the aortic valve. Including those patients with ascending aortic dilation and/or aortic stenosis ( = 212), we analyzed the role possibly played by alpha-Tocopherol in BAV disease; considering its association with the pathophysiological characteristics of BAV and biomarkers related to inflammation, oxidative stress and endothelial damage, as well as characteristics related to alpha-Tocopherol functionality and metabolism.

結果:

我々は、BAV患者（特に上行大動脈拡張症を有する患者）では、α-トコフェロール、パラオキソナーゼ1、高密度リポ蛋白（HDL）の血漿中濃度の低下、炎症のバイオマーカーであるCRP（CRP）および内皮微小粒子（EMP）の増加によって決定される抗酸化能が低下していることを発見した。ランダムフォレスト解析を適用して、大動脈弁の形態に応じて患者を分類するためのα-トコフェロール、CRPおよびEMPのスクリーニング能力を評価した。

RESULTS: We found that BAV patients; especially those with ascending aortic dilation; presented lower antioxidant capacity; as determined by decreased plasma levels of alpha-Tocopherol; paraoxonase 1 and high-density lipoprotein (HDL), as well as increased levels of C-reactive protein (CRP; a biomarker of inflammation) and endothelial microparticles (EMPs; an endothelial damage biomarker). By applying random forest analyses; we evaluated the significant screening capacity of alpha-Tocopherol; CRP and EMPs to classify patients depending on the morphology of the aortic valve.

DISCUSSION:

我々の所見は、BAVの発症と大動脈拡張の進行における抗酸化能の低下、炎症と内皮損傷の増加の役割を支持するものである。さらに、α-トコフェロール、CRP、EMPの血漿中濃度を測定することで、大規模な集団におけるBAVの診断を改善できる可能性がある。

DISCUSSION: Our findings support the role of decreased antioxidant capacity; increased inflammation and endothelial damage in the pathogenesis of BAV and the progression of aortic dilation. Moreover; determining the plasma levels of alpha-Tocopherol; CRP and EMPs could improve BAV diagnosis in large populations.