血漿脂質バイオマーカー解析により、血管性痴呆における脂質の変化が明らかになった

Plasma lipidomic biomarker analysis reveals distinct lipid changes in vascular dementia.

• Yue Liu
• Daniel K Y Chan
• Anbupalam Thalamuthu
• Wei Wen
• Jiyang Jiang
• Matthew Paradise
• Teresa Lee
• John Crawford
• Matthew Wai Kin Wong
• Ying Hua Xu
• Anne Poljak
• Russell Pickford
• Perminder S Sachdev
• Nady Braidy

抄録

血管性認知症（VaD）は、様々な脳血管障害に起因する複雑な神経認知障害である。脂質代謝がこの疾患の病態に関与していることが多くの研究で明らかにされている。我々は、VaDの信頼性の高い脂質バイオマーカーを同定することを期待して、VaDの血漿脂質プロファイルを調べた。脂質は単相1-ブタノール/メタノールで抽出し、液体クロマトグラフ質量分析法（LC-MS/MS）を用いて非標的分析を行った。一変量分散分析を用いて、VaD群と対照群の間の脂質クラスおよび個々の脂質の違いを調べた。Older Australian Twins Study（OATS）の161人の被験者の独立サンプルにおいて、一般化線形モデル（Glmnet）の弾性ネットペナルティとランダムフォレストを脂質レベルに適用して、サンプルを血管性認知障害群と対照群にサブカテゴリー分けした。セラミド（Cer）、コレステロールエステル（ChE）、リン脂質のクラスに属するほとんどの脂質はVaD血漿中で有意に低く、グリセリドは対照群と比較して高かった。ChE、Cerおよび2つの脂質クラスを合わせたレベルは、80%以上の精度でVaDをコントロールから識別する上で最高の精度を達成しました。脂質レベルによって予測されたOATSサンプルのVaDの可能性が高いグループは、ほとんどの認知領域、特に注意力と処理速度、および実行機能において対照群と比較して大きな障害を示したが、白質肥大とDTIの測定値に差はなかった。結論として、血漿脂質レベル、特にCerとChEはVaDでは異常であり、健康な対照群との鑑別に役立つ可能性がある。これらの違いの基礎を理解することで、VaDの病態生物学の洞察が得られるかもしれません。

Vascular dementia (VaD) is a complex neurocognitive disorder secondary to a variety of cerebrovascular lesions. Numerous studies have shown that lipid metabolism is involved in the pathobiology of the disease. We examined the plasma lipid profiles in VaD, with the expectation of identifying reliable lipid biomarkers for VaD. 49 VaD patients and 48 healthy controls were recruited from Bankstown-Lidcombe Hospital in Sydney, Australia. Lipids were extracted by single phase 1-butanol/methanol, and untargeted analysis was performed by liquid chromatography coupled-mass spectrometry (LC-MS/MS). Univariate analysis of variance was used to examine the differences in lipid classes and individual lipids between VaD and control groups. In an independent sample of 161 subjects from the Older Australian Twins Study (OATS), elastic net penalization for the generalized linear model (Glmnet) and Random Forest were applied to the lipid levels to subcategorise the sample into vascular cognitive impairment and controls. Most lipids belonging to the classes of ceramides (Cer), cholesterol esters (ChE) and phospholipids were significantly lower in VaD plasma, while glycerides were elevated compared to controls. Levels of ChE, Cer and the two lipid classes together achieved the best accuracy in discriminating VaD from controls, with more than 80% accuracy. The probable VaD group in the OATS sample predicted by the lipid levels showed greater impairment in most cognitive domains, especially attention and processing speed and executive function from controls but did not differ in white matter hyperintensities and DTI measures. As a conclusion, plasma lipids levels, in particular Cer and ChE, are abnormal in VaD and may help discriminate them from healthy controls. Understanding the basis of these differences may provide insights into the pathobiology of VaD.

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