خطوة واحدة Metabolomics : الكربوهيدرات والأحماض الأمينية والعضوية والكمية في إجراء واحد
Summary
ويقدم الأسلوب اليورياز إعداد نموذج لGC / MS تحليل الأيضات وسيط من قبل مخترعها. الأسلوب يسمح خطوة واحدة متابعة فحص حديثي الولادة عن الأخطاء التي خلقي مطياف الكتلة جنبا إلى جنب عن طريق تحديد كمية الكربوهيدرات العضوية ، والأحماض الأمينية في كل عملية واحدة.
Abstract
الآن هو فحص كل الرضع المولودين في الولايات المتحدة لمدة تصل إلى 42 الاضطرابات الوراثية النادرة يسمى "أخطاء في استقلاب خلقي". ويستند أسلوب الفرز على جنب الطيف الكتلي والكمي acylcarnitines كشاشة للacidemias العضوية والتدابير أيضا الأحماض الأمينية. جميع الدول أيضا إجراء اختبار الأنزيمية للاضطرابات مثل الكربوهيدرات جود الغالاكتوز في الدم. لأن النتائج قد تكون هناك حاجة غير محددة ، ومتابعة النتائج الإيجابية لاختبار باستخدام أسلوب أكثر تحديدا. هذا التقرير يصف "اليورياز" طريقة إعداد العينات للفحص خطأ خلقي. يتم استخدام انزيم اليورياز البلورية لإزالة اليوريا من سوائل الجسم التي تسمح معظم الدول الأخرى للذوبان في الماء لتكون الأيضات المجففة وderivatized اللوني للغاز في إجراء واحد. ومما يسهل الجفاف عن طريق التبخر في تيار النيتروجين بإضافة أسيتونتريل وكلوريد الميثيلين. ثم ، trimethylsilylation يحدث في وجود محفز trifluoroacetate triethylammonium فريدة. ويتبع الحقن الآلي واللوني التي يحركها الكمي الماكرو المخصصة من 192 الأيضات وشبه الكمي من كل مكون رئيسي باستخدام المكتبات المتخصصة الأطياف كتلة من المركبات البيولوجية derivatized TMS. ويمكن إجراء تحليل على منصة Chemstation المستخدمة على نطاق واسع باستخدام وحدات الماكرو والمكتبات المتاحة من المؤلف. في المختبر لدينا ، وقد تم تحليل عينات من أكثر من 16،000 مريض باستخدام طريقة العائد مع التشخيص من حوالي 17 ٪ — وهذا هو ، 17 ٪ من نتائج العينات تكشف النتائج التي ينبغي أن تتصرف بناء على طلب من قبل الطبيب. تدرج في هذه الأخطاء أكثر من 180 خلقي المؤكدة ، والتي لا يمكن أن حوالي 38 ٪ وقد تم تشخيص باستخدام الأساليب السابقة.
Protocol
Discussion
وقد استشهد الأسلوب اليورياز (1) 62 مرات في الأدبيات الطبية مع تعديلات مختلفة. مبسط مجموعة من ماتسوموتو (2،3) لإجراء الفرز الفائق الإنتاجية الولدان وأفادت النتائج من 16000 مريض. وأفادت Kuhara وغيرهم (4-7) استخدام الأسلوب في عدة حالات التشخيص خطأ خلقي والمتابعة. Rhead (8) وأكد أيضا فائدة طريقة للتشخيص السريري ومتابعة الأخطاء خلقي. وقد تم تطبيق الأسلوب الذي البول من الدببة ، خروج المغلوب الفئران والفيلة والخليط من ذباب الفاكهة كلها ويرقاتها (9). كما تم تحليل الثقافة من وسائل الاعلام قبل وبعد المستخفية موقع الموجه الطفرات ، دون أن يكون خطوة اليورياز (10). وقد تم تطبيق أسلوب لتقييم التغذية البشرية في طلاب الطب ، المرضى متلازمة داون وقدامى المحاربين المسنين الجنونية بعد تحميل الموضوعات مع جرعات فموية من الأحماض الأمينية التربتوفان ، وآيسولوسين ميثيونين (11). تم تقييم كل ثمانية الفيتامينات B – عن طريق قياس المنتجات انهيار ثلاث حوامض أمينية التي من بينها ، تتطلب من جميع الفيتامينات 8 في بعض نقطة في تدهورها. كانت التأثيرات السمية للمستحضرات الصيدلانية والتخفيف من حدتها من خلال مكملات فيتامين ذكرت (12). وقد تم تحليل عينات من السائل الامنيوسي الحمل متلازمة داون وطبيعية وذكرت (13-15).
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
مع التقدير والإمتنان المساعدة التقنية قادرة توماس أنتوني.
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| MSD 5975 | Agilent | GC/MS/Computer | ||
| MSD 5973 | Agilent | GC/MS/Computer | ||
| Urease | Calzyme | 116A0100 | Also Sigma C3 | |
| Stable Isotope Standards | CDN Isotopes, Isotec, Cambridge Isotope Lab | |||
| Solvents | Fisher | |||
| Analytes | Sigma, Universidad Autonoma de Madrid, Ernesto Brunet | |||
| GC Columns | J&W Scientific | 123-5026 | ||
| TEA/TFA | Fluka/Sigma | 09747 | ||
| Vials | Supelco/Sigma | Z115088/12EA | ||
| Merlin Microseal | Agilent | 5181-8815 | ||
| MSTFA | Thermal Scientific | 48913 |
References
- Shoemaker, J. D., Elliott, W. H. Automated screening of urine samples for carbohydrates, organic and amino acids after treatment with urease. J. Chromatogr. 562 (1-2), 125-138 (1991).
- Kuhara, T., Shinka, T., Inoue, Y., Ohse, M., Zhen-wei, X., Yoshida, I., Inokuchi, T., Yamaguchi, S., Takayanagi, M., Matsumoto, I. Pilot study of gas chromatographic-mass spectrometric screening of newborn urine for inborn errors of metabolism after treatment with urease. J Chromatogr B Biomed Sci Appl. 731 (1), 141-147 (1999).
- Fu, X., Iga, M., Kimura, M., Yamaguchi, S. Simplified screening for organic acidemia using GC/MS and dried urine filter paper: a study on neonatal mass screening. Early Hum Dev. 58 (1), 41-55 (2000).
- Kuhara, T., Ohdoi, C., Ohse, M. Simple gas chromatographic-mass spectrometric procedure for diagnosing pyrimidine degradation defects for prevention of severe anticancer side effects. J Chromatogr B Biomed Sci Appl. 758 (1), 61-74 (2001).
- Kuhara, T. Diagnosis of inborn errors of metabolism using filter paper urine, urease treatment, isotope dilution and gas chromatography-mass spectrometry. J Chromatogr B Biomed Sci Appl. 758, 3-25 (2001).
- Iga, M., Kimura, M., Ohura, T., Kikawa, Y., Yamaguchi, S. Rapid, simplified and sensitive method for screening fructose-1,6-diphosphatase deficiency by analyzing urinary metabolites in urease/direct preparations and gas chromatography-mass spectrometry in the selected-ion monitoring mode. J Chromatogr B Biomed Sci Appl. 746 (1), 75-82 (2000).
- Kuhara, T., Ohse, M., Ohdoi, C., Ishida, S. Differential diagnosis of homocystinuria by urease treatment, isotope dilution and gas chromatography-mass spectrometry. J Chromatogr B Biomed Sci Appl. 742 (1), 59-70 (2000).
- Young, V., Lo, S., Shoemaker, J., Thomas, A., Rhead, W. Validation and Extension of the Urease Method for Urine Organic and Amino Acid Analysis. , (2008).
- Smith, E. M., Hoi, J. T., Eissenberg, J. C., Shoemaker, J. D., Neckameyer, W. S., Ilvarsonn, A. M., Harshman, L. G., Schlegel, V. L., Zempleni, J. Feeding Drosophila a biotin-deficient diet for multiple generations increases stress resistance and lifespan and alters gene expression and histone biotinylation patterns. J Nutr. 137 (9), 2006-2012 (2007).
- Brown, S. M., Shoemaker, J. D., Lodge, J. K. The Importance of NADP+-Dependent Isocitrate Dehydrogenase in Resistance to Nitrosative Stress and the Inessentiality of Glucose-6-Phosphate Dehydrogenase for Oxidative Stress Resistance in Cryptococcus neoformans. Eukaryotic Cell. , (2010).
- Shoemaker, J. D. Nutritional Screening in Humans by Gas Chromatography-Mass Spectrometry of Urine Metabolites After Substrate Loading. , (1992).
- Baggot, P. J., Kalamarides, J. A., Shoemaker, J. D. Valproate-induced biochemical abnormalities in pregnancy corrected by vitamins: A Case Report. Epilepsia. 40 (44), 512-515 (1999).
- Baggot, P. J., Eliseo, A. J., Kalamarides, J. A., Shoemaker, J. D. A folate-dependent metabolite in amniotic fluid from pregnancies with normal or trisomy 21 chromosomes. Fetal Diagn Ther. 21 (1), 148-152 (2006).
- Baggot, P. J., Eliseo, A. J., DeNicola, N. G., Kalamarides, J. A., Shoemaker, J. D. Organic acid concentrations in amniotic fluid found in normal and Down syndrome pregnancies. Fetal Diagn Ther. 23 (3), 245-248 (2008).
- Baggot, P. J., Eliseo, A. J., DeNicola, N. G., Kalamarides, J. A., Shoemaker, J. D. Pyridoxine-related metabolite concentrations in normal and Down syndrome amniotic fluid. Fetal Diagn Ther. 23 (4), 254-257 (2008).
