Ziel der Studie ist der Einsatz von ultraeffizienter Flüssigchromatographie-Quadrupol-Elektrostatischer Orbitrap-Massenspektrometrie (UPLC-Q-Exactive Orbitrap-MS), um die metabolomischen Merkmale von Thrombozyten bei Ratten mit Blut-Stauungs-Syndrom (BSS) bei koronarer Herzkrankheit (CHD) zu untersuchen, potenzielle Biomarker und Informationen zu Stoffwechselwegen zu identifizieren und die Mechanismen der Verbindung zwischen Thrombozytenstoffwechselstörung und Myokardschädigung zu klären. 12 Ratten wurden zufällig in eine Normal- und eine Modellgruppe eingeteilt. Das CHD-BSS-Modell wurde durch kontinuierliche fettreiche Ernährung, mehrfache Verabreichung von Vitamin D₃ per Magengavage und subkutane Injektionen von Isoprenalin erstellt. Veränderungen im Standard-II-EKG sowie pathologische Veränderungen im Herzmuskelgewebe wurden beobachtet, um die Myokardschädigung der Modellgruppe zu bewerten. Nach der Vorverarbeitung der nicht-zielgerichteten metabolomischen Daten der Thrombozytenproben wurden multivariate statistische Analysen und Differenzselektionen durchgeführt. Durch Hauptkomponentenanalyse (PCA) wurde die Trennung der metabolischen Profile zwischen den Proben bestätigt, anschließend wurde ein orthogonales partielles kleinste Quadrate-Discriminant-Analyse-Modell (OPLS-DA) erstellt und potenzielle differenzielle Metaboliten anhand der Modellparameter ausgewählt. Durch zusätzliche Filterung basierend auf Expressionsänderungen der Metaboliten wurde eine sekundäre Auswahl getroffen und schließlich signifikant unterschiedliche Metaboliten zwischen den Gruppen bestimmt. Darauf basierend erfolgte eine Anreicherungsanalyse der Stoffwechselwege und abschließend wurden potenzielle thrombozytenspezifische Biomarker anhand von Receiver Operating Characteristic (ROC)-Kurven identifiziert. Im Vergleich zur Kontrollgruppe zeigte die Modellgruppe eine deutliche Hebung des J-Punkts und eine Erhöhung des S-T-Segments um 0,1 mV im EKG; das Myokardgewebe wies pathologische Veränderungen wie faserige Lockerung und Zellvakuolisierung auf; es wurden 370 differenzielle Metaboliten mit gestörtem Niveau festgestellt, welche Purinstoffwechsel, Arachidonsäurestoffwechsel, oxidative Phosphorylierung, AMPK-Signalwege und weitere 8 signifikant angereicherte Stoffwechselwege betrafen. Die Gehaltsunterschiede von 9 differenziellen Metaboliten, die diesen Stoffwechselwegen zugeordnet sind, waren statistisch signifikant. Die ROC-Analyse zeigte eine Fläche unter der Kurve (AUC) von 0,8 bei den charakteristischen Metaboliten, wobei vier Metaboliten (1-Phosphat-Dihydrosphingosin, 1-Phosphatsphingosin, 12-Keton-Leukotrien B₄ und 14,15-Dihydroxyeicosatrienoat) eine AUC von 1,0 erreichten und als potenzielle Biomarker dienen können. Fazit: Die metabolischen Merkmale der Thrombozyten in CHD-BSS-Ratten sind signifikant verändert, und die ausgewählten potenziellen Biomarker weisen eine gute diagnostische Leistungsfähigkeit auf. Die durch diese metabolischen Veränderungen vermittelten Entzündungsreaktionen, Thrombosen und gestörten Energiestoffwechsel sind wichtige Mechanismen der abnormalen Thrombozytenaktivierung und tragen zur Myokardschädigung bei. Die Metabolomik der Thrombozyten bietet neue Perspektiven für die Biomarkerauswahl und Erforschung der pathologischen Mechanismen von CHD-BSS.

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