Plasma metabolic markers in patients with insomnia disorder

doi:10.3969/j.issn.1673-8640.2023.05.009

Abstract

Abstract:

Objective To screen metabolic markers in the blood of patients with insomnia disorder， and to analyze the abnormal metabolic pathways. Methods Totally， 30 patients with insomnia disorder（insomnia disorder group） and 30 healthy subjects（healthy control group） from January to December 2021 at Jiading District Central Hospital of Shanghai University of Medicine and Health Sciences were enrolled. The general data were collected. Ultra performance liquid chromatography tandem mass spectrometry（UPLC-MS/MS） was used to determine plasma metabolites. Based on VIP value， fold change（FC） and P value， significantly differential metabolites were screened between insomnia disorder group and healthy control group. Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes（KEGG） enrichment pathway analysis was performed on differential metabolites. Results Totally， 1 656 metabolites were determined， and 181 differential metabolites between insomnia disorder group and healthy control group were selected. Among them， 115 metabolites were screened for positive ion mode（61 cases of up-regulation and 54 cases of down-regulation）， and the top 10 metabolites with VIP values were ethylenediaminetetraacetic acid， carnitine， N-（1-amino-3， 3-dimethyl-1-oxobutan-2-yl）-1-pentyl-1h-indole-3-formamide， [1-（cyclohexylmethyl）-1h-indole-3-carbonyl]-l-valine methyl ester， di tetracaine， glycerophosphate choline， hypoxanthine， palmitoyl serotonin， deferoxamine d2 and linolenic carnitine. The 66 metabolites（38 cases of up-regulation and 28 cases of down-regulation） were screened for negative ion mode， and the top 10 metabolites with VIP values were citrate， taurine， rhamnocitrin， uric acid， pyruvate， allantoin， 3'， 5'-cyclic inosine monophosphate， D-lactic acid，（+） - 6-aminopenicillanic acid and oleic acid. The enrichment analysis of KEGG pathway showed that the differential metabolites were involved in the central carbon metabolism of cancer， ATP-binding cassette transporter and protein digestion and absorption. Conclusions Screening out representative metabolites and metabolic pathways in patients with insomnia disorder can provide potential targets for the diagnosis and treatment of insomnia disorder.

Key words: Metabolite, Metabolomics, Ultra performance liquid chromatography tandem mass spectrometry, Insomnia disorder

CLC Number:

R446.1

XU Weixin, CHEN Qing, DU Wenyong, GAO Yan. Plasma metabolic markers in patients with insomnia disorder[J]. Laboratory Medicine, 2023, 38(5): 454-459.

Figures/Tables 6

References 11

[1]	FASIELLO E, GORGONI M, SCARPELLI S, et al. Functional connectivity changes in insomnia disorder:a systematic review[J]. Sleep Med Rev, 2022, 61:101569. DOI URL
[2]	WICKWIRE E M, SHAYA F T, SCHARF S M. Health economics of insomnia treatments:the return on investment for a good night's sleep[J]. Sleep Med Rev, 2016, 30:72-82. DOI URL
[3]	陈春芳. 中医药治疗失眠临床研究进展[J]. 中医药临床杂志, 2019, 31(9):1776-1780.
[4]	夏天吉, 闫明珠, 王智, 等. 大小鼠失眠模型和评价方法研究进展[J]. 中国实验动物学报, 2022, 30(3):428-435.
[5]	武肖玲, 王彩云, 李刚, 等. 失眠障碍患者失眠严重程度与焦虑抑郁的相关性[J]. 中华实用诊断与治疗杂志, 2020, 34(7):696-698.
[6]	王茹. 慢性失眠患者脑电微状态及其与认知功能的相关性分析[D]. 济南: 山东大学, 2022.
[7]	张斌. 中国失眠障碍诊断和治疗指南[M]. 北京: 人民卫生出版社, 2016.
[8]	于春玲. 芍药苷对经前期综合征大鼠血清雌激素水平及大脑皮层雌激素受体表达的影响[J]. 中国临床药理学杂志, 2018, 34(13):1568-1570.
[9]	冯钰. E2/ERs在有氧运动促进OVX小鼠海马和大脑皮层突触可塑性中的作用及机制[D]. 上海: 上海体育学院, 2022.
[10]	YU D, XUAN Q, ZHANG C, et al. Metabolic alterations related to glioma grading based on metabolomics and lipidomics analyses[J]. Metabolites, 2020, 10(12):478. DOI URL
[11]	赵昱翰. 2017年中国睡眠医学行业发展状况的初步分析[D]. 广州: 南方医科大学, 2020.

组别	例数	年龄/岁		性别			BMI/ （kg/m²）		FT₃/ （pmol/L）		FT₄/ （pmol/L）		TSH/ （mU/L）
组别	例数	年龄/岁		男/例		女/例	BMI/ （kg/m²）		FT₃/ （pmol/L）		FT₄/ （pmol/L）		TSH/ （mU/L）
正常对照组	30	33（20~58）		6		24	22.02±3.09		4.30±0.47		13.04±1.31		1.82±1.49
睡眠障碍组	30	41（22~74）		7		23	22.47±1.72		4.02±0.64		12.53±1.67		2.38±1.26
统计值		-4.753		0.980			-3.242		0.593		0.842		-0.938
P值		0.001		0.754			0.038		0.256		0.104		0.432
组别	TG/ （mmol/L）		TC/ （mmol/L）		HDL-C/ （mmol/L）			LDL-C/ （mmol/L）		UA/ （mmol/L）		25（OH）D₃/（ng/mL）
正常对照组	1.31±0.67		5.30±1.07		1.88±3.26			3.14±0.93		306.23±63.14		20.74±7.23
睡眠障碍组	1.36±0.52		4.80±1.02		1.33±0.26			2.80±0.63		323.57±64.21		17.36±5.99
统计值	-0.287		0.735		0.894			2.134		-1.175		2.013
P值	0.391		0.659		0.361			0.029		0.069		0.032

组别	例数	年龄/岁		性别			BMI/ （kg/m²）		FT₃/ （pmol/L）		FT₄/ （pmol/L）		TSH/ （mU/L）
组别	例数	年龄/岁		男/例		女/例	BMI/ （kg/m²）		FT₃/ （pmol/L）		FT₄/ （pmol/L）		TSH/ （mU/L）
正常对照组	30	33（20~58）		6		24	22.02±3.09		4.30±0.47		13.04±1.31		1.82±1.49
睡眠障碍组	30	41（22~74）		7		23	22.47±1.72		4.02±0.64		12.53±1.67		2.38±1.26
统计值		-4.753		0.980			-3.242		0.593		0.842		-0.938
P值		0.001		0.754			0.038		0.256		0.104		0.432
组别	TG/ （mmol/L）		TC/ （mmol/L）		HDL-C/ （mmol/L）			LDL-C/ （mmol/L）		UA/ （mmol/L）		25（OH）D₃/（ng/mL）
正常对照组	1.31±0.67		5.30±1.07		1.88±3.26			3.14±0.93		306.23±63.14		20.74±7.23
睡眠障碍组	1.36±0.52		4.80±1.02		1.33±0.26			2.80±0.63		323.57±64.21		17.36±5.99
统计值	-0.287		0.735		0.894			2.134		-1.175		2.013
P值	0.391		0.659		0.361			0.029		0.069		0.032

加合离子	名称	VIP值	FC	质荷比	保留时间/s
[M+H]⁺	乙二胺四乙酸	33.03	0.01	293.10	431.615
[M+H]⁺	肉碱	17.31	1.63	162.11	346.696
[M+H-NH₃]⁺	N-（1-氨基-3，3-二甲基-1-氧代丁-2-基）-1-戊基-1h-吲哚-3-甲酰胺	9.95	64.29	327.20	87.147
[M+H]⁺	[1-（环己基甲基）-1h-吲哚-3-羰基]-l-缬氨酸甲酯	8.40	70.40	371.23	95.440
[M+H]⁺	二丁卡因	7.93	133.88	344.23	86.988
[M+H-C₃H₇O₅P]⁺	甘油磷酸胆碱	6.41	1.40	104.11	267.886
[M+H]⁺	次黄嘌呤	5.83	3.40	137.04	176.550
[M+H]⁺	棕榈酰血清素	4.65	111.37	415.32	101.189
[M+NH₄]⁺	去铁胺d2	4.34	816.29	604.39	56.022
[M+H]⁺	亚麻酰肉碱	4.15	0.40	424.34	163.925

加合离子	名称	VIP值	FC	质荷比	保留时间/s
[M+H]⁺	乙二胺四乙酸	33.03	0.01	293.10	431.615
[M+H]⁺	肉碱	17.31	1.63	162.11	346.696
[M+H-NH₃]⁺	N-（1-氨基-3，3-二甲基-1-氧代丁-2-基）-1-戊基-1h-吲哚-3-甲酰胺	9.95	64.29	327.20	87.147
[M+H]⁺	[1-（环己基甲基）-1h-吲哚-3-羰基]-l-缬氨酸甲酯	8.40	70.40	371.23	95.440
[M+H]⁺	二丁卡因	7.93	133.88	344.23	86.988
[M+H-C₃H₇O₅P]⁺	甘油磷酸胆碱	6.41	1.40	104.11	267.886
[M+H]⁺	次黄嘌呤	5.83	3.40	137.04	176.550
[M+H]⁺	棕榈酰血清素	4.65	111.37	415.32	101.189
[M+NH₄]⁺	去铁胺d2	4.34	816.29	604.39	56.022
[M+H]⁺	亚麻酰肉碱	4.15	0.40	424.34	163.925

加合离子	名称	VIP值	FC	质荷比	保留时间/s
[M-H]^-	柠檬酸盐	11.64	0.54	191.02	492.727
[M-H]^-	牛磺酸	9.14	2.85	124.01	292.145
[M-H]^-	鼠李素	7.96	0.09	315.04	413.874
[M-H]^-	尿酸	6.81	0.03	167.02	316.341
[M-H]^-	丙酮酸盐	5.28	0.22	87.01	118.336
（M-H₂O-H）^-	尿囊素	5.01	1.61	139.03	286.772
[2M-H]^-	3'，5'-环肌苷-磷酸	4.37	0.01	659.07	429.296
[M-H]^-	D-乳酸	4.35	0.57	89.02	220.994
[M-H]^-	（+）-6-氨基青霉烷酸	3.91	0.02	215.07	401.476
（M+Na-2H）^-	油酸	3.81	2.29	303.23	37.799