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Respiratory Medicine

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Untargeted metabolomics reveal the metabolic profile of normal pulmonary circulation - 12/08/23

Doi : 10.1016/j.rmed.2023.107369 
Ting-Ting Guo a, 1, Yuan-Rui Deng a, 1, Xin Huang b, 1, Chao-Wu Yan d, Xin Gao a, Yan Wu a, Xin-Xin Yan a, Zhi-Qiang Liu a, Song Hu a, Jiang-Shan Tan a, Ling-Tao Chong a, Sheng-Song Zhu a, Ming-Jie Ma c, Meng-Ting Ye c, Lu Hua a, e, ⁎ , Jian Cao b, ⁎ , Xiao-Jian Wang c, ⁎ , Wei-Xian Yang c, ⁎
a Key Laboratory of Pulmonary Vascular Medicine, State Key Laboratory of Cardiovascular Disease, Center for Respiratory and Pulmonary Vascular Diseases, National Clinical Research Center of Cardiovascular Diseases, National Center for Cardiovascular Diseases, Department of Cardiology, Fuwai Hospital, Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College, Beijing, China 
b Department of Cardiology, The Second Medical Center & National Clinical Research Center for Geriatric Diseases, Chinese PLA General Hospital, Beijing, 100853, China 
c Key Laboratory of Pulmonary Vascular Medicine, State Key Laboratory of Cardiovascular Disease, Center for Respiratory and Pulmonary Vascular Diseases, National Center for Cardiovascular Diseases, Fuwai Hospital, Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College, Beijing, China 
d Department of Structural Heart Disease, Cardiovascular Institute and Fuwai Hospital, National Center for Cardiovascular Diseases, Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College, Beijing, 100037, China 
e Fuwai Hospital, Chinese Academy of Medical Sciences, Shenzhen, 100037, China 

∗Corresponding authors. Center for Respiratory and Pulmonary Vascular Diseases, Department of Cardiology, National Clinical Research Center of Cardiovascular Diseases, State Key Laboratory of Cardiovascular Disease, Fuwai Hospital, National Center for Cardiovascular Diseases, Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College, Beijing, China.Center for Respiratory and Pulmonary Vascular DiseasesDepartment of CardiologyNational Clinical Research Center of Cardiovascular DiseasesState Key Laboratory of Cardiovascular DiseaseFuwai HospitalNational Center for Cardiovascular DiseasesChinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical CollegeBeijingChina∗∗Corresponding author.∗∗∗Corresponding author.∗∗∗∗Corresponding author. Center for Respiratory and Pulmonary Vascular Diseases, Department of Cardiology, National Clinical Research Center of Cardiovascular Diseases, State Key Laboratory of Cardiovascular Disease, Fuwai Hospital, National Center for Cardiovascular Diseases, Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College, Beijing, 100037, China.Center for Respiratory and Pulmonary Vascular DiseasesDepartment of CardiologyNational Clinical Research Center of Cardiovascular DiseasesState Key Laboratory of Cardiovascular DiseaseFuwai HospitalNational Center for Cardiovascular DiseasesChinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical CollegeBeijing100037China

Abstract

Background

As an important place of material exchange, the homeostasis of the pulmonary circulation environment and function lays an essential foundation for the normal execution of various physiological functions of the body. Small metabolic molecules in the circulation can reflect the corresponding state of the pulmonary circulation.

Methods

We enrolled patients with Patent Foramen Ovale and obtained blood from the pulmonary arteries and veins through heart catheterization. UPLC-MS based untargeted metabolomics was used to compare the changes and metabolic differences of plasma between pulmonary vein and pulmonary artery.

Results

The plasma metabolomics revealed that pulmonary artery had a different metabolomic profile compared to venous. 1060 metabolites were identified, and 61 metabolites were differential metabolites. Purine, Amino acids, Nicotinamide, Tetradecanedioic acid and Bile acid were the most markedly.

Conclusion

The differential metabolites are mostly related to immune inflammation and damage repaired. It is suggested that the pulmonary circulation is always in a steady state of injury and repair while pathological changes may be triggered when the homeostasis is broken. These changes play an important role in revealing the development process and etiology of lung homeostasis and related diseases. Relevant metabolites can be used as potential targets for further study of pulmonary circulation homeostasis.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Highlights

•
The PA-PV metabolic gradient was used for the first time to reveal metabolic differences in normal pulmonary circulation.
•
Innovatively harvesting pulmonary Vein Blood in Patients with PFO.
•
The first time discovered the changes of bile acids and other metabolites in pulmonary circulation

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Pulmonary circulation, Untargeted metabolomics, Damage, Repair


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