Ethische goedkeuring en toestemming om deel te nemen
Alle dierproevenontwerpen werden strikt uitgevoerd volgens de Laboratoriummaatregelen voor Dierenbeheer van de provincie Ningxia en goedgekeurd door de Ethische Commissie van het Volksziekenhuis van de Autonome Regio Ningxia Hui, Ningxia Medische Universiteit.
Studieontwerp
Deze studie onderzocht de causale relaties tussen 1.400 plasmametabolieten en ATI met behulp van een MR-methode met twee steekproeven. Om de geldigheid van IV's in causale inferentie te waarborgen, moeten drie cruciale aannames worden vervuld: (1) de genetische variatie is direct geassocieerd met de blootstelling van belang; (2) de genetische variatie niet wordt verstoord door mogelijke verwarrende factoren tussen de blootstelling en het resultaat; en (3) de genetische variatie beïnvloedt het resultaat uitsluitend via de blootstelling en niet via alternatieve routes.
Bronnen van GWAS-gegevens voor ATI
De gegevens voor de Genome-Wide Association Study (GWAS) op ATI zijn afkomstig uit het IEU-OpenGWAS-project (https://gwas.mrcieu.ac.uk/), waarbij specifiek gebruik werd gemaakt van de dataset ebi-a-GCST90018895. De GWAS-analyse omvatte 357.658 personen van Europese afkomst, bestaande uit 7.746 gevallen en 349.912 controles. Na kwaliteitscontroleprocedures werden in totaal 19.072.056 single-nucleotide polymorfismen (SNP's) geïdentificeerd. Kwaliteitscontroleprocedures omvatten het verwijderen van SNP's met een lichte allelfrequentie<0,01, Hardy-Weinberg evenwicht P<1×10-⁶ en genotype roepfrequentie <0,95. De populatiestratificatie werd beoordeeld met behulp van principal component analyse, en de genomische inflatiefactor (λ) werd berekend om systematische bias te evalueren.
GWAS-gegevensbronnen voor plasmametabolieten
De Exposure Factors-dataset bevat GWAS-gegevens voor 1.400 plasmametabolieten, bestaande uit 1.091 metabolietniveaus en 309 metabolietverhoudingen, zoals gecatalogiseerd in de GWAS-database (https://www.ebi.ac.uk/gwas/studies/GCST90199621-90201020). MR-analyses waren beperkt tot personen van Europese afkomst. Gedetailleerde informatie over de dataset is te vinden in Aanvullende Materiaal, Tabel S1.
Selectie van IV's
Bij de identificatie van IV's werd de drempel voor statistische significantie van plasmametaboliet-geassocieerde 19.072.056 SNP's vastgesteld op P < 1 × 10-5. Om de onafhankelijkheid van de analyses te waarborgen, werden SNP's geaggregeerd met behulp van drempels van r2 = 0,001 en kilobase (kb) = 10.000, waarbij 19.037.213 SNP's met r2 > 0,001 en kb < 10.000 werden uitgesloten om potentiële effecten van Linkage Disequilibrium (LD) te elimineren. SNP's met F-statistische waarden < 10 werden uitgesloten van verdere analyses vanwege hun hoge heterogeniteit, terwijl 34.843 SNP's die aan de criteria voldeden als geldige IV's werden behouden.
Dieren en experimenteel ontwerp
Alle dierproeven werden uitgevoerd in strikte overeenstemming met de Laboratoriummaatregelen voor het beheer van dieren van de provincie Ningxia en goedgekeurd door de ethische commissie van het Volksziekenhuis van de Autonome Regio Ningxia Hui, Ningxia Medische Universiteit. Mannelijke BALB/c-muizen (8 weken oud, SPF-kwaliteit) werden gekocht bij Beijing Vital River Laboratory Animal Technology Co., Ltd. (Beijing, China). De muizen werden een week lang geacklimatiseerd in een gecontroleerde omgeving (temperatuur 23 ± 1°C, luchtvochtigheid 60 ± 10%), met vrije toegang tot standaard voedsel en water, en een 12 uur licht/12 uur donkercyclus. Na de acclimatie werd een model voor een murien peesblessure opgesteld. Na een longitudinale huidincisie werd de linker achillespees blootgelegd en werd een gestandaardiseerde transversale transsectie met volledige dikte uitgevoerd in het midden van de pees met behulp van een microchirurgische schaar. De pees werd onmiddellijk gerepareerd met 6-0 niet-absorberbare hechtingen onder een stereomicroscoop. Direct na de operatie werd röntgenbeeldvorming uitgevoerd om de succesvolle vestiging van het ATI-muismodel te verifiëren. Tegelijkertijd werden röntgenbeelden voor de controlegroep gemaakt onder identieke anesthesieomstandigheden om te dienen als een blancocontrole-28. Alle procedures werden uitgevoerd onder algehele anesthesie, geïnduceerd door intraperitoneale injectie van pentobarbital natrium (50 mg·kg-1), en postoperatieve analgesie werd buprenorfine (0,05 mg·kg-1, subcutaan) elke 12 uur voor 48 uuren 29 uur toegediend. Na succesvolle inductie van het model werden muizen willekeurig toegewezen aan de volgende groepen: controle-, model- en behandelingsgroepen die Dih kregen bij lage (10 mg·kg-1, LD-Hyd), middelhoge (30 mg·kg-1, MD-Hyd) en hoge (50 mg·kg-1, HD-Hyd) doses. Berekening van steekproefgrootte: Op basis van voorlopige gegevens die een verbetering van 40% in genezingsscores bij metabolietbehandeling (SD = 15%) aantoonden, werd vastgesteld dat n = 6 muizen per groep 80% kracht zouden leveren om dit verschil te detecteren bij α = 0,05 (tweezijdig). Randomisatie werd uitgevoerd met behulp van computergegenereerde willekeurige nummers door een onderzoeker die blind was voor groepstoewijzing. Experimentele procedures en uitkomstbeoordelingen werden uitgevoerd door onderzoekers die blind waren voor de groepstoewijzingen30.
Hematoxyline- en eosinekleuring (HE)
Op dag 7 na de behandeling werden muizen geëuthanaseerd onder diepe anesthesie, geïnduceerd door intraperitoneale injectie van pentobarbital natrium (100 mg·kg-1), waarbij volledige reflexverlies werd gegarandeerd vóór de weefselverzameling volgens de regel. Het beschadigde achillespeesweefsel, inclusief een klein deel van het omliggende zachte weefsel, werd zorgvuldig geoogst en verwerkt. Een stuk huid van 15 mm2 , gecentreerd op de achillespees, werd verwijderd. De huidmonsters werden gefixeerd in 4% paraformaldehydeoplossing bij kamertemperatuur gedurende 48 uur, gevolgd door dehydratie, paraffine-inbedding en het doorsnijden van 5 μm. Structurele kenmerken van de wondhuid, granulatieweefselvorming en ontstekingscelinfiltratie werden geëvalueerd met H&E-kleuring. Voor histologische evaluatie werden secties gedeparaffiniseerd in xyleen (2 × 10 min), gerehydrateerd met gegradueerd ethanol (100%, 95%, 85% en 75%, 5 minuten elk) en afgespoeld in gedestilleerd water. De preparaten werden 5 minuten gekleurd met Harris-hematoxyline, 5 minuten afgespoeld in stromend kraanwater, 10 seconden gedifferentieerd in 1% zuur alcohol, en 30 seconden geblauwd in 0,2% ammoniakwater. Na het wassen werden de delen 2 minuten lang tegengekleurd met 0,5% eosine, gevolgd door uitdroging, schoonmaken en monteren. Betrouwbaarheid van histologische beoordeling: Om meetnauwkeurigheid te waarborgen, werd 20% van de willekeurig geselecteerde steekproeven onafhankelijk gescoord door twee geblindeerde waarnemers. De betrouwbaarheid tussen beoordelaars werd beoordeeld met behulp van de intraclass correlatiecoëfficiënt (ICC). De ICC voor collageenorganisatie was 0,89 (95% BI: 0,81-0,94), voor weefseldegeneratie 0,92 (95% BI: 0,86-0,96) en voor inflammatoire celinfiltratie 0,87 (95% BI: 0,78-0,93), wat wijst op uitstekende betrouwbaarheid. De betrouwbaarheid binnen de beoordelaar werd beoordeeld door één waarnemer 15% van de steekproeven na een interval van twee weken opnieuw te laten scoren, wat resulteerde in ICC-waarden > 0,85 voor alle parameters31.
Western blot-analyse
De eiwitexpressie werd geanalyseerd met Western blot. Eiwitkwantificatie werd uitgevoerd met behulp van de BCA-eiwitconcentratie-assaykit. Gelijke hoeveelheden eiwit werden gescheiden door 10% natriumdodecylsulfaat-polyacrylamide gelelektroforese (SDS-PAGE) en overgebracht naar een nitrocellulosemembraan. Het membraan werd 1 uur geblokkeerd met 5% magere melk in Tris-gepufferde zoutoplossing met 0,1% Tween-20 bij kamertemperatuur. Membranen werden 's nachts geïncubeerd bij 4°C met primaire antilichamen voor VEGFA (1:1000, ab46154), TGF-β1 (1:1000, 21898-1-AP), IL-6 (1:1000, 26404-1-AP) en TNF-α (1:1000, 17590-1-AP). Na drie washes met PBS werden de membranen 90 minuten bij kamertemperatuur geïncubeerd met secundaire antilichamen (1:5000). Eiwitbanden werden gevisualiseerd met behulp van de ECL chemiluminescence substraatkit (zie Materiaaltabel voor details) volgens het protocol van de fabrikant en geanalyseerd met ImageJ-software (versie 1.8; Nationale Instituten voor Gezondheid). GAPDH (10494-1-AP) werd gebruikt als laadregeling.
Statistische analyse
Statistische analyses werden uitgevoerd met behulp van R Studio-software. De TwoSampleMR- en ieugwasr R-pakketten werden gebruikt om blootstellingsgegevens te extraheren en geldige IV's te screenen, waaronder klontering (r² < 0,001, venstergrootte = 10.000 kb), allelharmonisatie en F-statistische berekening (F = β²_exposure/SE²_exposure). Voor MR- en reverse MR-analyses maakten we gebruik van de VariantAnnotation-, gwasglue- en TwoSampleMR-pakketten, die robuuste causale inferentie- en gevoeligheidstests mogelijk maakten. Er werd een MR-studie met twee monsters uitgevoerd om plasmametaboliet-gerelateerde eigenschappen te onderzoeken. Vijf verschillende analytische benaderingen werden toegepast: Inverse-Variantie Wegen (IVW), MR-Egger, Gewogen Median (WM), Eenvoudige Modus en Gewogen Modus. De primaire resultaten werden bepaald met de IVW-methode, met statistische significantie ingesteld op P < 0,01. De IVW-methode kent gewichten toe om de impact van variatie te minimaliseren en levert nauwkeurigere effectschattingen op. MR-Egger-regressie werd gebruikt om pleiotropie te evalueren (het fenomeen waarbij genen meerdere eigenschappen beïnvloeden), waarbij horizontale pleiotropie werd beoordeeld aan de hand van de P-waarde van het intercept (P > 0,05), en heterogeniteit werd getest met de IVW-methode gecombineerd met MR-Egger's Q-statistiek. Er werd geen significante heterogeniteit waargenomen toen P > 0,05. Meervoudige testcorrectie werd toegepast met de Benjamini-Hochberg false discovery rate (FDR) methode, waarbij FDR < 0,05 als significant werd beschouwd. Heterogeniteit werd gekwantificeerd met behulp van de Q-statistiek van Cochran en de I2-statistiek , waarbij I2 > 50% aanzienlijke heterogeniteit aangaf. Voor I2-waarden werden 95% betrouwbaarheidsintervallen berekend volgens de methode beschreven door Ioannidis et al. Gevoeligheidsanalyses werden uitgevoerd door elke SNP sequentieel te verwijderen om de invloed van individuele varianten op de algehele resultaten te evalueren.
Om de meetbetrouwbaarheid te beoordelen, werden test-hertestanalyses uitgevoerd op sleuteluitkomstmaten (WB-kwantificatie en histologische scoring) met behulp van de intraclass correlatiecoëfficiënten (ICC's). De ICC werd ingezet om de betrouwbaarheid tussen beoordelaars en intra-beoordelaars van Western Blot (WB) kwantificering en histologische scoring te beoordelen. De criteria werden als volgt geïnterpreteerd: onder 0,50 (slecht), tussen 0,50 en 0,75 (gematigd), tussen 0,75 en 0,90 (goed), en boven 0,90 (uitstekend)32. Drie onafhankelijke onderzoekers evalueerden blindelings dezelfde set monsters op twee tijdstippen met een week uit elkaar. ICC's voor de kwantificatie van Western blot van IL-6, TNF-α, VEGFA en TGF-β varieerden van 0,87 tot 0,93, wat wijst op uitstekende betrouwbaarheid. ICC's voor histologische scoring waren 0,85 voor collageenorganisatie en 0,82 voor neovascularisatiebeoordeling.