Zatwierdzenie etyki i zgoda na udział
Wszystkie projekty eksperymentalne na zwierzętach były ściśle przeprowadzane zgodnie z Laboratorium Zarządzania Zwierzętami Prowincji Ningxia i zatwierdzone przez Komitet Etyki Szpitala Ludowego Regionu Autonomicznego Ningxia Hui, Uniwersytetu Medycznego Ningxia.
Projekt badania
Badanie to badało związki przyczynowe między 1 400 metabolitami osocza a ATI przy użyciu metodologii MR na dwóch próbkach. Aby zapewnić ważność IV w wnioskowaniu przyczynowym, należy spełnić trzy kluczowe założenia: (1) zmienność genetyczna jest bezpośrednio powiązana z interesującą się ekspozycją; (2) zmienność genetyczna nie jest zakłócona przez potencjalne czynniki zakłócające ekspozycję na wynik ekspozycji; oraz (3) zmienność genetyczna wpływa na wynik wyłącznie poprzez ekspozycję, a nie przez alternatywne szlaki.
Źródła danych GWAS dla ATI
Dane do badania Genome-Wide Association Study (GWAS) dotyczącego ATI pochodzą z projektu IEU-OpenGWAS (https://gwas.mrcieu.ac.uk/), wykorzystując konkretnie zbiór danych ebi-a-GCST90018895. Analiza GWAS objęła 357 658 osób pochodzenia europejskiego, w tym 7 746 przypadków i 349 912 grup kontrolnych. Zgodnie z procedurami kontroli jakości zidentyfikowano łącznie 19 072 056 polimorfizmów pojedynczych nukleotydów (SNP). Procedury kontroli jakości obejmowały usuwanie SNP o częstotliwości małych alleli <0,01, równowadze Hardy-Weinberga P<1×10-⁶ oraz wskaźniku wywołań genotypowych <0,95. Stratyfikację populacji oceniono za pomocą analizy głównych składników, a współczynnik inflacji genomowej (λ) obliczono w celu oceny systematycznego błędu.
Źródła danych GWAS dotyczące metabolitów osocza
Zbiór danych Exposure Factors zawiera dane GWAS dla 1 400 metabolitów osocza, obejmujących 1 091 poziomów metabolitów i 309 stosunków metabolitów, zgodnie z katalogiem w bazie danych GWAS (https://www.ebi.ac.uk/gwas/studies/GCST90199621-90201020). Analizy MR były ograniczone do osób pochodzenia europejskiego. Szczegółowe informacje o zbiorze danych znajdują się w Materiałach Uzupełniających, Tabela S1.
Wybór IV
W identyfikacji IV próg istotności statystycznej dla 19 072 056 SNP związanych z metabolitem osocza został ustalony na P < 1 × 10-5. Aby zapewnić niezależność analiz, SNP zostały zagregowane z wykorzystaniem progów r2 = 0,001 oraz kilobazy (kb) = 10 000, z wyłączeniem 19 037 213 SNP z r2 > 0,001 i kb < 10 000, aby wyeliminować potencjalne efekty nierównowagi sprzężenia (LD). SNP o wartościach F-statystyk < 10 zostały wykluczone z dalszych analiz ze względu na wysoką heterogeniczność, podczas gdy 34843 SNP spełniające kryteria zachowano jako ważne IV.
Zwierzęta i projektowanie eksperymentalne
Wszystkie eksperymenty na zwierzętach przeprowadzano ściśle zgodnie z Procedurami Zarządzania Zwierzętami Laboratoryjnymi Prowincji Ningxia i zatwierdzono przez Komitet Etyki Szpitala Ludowego Autonomicznego Regionu Hui Ningxia, Uniwersytetu Medycznego Ningxia. Samce myszy BALB/c (8 tygodni, klasa SPF) zostały zakupione od Beijing Vital River Laboratory Animal Technology Co., Ltd. (Pekin, Chiny). Myszy były aklimatyzowane przez tydzień w kontrolowanym środowisku (temperatura 23 ± 1°C, wilgotność 60 ± 10%), z dostępem do standardowej żywności i wody oraz 12-godzinnym cyklem światła i 12 godzin ciemności. Po aklimatyzacji opracowano model urazu ścięgna myszy. Po podłużnym nacięciu skóry odsłonięto ścięgno lewego Achillesa i wykonano ustandaryzowane, pełnogrube przecięcie poprzeczne w środku ścięgna za pomocą nożyczek mikrochirurgicznych. Ścięgno zostało natychmiast naprawione za pomocą szwów 6-0 niechłonnych pod stereomikroskopem. Bezpośrednio po operacji wykonano obrazowanie rentgenowskie, aby potwierdzić pomyślne ustanowienie modelu myszy ATI. Równocześnie wykonywano zdjęcia rentgenowskie dla grupy kontrolnej w identycznych warunkach znieczulających, aby służyć jako blank control28. Wszystkie zabiegi wykonywano w znieczuleniu ogólnym wywołanym przez dootrzewnowe zastrzyk pentobarbitalu sodu (50 mg·kg-1), a pooperacyjne znieczulenie podawano buprenorfinę (0,05 mg·kg-1, podskórnie) co 12 godzin przez 48 godzin29 godzin. Po pomyślnym wprowadzeniu modelu myszy zostały losowo przydzielone do następujących grup: grup kontrolnych, modelowych i leczących, otrzymujących Dih w niskich (10 mg·kg-1, LD-Hyd), średnich (30 mg·kg-1, MD-Hyd) i wysokich (50 mg·kg-1, HD-Hyd). Obliczenie wielkości próby: Na podstawie wstępnych danych wykazujących 40% poprawę wyników gojenia po leczeniu metabolitów (SD = 15%), ustalono, że n = 6 myszy na grupę zapewni 80% mocy wykrywania tej różnicy przy α = 0,05 (dwustronne). Losowość przeprowadzono za pomocą komputerowo generowanych liczb losowych przez badacza ślepego na przydział grup. Procedury eksperymentalne i oceny wyników przeprowadzali badacze nieświadomi przydziałów grupowych30.
Barwienie hematoksyliny i eozyny (HE)
W 7. dniu po leczeniu myszy zostały uśpione pod głęboką anestezją wywołaną przez dootrzewnowkowe zastrzyki pentobarbitalu sodu (100 mg·kg-1), co zapewniło całkowitą utratę odruchów przed pobraniem tkanek zgodnie z nimi. Uszkodzona tkanka ścięgna Achillesa, w tym niewielka część otaczającej tkanki miękkiej, została starannie pobrana i przetworzona. Usunięto kawałek skóry o wymiarach 15 mm2 , skupiony na ścięgnie Achillesa. Próbki skóry zostały utrwalone w roztworze 4% paraformaldehydu w temperaturze pokojowej przez 48 godzin, następnie nastąpiło odwodnienie, osadzenie parafiny i sekcjonowanie 5 μm. Oceniono cechy strukturalne skóry rany, formowanie tkanki granulacyjnej oraz infiltrację komórek zapalnych za pomocą barwienia H&E. Do oceny histologicznej sekcje były deparafinizowane ksylenem (2 × 10 min), nawodniane przez etanol klasyfikowany (100%, 95%, 85% i 75% każda) i płukane w wodzie destylowanej. Preparaty były barwione hematoksyliną Harrisa przez 5 minut, płukane w bieżącej wodzie z kranu przez 5 minut, różnicowane w 1% alkoholu kwasowym przez 10 sekund oraz niebieskie w wodzie o stężeniu 0,2% amoniaku przez 30 sekund. Po umyciu sekcje były nakładane na 2 minuty barwą kontynentalną 0,5% eozyny, następnie odwodnienie, oczyszczanie i montaż. Wiarygodność oceny histologicznej: Aby zapewnić dokładność pomiarów, 20% losowo wybranych próbek zostało niezależnie ocenionych przez dwóch zaślepionych obserwatorów. Niezawodność między oceniającymi oceniano za pomocą współczynnika korelacji wewnątrzklasowej (ICC). ICC dla organizacji kolagenu wynosił 0,89 (95% CI: 0,81-0,94), dla degeneracji tkanek 0,92 (95% CI: 0,86-0,96), a dla infiltracji komórek zapalnych 0,87 (95% CI: 0,78-0,93), co wskazuje na doskonałą niezawodność. Niezawodność wewnątrz oceniającego oceniano tak, że jeden obserwator ponownie ocenił 15% próbek po dwutygodniowym odstępie, co dało wartości ICC > 0,85 dla wszystkich parametrów31.
Analiza zachodniej plamy
Ekspresja białek została przeanalizowana metodą Western Blot. Ilościowa analiza białek została przeprowadzona za pomocą zestawu do analizy stężenia białka BCA. Równe ilości białka zostały rozdzielone za pomocą 10% elektroforezy żelu sodowego dodecylosiarczanu i poliakrylamidu (SDS-PAGE) i przeniesione do błony nitrocelulozowej. Błona była zablokowana na 1 godzinę 5% odtłuszczonego mleka w soli fizjologicznej z buforem Tris-buffer zawierającą 0,1% Tween-20 w temperaturze pokojowej. Błony inkubowano przez noc w temperaturze 4°C z pierwotnymi przeciwciałami przeciwko VEGFA (1:1000, ab46154), TGF-β1 (1:1000, 21898-1-AP), IL-6 (1:1000, 26404-1-AP) oraz TNF-α (1:1000, 17590-1-AP). Po trzech płukaniach PBS błony były inkubowane z przeciwciałami wtórnymi (1:5000) przez 90 minut w temperaturze pokojowej. Pasma białkowe były wizualizowane za pomocą zestawu podłoża chemiluminescencyjnego ECL (szczegóły w Tabeli Materiałów ) zgodnie z protokołem producenta i analizowane za pomocą oprogramowania ImageJ (wersja 1.8; Narodowych Instytutów Zdrowia). GAPDH (10494-1-AP) był używany jako kontrola załadunku.
Analiza statystyczna
Analizy statystyczne przeprowadzano za pomocą oprogramowania R Studio. Pakiety TwoSampleMR i ieugwasr R były wykorzystywane do wyodrębniania danych ekspozycji i sprawdzania prawidłowych IV, w tym zgrupowania (r² < 0,001, rozmiar okna = 10 000 kb), harmonizacji alleli oraz obliczania statystyki F-(F = β²_exposure/SE²_exposure). Do analiz MR i odwrotnych MR korzystaliśmy z pakietów VariantAnnotation, gwasglue i TwoSampleMR, które umożliwiły solidne wnioskowanie przyczynowe i testy wrażliwości. Przeprowadzono badanie MR z dwoma próbkami w celu zbadania cech związanych z metabolitami plazmy. Zastosowano pięć odrębnych podejść analitycznych: ważenie odwrotnej wariancji (IVW), MR-Egger, mediana ważona (WM), tryb prosty oraz tryb ważony. Wyniki podstawowe zostały określone metodą IVW, z istotnością statystyczną na poziomie P < 0,01. Metoda IVW przypisuje wagi, aby zminimalizować wpływ zmienności, zapewniając dokładniejsze oszacowania efektów. Regresja MR-Egger została wykorzystana do oceny plejotropii (zjawiska, w którym geny wpływają na wiele cech), przy czym pozioma plejotropia była oceniana przez wartość P przecięcia (P > 0,05), a heterogeniczność testowano metodą IVW w połączeniu ze statystyką Q MR-Eggera. Nie zaobserwowano istotnej heterogeniczności, gdy P > 0,05. Wielokrotna korekta testowa została zastosowana metodą fałszywego wykrywania (FDR) Benjamini-Hochberga, przy czym FDR < 0,05 uznano za istotne. Heterogeniczność była kwantyfikowana za pomocą statystyki Q Cochrana oraz statystyki I2 , gdzie I2 > 50% wskazywało na istotną heterogeniczność. Dla wartościI 2 obliczono 95% przedziałów ufności według metody opisanej przez Ioannidisa i in. Analizy czułości przeprowadzono poprzez kolejne usuwanie każdego SNP, aby ocenić wpływ poszczególnych wariantów na ogólne wyniki.
Aby ocenić wiarygodność pomiarów, przeprowadzono analizy test-retest kluczowych miar wyników (kwantyfikacja WB i ocena histologiczna) z wykorzystaniem współczynników korelacji wewnątrzklasowych (ICC). ICC został wykorzystany do oceny wiarygodności między oceniającymi i wewnątrz-oceniającymi w zakresie ilościowania i oceny histologicznej Western Blot (WB). Kryteria interpretowano następująco: poniżej 0,50 (słabe), między 0,50 a 0,75 (umiarkowane), między 0,75 a 0,90 (dobre) oraz powyżej 0,90 (doskonałe)32. Trzech niezależnych badaczy ślepo oceniło ten sam zestaw próbek w dwóch punktach czasowych oddzielonych tygodniem. ICC do ilościowej zachodniej plamki IL-6, TNF-α, VEGFA i TGF-β wahały się od 0,87 do 0,93, co wskazuje na doskonałą niezawodność. ICC dla oceny histologicznej wynosiły 0,85 dla organizacji kolagenu i 0,82 dla oceny neowaskularyzacji.