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A metabolomics approach to investigate urine levels of neurotransmitters and related metabolites in autistic children.
Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease ( IF 6.2 ) Pub Date : 2020-06-05 , DOI: 10.1016/j.bbadis.2020.165859
Federica Gevi 1 , Antonio Belardo 1 , Lello Zolla 1
Affiliation  

Since recently metabolic abnormalities in autistic children have been associated with ASD disturbs, the aim of this study is to determine the neurotransmitter levels in urine samples of autistic children and to analyse the altered metabolic pathway involved in their production. Thus, ASD-specific urinary metabolomic patterns were explored in 40 ASD children and 40 matched controls using untargeted metabolomics through UHPLC-mass spectrometry (Q-exactive analyser), and by using XCMS Metlin software for data interpretation. Through this new advanced technique, a more considerable number of urinary altered metabolites were recorded in autistic children, than in the previous investigations, which allowed us to collect metabolites involved in neurotransmitter production. In these subjects, a high amount of dopamine was revealed and an increased amount of homovanillic acid, to the detriment of noradrenaline and adrenaline production, as well as MHPG and vanillylmandelic acid, which were found lower. This indicates that the accumulation of dopamine is not due to its greater production, but its lesser biotransformation into noradrenaline, due to the blockage of the dopamine β-hydroxylase enzyme by 4-cresol and vitamin C, both found in high quantities in autistic subjects. Finally, a decreased amount of the active form of vitamin B6, pyridoxal phosphate (P5P), implicated in biotransformation of glutamate into γ-aminobutyric acid (GABA), was also detected, justifying the lower levels of latter. All of these alterations are correlated with a peculiar intestinal microbiome in autistic subjects, supporting the idea of a microbiota-gut-brain axis, then altered levels of neurotransmitters and altered neuronal transmission exist.



中文翻译:

代谢组学方法研究自闭症儿童尿液中神经递质和相关代谢物的水平。

由于最近自闭症儿童的代谢异常与ASD紊乱有关,因此本研究的目的是确定自闭症儿童尿液样本中的神经递质水平,并分析其生产中涉及的代谢途径改变。因此,通过UHPLC-质谱法(Q-exactive analyser)使用非靶向代谢组学方法,并使用XCMS Metlin软件进行数据解释,在40名ASD儿童和40名匹配对照中探索了ASD特异性尿代谢组学模式。通过这项新的先进技术,与以前的研究相比,自闭症儿童中记录了更多的尿液改变的代谢产物,这使我们能够收集涉及神经递质产生的代谢产物。在这些科目中,发现大量的多巴胺和增加的高香草酸,这会降低去甲肾上腺素和肾上腺素的产生,以及降低了MHPG和香草醛酸的含量。这表明多巴胺的积累不是由于其产量更高,而是由于较少的生物转化为去甲肾上腺素,这是由于4-甲酚和维生素C阻断了多巴胺β-羟化酶的存在,在自闭症患者中都大量存在。最后,还检测到维生素B6活性形式的减少,即吡ido醛磷酸盐(P5P)与谷氨酸向γ-氨基丁酸(GABA)的生物转化有关,这证明了后者的较低含量是合理的。所有这些改变都与自闭症患者特殊的肠道微生物组有关,从而支持了 被发现降低了去甲肾上腺素和肾上腺素的产生,以及MHPG和香草醛酸的含量。这表明多巴胺的积累不是由于其产量更高,而是由于较少的生物转化为去甲肾上腺素,这是由于4-甲酚和维生素C阻断了多巴胺β-羟化酶的存在,在自闭症患者中都大量发现。最后,还检测到维生素B6活性形式的减少,即吡ido醛磷酸酯(P5P)与谷氨酸向γ-氨基丁酸(GABA)的生物转化有关,这证明了后者含量较低。所有这些改变都与自闭症患者特殊的肠道微生物组有关,从而支持了 被发现降低了去甲肾上腺素和肾上腺素的产生,以及MHPG和香草醛酸的含量。这表明多巴胺的积累不是由于其产量更高,而是由于较少的生物转化为去甲肾上腺素,这是由于4-甲酚和维生素C阻断了多巴胺β-羟化酶的存在,在自闭症患者中都大量发现。最后,还检测到维生素B6活性形式的减少,即吡ido醛磷酸酯(P5P)与谷氨酸向γ-氨基丁酸(GABA)的生物转化有关,这证明了后者含量较低。所有这些改变都与自闭症患者特殊的肠道微生物组有关,从而支持了 被发现较低。这表明多巴胺的积累不是由于其产量更高,而是由于较少的生物转化为去甲肾上腺素,这是由于4-甲酚和维生素C阻断了多巴胺β-羟化酶的存在,在自闭症患者中都大量发现。最后,还检测到维生素B6活性形式的减少,即吡ido醛磷酸酯(P5P)与谷氨酸向γ-氨基丁酸(GABA)的生物转化有关,这证明了后者含量较低。所有这些改变都与自闭症患者特殊的肠道微生物组有关,从而支持了 被发现较低。这表明多巴胺的积累不是由于其产量更高,而是由于较少的生物转化为去甲肾上腺素,这是由于4-甲酚和维生素C阻断了多巴胺β-羟化酶的存在,在自闭症患者中都大量存在。最后,还检测到维生素B6活性形式的减少,即吡ido醛磷酸酯(P5P)与谷氨酸向γ-氨基丁酸(GABA)的生物转化有关,这证明了后者含量较低。所有这些改变都与自闭症患者特殊的肠道微生物组有关,从而支持了 由于4-甲酚和维生素C对多巴胺β-羟化酶的阻滞,在自闭症患者中均大量发现。最后,还检测到维生素B6活性形式的减少,即吡ido醛磷酸酯(P5P)与谷氨酸向γ-氨基丁酸(GABA)的生物转化有关,这证明了后者含量较低。所有这些改变都与自闭症患者特殊的肠道微生物组有关,从而支持了 由于4-甲酚和维生素C对多巴胺β-羟化酶的阻滞,在自闭症患者中均大量发现。最后,还检测到维生素B6活性形式的减少,即吡ido醛磷酸盐(P5P)与谷氨酸向γ-氨基丁酸(GABA)的生物转化有关,这证明了后者的较低含量是合理的。所有这些改变都与自闭症患者特殊的肠道微生物组有关,从而支持了微生物--脑轴,然后存在改变的神经递质水平和改变的神经元传递。

更新日期:2020-06-05
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