敗血症早期発症におけるエネルギー代謝適応の多オミクスおよび多臓器的洞察

概要

本研究は、ヒトの血清メタボロミクス／リピドミクスとマウス単核RNAシーケンスを統合し、単純感染と敗血症を早期に区別し得るセリン中心のエネルギー代謝適応を明らかにした。ミトコンドリア遺伝子モジュール（Cox4i1、Cox8a、Ndufa4）は組織横断的に低下し、肝ではセリン依存的な代謝変化が顕著であった。早期バイオマーカーおよびミトコンドリア代謝標的の可能性を示す。

主要発見

• 待機手術患者152例の血清非標的メタボロミクス／リピドミクスにより、セリンとアミノアジピン酸が術後の単純感染と敗血症を判別する指標となることを同定。
• マウス敗血症モデルの単核RNAシーケンスで、ミトコンドリア関連遺伝子Cox4i1、Cox8a、Ndufa4を含むセリン・エネルギー関連遺伝子の組織横断的な低下を確認。
• 肝におけるセリン依存的代謝シフトが強調され、全身代謝シグネチャーと臓器レベルのエネルギー代謝が結び付けられた。
• 種横断の統合多オミクスにより、敗血症発症に先行する早期の生体エネルギー不全が共通特徴であることが示唆された。

臨床的意義

セリン中心の代謝物パネルによる早期リスク層別化アッセイの開発を後押しし、特に肝のセリン代謝を含むミトコンドリア生体エネルギー経路を治療標的として評価する根拠を提供する。

限界

• 手術コホート由来で症例数が中等規模のため、一般化可能性に制約がある。
• 外部検証コホートや前向き診断性能評価が未実施である。

今後の方向性

多施設コホートで代謝物パネルを検証し、予測閾値を定義するとともに、セリン／ミトコンドリア経路の介入を前臨床および初期臨床試験で評価する。