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Erschienen in: International Journal of Legal Medicine 1/2024

29.09.2022 | Original Article

Candidate biomarkers in brown adipose tissue for post-mortem diagnosis of fatal hypothermia

verfasst von: Miao Zhang, Ning Wang, Xiang-Shen Guo, Lin-Lin Wang, Peng-Fei Wang, Zhi-Peng Cao, Fu-Yuan Zhang, Zi-Wei Wang, Da-Wei Guan, Rui Zhao

Erschienen in: International Journal of Legal Medicine | Ausgabe 1/2024

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Abstract

Post-mortem diagnosis of fatal hypothermia (FHT) is challenging in forensic practice because traditional morphological and biochemical methods lack specificity. Recent studies have reported that brown adipose tissue (BAT) is activated during cold-induced non-shivering thermogenesis in mammals, but BAT has not been used to diagnose FHT. The aim of this study was to identify novel biomarkers in BAT for FHT based on morphological changes and differential protein expression. Two FHT animal models were created by exposing mice to 4 or −20 °C at 50% humidity. Morphologically, the unilocular lipid droplet content was significantly increased in BAT of FHT model mice compared with that of control mice. Proteomics analysis revealed a total of 283 and 266 differentially expressed proteins (DEPs) between the 4 or −20 °C FHT subgroups and control group, respectively. In addition, 140 proteins were shared between the FHT subgroups. GO and KEGG analyses revealed that the shared DEPs were mainly enriched in pathways associated with metabolism, oxidative phosphorylation, and thermogenesis. Further screening (|log2FC| > 1.6, q-value (FDR) < 0.05) identified GMFB, KDM1A, DDX6, RAB1B, SHMT-1, CLPTM1, and LMF1 as candidate biomarkers of FHT. Subsequent validation experiments were performed in FHT model mice using classic immunohistochemistry and western blotting. RAB1B and GMFB expression was further verified in BAT specimens from human cases of FHT. The results demonstrate that BAT can be used as a target organ for FHT diagnosis employing RAB1B and GMFB as biological markers, thus providing a new strategy for the post-mortem diagnosis of FHT in forensic practice.
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Literatur
2.
Zurück zum Zitat Berko J, Ingram DD, Saha S, Parker JD (2014) Deaths attributed to heat, cold, and other weather events in the United States, 2006-2010. Natl Health Stat Rep 1-15 Berko J, Ingram DD, Saha S, Parker JD (2014) Deaths attributed to heat, cold, and other weather events in the United States, 2006-2010. Natl Health Stat Rep 1-15
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Zurück zum Zitat Sjöström L, Björntorp P, Vrána J (1971) Microscopic fat cell size measurements on frozen-cut adipose tissue in comparison with automatic determinations of osmium-fixed fat cells. J Lipid Res 12:521–530CrossRefPubMed Sjöström L, Björntorp P, Vrána J (1971) Microscopic fat cell size measurements on frozen-cut adipose tissue in comparison with automatic determinations of osmium-fixed fat cells. J Lipid Res 12:521–530CrossRefPubMed
Metadaten
Titel
Candidate biomarkers in brown adipose tissue for post-mortem diagnosis of fatal hypothermia
verfasst von
Miao Zhang
Ning Wang
Xiang-Shen Guo
Lin-Lin Wang
Peng-Fei Wang
Zhi-Peng Cao
Fu-Yuan Zhang
Zi-Wei Wang
Da-Wei Guan
Rui Zhao
Publikationsdatum
29.09.2022
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
International Journal of Legal Medicine / Ausgabe 1/2024
Print ISSN: 0937-9827
Elektronische ISSN: 1437-1596
DOI
https://doi.org/10.1007/s00414-022-02897-9

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