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肿瘤研究技术 | 癌症与代谢代谢组学是后基因组时代迅速发展起来的新兴学科,它主要是研究生物体内源性代谢物质的整体及其随内因和外因变化的科学分支。代谢组学研究的是生物事件的终点,可以与生物时间建立直接的关系。肿瘤的发生发展过程伴随着代谢的改变,对肿瘤样本进行代谢组研究,可以对肿瘤进行早期诊断,并从代谢角度整体对肿瘤疾病进行分析、个体化治疗及预后的判断。 1 肿瘤中代谢的研究 Odunsi等人应用代谢组学技术对38例卵巢癌上皮性癌、12例卵巢癌良性囊肿和53例正常妇女的血清样本进行代谢物分析,能准确判定患者的疾病类型。除此之外,该技术还成功诊断出2例I期卵巢癌患者。 Csibi等研究发现,肿瘤细胞可以通过增强肿瘤间质细胞中的氨基酸降解,积累谷氨酰胺。谷氨酰胺对癌细胞的增殖和存活至关重要。 Sasano等人在乳腺癌内分泌治疗的相关研究中,指出通过使用芳香化酶(尤其是17beta-HSDisozymes)抑制剂并监测瘤内其他酶系(尤其是STS)和相关微环境的变化情况,可以指导个体化的治疗。 肿瘤样本中的代谢改变有糖代谢改变、脂质代谢改变、氨基酸代谢改变、嘌呤嘧啶代谢改变等。 糖代谢改变是肿瘤中Z基本的改变。Chen等在SCID mice的基础上建立了胃癌转移组、非转移组和对照组模型;Denkert等通过对比研究结直肠癌患者肿瘤组织与正常粘膜组织的代谢表征,发现恶性肿瘤细胞中代谢物改变具有以下基本特征,即柠檬酸减少、乳酸、6-磷酸葡萄糖、5-磷酸核糖增多。 脂类代谢改变也常见于各类肿瘤组织中。肿瘤细胞增殖过程中,细胞膜旺盛合成对胆碱的需求增大,胆碱代谢途径改变,肿瘤细胞中含有胆碱的代谢物增多,基于此,11C-胆碱已作为一种放射性PET标记物应用于侵袭性前列腺癌骨转移的检测。 氨基酸是蛋白质合成的基本单位。Miyagi等对比研究肺癌、胃癌、结肠直肠癌、乳腺癌、前列腺癌患者于正常人的血浆游离氨基酸水平差异,发现谷氨酰胺、色氨酸、组氨酸、脯氨酸、鸟氨酸的特异性改变在五种肿瘤患者中均可检测到。癌症早期,所有氨基酸水平均下降,且统计学分析表明该结果与营养不良无关。 除了上述三大代谢改变外,肿瘤细胞中还发生着诸如嘌呤、嘧啶代谢等多种代谢改变。 不同代谢物及其肿瘤表征情况见下表: 2 代谢相关技术 1)非靶代谢组学:即非目标代谢组学或发现代谢组学,无偏向性地对所有小分子代谢物同时进行检测分析。 无偏向性的检测肿瘤样本中的所有代谢物,根据肿瘤组织和正常组织的代谢物差异分析,找寻肿瘤表征标记物。 2)靶向代谢组学:针对目标代谢物进行定性定量分析的一门研究,其中定量的过程中,需要首先建立目标代谢物的标准曲线,然后侧能绝对定量分析。 通过对肿瘤样本进行目标代谢物(糖类、氨基酸、脂肪酸等)进行靶向代谢研究,定量分析样本差异,表征不同时期肿瘤代谢物的表现。 |