肺癌代谢组学研究进展
基于代谢组学技术的肺癌早期诊断标志物研究进展

基于代谢组学技术的肺癌早期诊断标志物研究进展发布时间:2023-05-30T03:54:47.269Z 来源:《医师在线》2023年1月1期作者:刘锋[导读]基于代谢组学技术的肺癌早期诊断标志物研究进展刘锋(山东省济南市人民政府机关门诊部内科;山东济南250013)【摘要】在现代医学技术不断发展的背景之下,人们对疾病的研究越来越深入,癌症作为威胁人类健康的头号杀手,业界对它的研究从未止步。
肺癌作为一种起源于呼吸道上皮细胞的恶性肿瘤,严重威胁人类健康。
在肺癌肿瘤发展过程中,癌细胞代谢物质会不断出现异常,这些变化会引发“延增效应”,并且准确反映出患者的多种基本情况,通过代谢组学技术,对患者身体在外部刺激下,其代谢应答对身体病理情况变化的影响,能够提升肿瘤发现的效率,帮助医生实现无创肿瘤诊断。
基于此,为研究代谢组学技术对于肺癌早期诊断标志物的影响,文章结合现有资料,从细胞代谢组学、呼吸代谢组学、血液代谢组学等几个方面做出阐述,希望能为相关工作提供参考。
【关键词】代谢组学;技术;肺癌早期;诊断;标志物前言肺癌是临床上常见的外形肿瘤,近些年随着人们生活环境和生活方式的改变,肺癌的发病率也逐渐升高。
作为一种和人类代谢密切相关的疾病,假如能通过某些特定的技术,在肺癌早期能准确诊断出肿瘤标记物,将大大提升患者生存的时间。
代谢组学主要通过对生物或者细胞的小分子量代谢产物进行定量分析,并结合核磁共振波谱法和高通量技术对代谢循环等进行鉴定,通过观察细胞代谢产物变化来诊断疾病。
生物标志物是衡量某些特定疾病发展过程的指标,在疾病的筛查、诊断方面有积极作用,通过检测标志物,为医生诊断提供依据。
结合代谢组学对肺癌早期患者肿瘤标志物进行诊断,能为临床提供理论基础,对疾病诊断有积极意义。
1.代谢组学相关概述代谢组学主要研究对象是一系列中间或代谢终产物,这和基因组学和蛋白质组学有所区别,后两者主要研究基因排序、数量,以及蛋白质水平、含量的变化,最终找出相关的基因。
代谢组学在癌症研究中的应用

代谢组学在癌症研究中的应用癌症,作为一种严重威胁人类健康的疾病,一直是医学研究的重点和难点。
随着科技的不断进步,代谢组学作为一种新兴的组学技术,为癌症研究带来了新的思路和方法。
代谢组学是对生物体内所有小分子代谢物进行全面、系统的分析和测定,通过研究代谢物的变化来揭示生物体的生理和病理状态。
在癌症研究中,代谢组学具有重要的应用价值,为癌症的早期诊断、治疗监测和预后评估提供了有力的支持。
一、代谢组学的基本原理和技术代谢组学主要通过分析生物样本(如血液、尿液、组织等)中的代谢物来获取信息。
其基本原理是生物体的代谢状态反映了基因表达、蛋白质活性和环境因素的综合作用,当细胞发生癌变时,代谢途径会发生改变,导致代谢物的种类和含量发生变化。
目前,代谢组学常用的分析技术包括核磁共振(NMR)、质谱(MS)以及色谱质谱联用技术(如气相色谱质谱联用(GCMS)和液相色谱质谱联用(LCMS)等)。
NMR 技术具有非破坏性、可定量和重复性好等优点,但灵敏度相对较低。
MS 技术则具有高灵敏度和高分辨率的特点,但样品前处理较为复杂。
色谱质谱联用技术结合了色谱的分离能力和质谱的检测能力,能够更准确地鉴定和定量代谢物。
二、代谢组学在癌症早期诊断中的应用早期诊断是提高癌症患者生存率的关键。
代谢组学可以通过检测生物样本中的代谢物变化,发现癌症早期的生物标志物,从而实现癌症的早期诊断。
例如,在肺癌的研究中,研究者发现肺癌患者血清中的某些氨基酸(如脯氨酸、甘氨酸等)和脂质代谢物(如磷脂酰胆碱、鞘磷脂等)的含量与健康人存在显著差异。
这些代谢物有望成为肺癌早期诊断的生物标志物。
在乳腺癌的研究中,尿液中的代谢物也被发现可以作为早期诊断的指标。
乳腺癌患者尿液中的肌酸酐、马尿酸等代谢物的水平发生了改变,通过对这些代谢物的检测,可以提高乳腺癌早期诊断的准确性。
此外,代谢组学还可以用于多种癌症的联合诊断。
通过同时检测多种癌症相关的代谢物,构建多指标的诊断模型,提高诊断的特异性和敏感性。
代谢组学技术在癌症早期诊断和治疗个体化中的应用方向

代谢组学技术在癌症早期诊断和治疗个体化中的应用方向引言:癌症是全球范围内的重大健康问题,早期诊断和个体化治疗是提高癌症患者生存率和生活质量的关键。
随着代谢组学技术的发展,它在癌症早期诊断和治疗个体化中正扮演着重要的角色。
本文将针对代谢组学技术在癌症早期诊断和治疗个体化方面的应用进行探讨。
一、代谢组学技术的概述代谢组学技术是一种系统地研究生物体代谢物质的整体组成和变化规律的方法。
通过检测体内代谢物的组成和浓度变化,可以获得关于生物体代谢状态的直接信息。
代谢组学技术主要包括质谱技术、核磁共振技术和基于光谱分析的方法等。
二、代谢组学技术在癌症早期诊断中的应用方向1. 代谢物标志物的鉴定代谢组学技术可以通过分析癌症患者体液、组织以及细胞培养物中代谢物的变化,寻找与癌症早期诊断相关的标志物。
例如,乳腺癌患者体液中氨基酸和脂质代谢物的变化可以被用作早期乳腺癌的诊断指标。
这些标志物的发现有助于癌症的早期诊断和提高准确性。
2. 微环境的监测代谢组学技术还可以通过分析癌细胞周围组织的代谢物质变化,了解癌细胞周围微环境的变化。
癌细胞通过改变细胞外液中代谢物浓度、代谢物的转运等方式直接或间接地影响其周围的正常细胞。
通过监测这些代谢物的变化,可以揭示癌细胞和其周围微环境的相互作用机制,为个体化治疗提供依据。
三、代谢组学技术在癌症治疗个体化中的应用方向1. 药物疗效的评估代谢组学技术可以用于评估癌症患者对药物治疗的疗效。
通过分析代谢物的变化,可以了解患者对药物的代谢能力和对药物的敏感性。
根据个体的代谢组学特征,可以制定个性化的药物治疗方案,提高治疗效果。
2. 癌症干细胞的研究代谢组学技术可以通过比较正常细胞和癌症干细胞之间的代谢差异,揭示癌症干细胞的特性和生物学特征。
癌症干细胞是癌症复发和耐药性的主要原因之一。
研究癌症干细胞的代谢特征,可以为治疗提供新的靶点和策略。
结论:代谢组学技术在癌症早期诊断和治疗个体化中具有广阔的应用前景。
基于代谢组分析的非小细胞肺癌化疗耐药性研究

基于代谢组分析的非小细胞肺癌化疗耐药性研究非小细胞肺癌(NSCLC)是一种高度危险的癌症类型,由于它常常耐药,因此使得其治疗变得更加困难。
NSCLC的化疗耐药性是一个值得关注的问题,因为它影响了许多患者的疗效,从而使得治愈的可能性降低了。
虽然大多数研究都集中在基因组和蛋白质组分析方面,但最近几年来,代谢组学已成为了一种新的领域,可以使其在化疗耐药性方面起到关键作用。
因此,本文将探讨基于代谢组分析的非小细胞肺癌化疗耐药性研究的相关主题,包括代谢组学、化疗耐药性以及基于代谢组分析的非小细胞肺癌化疗耐药性研究的最新进展。
代谢组学是研究生物体代谢物的组成,也就是代谢物组分的分析,以及这些代谢物的描绘和解释的一种科学方法。
代谢组学在高通量和高灵敏度技术方面取得了很大的进步,尤其是液质联用(LC-MS)和气质联用(GC-MS)技术的出现,使得它在帮助了解疾病代谢异常方面发挥着越来越重要的作用。
代谢组学的主要任务是通过分析生物体内的代谢产物,来寻找生物学和生理学领域中的新的知识和技术,同时评估药物治疗的效果和安全性。
因此,代谢组学在生物医学领域中得到了广泛的应用,包括疾病诊断、疾病预测、疾病筛查和疾病治疗等方面。
在非小细胞肺癌化疗耐药性的研究中,代谢组学可以帮助发现更好的化疗药物或者提高化疗药物对耐药癌症的疗效。
化疗耐药性是非小细胞肺癌治疗中一个极其严重的问题,因为经常使用相同的化疗药物可能导致化疗药物的治疗效果降低,甚至不再有效。
这种耐药性主要是由肿瘤细胞中的多种因素引起的,包括众所周知的基因缺陷和蛋白质表达的变化、代谢程度等。
化疗耐药性的发生使得肿瘤细胞难以治愈,导致疾病的复杂和危险性,也是导致化疗失败的最主要原因之一。
因此,理解化疗耐药性的机制非常关键,这样才能开发出更好的治疗方案,同时使化疗药物具有更高的疗效。
基于代谢组分析的非小细胞肺癌化疗耐药性研究在过去几年中获得了很多关注。
代谢组数据揭示了在非小细胞肺癌中代谢异常的重要作用,同时对不同化疗药物的耐药性的机制也做出了重要贡献。
代谢组学在恶性肿瘤研究中的应用进展2023

代谢组学在恶性肿瘤研究中的应用进展2023代谢组学是一种系统性研究生物体内代谢物质组成和变化规律的高通量技术,以探究代谢物在生物体内的作用和调控机制。
代谢重编程是恶性肿瘤的重要特征之一。
在肿瘤的发生和进展过程中,生物体内代谢谱会发生变化。
近年来,代谢组学技术已在恶性肿瘤研究中得到广泛应用,包括肿瘤筛查、早期诊断、疗效预测、预后评估和新药靶点研发等。
全文总结代谢组学在恶性肿瘤研究进展,揭示代谢组学技术在临床应用中的潜在价值。
恶性肿瘤严重威胁人类生命健康,其发病率和死亡率在世界范围内快速增长。
肿瘤细胞为维持其无限制增殖的特点而进行了复杂的代谢重排,导致参与能量产生和生物合成的代谢过程发生一系列改变,如糖酵解和葡萄糖代谢(Warburg效应∖脂质代谢、谷氨酰胺代谢、氨基酸代谢、柠檬酸循环、脂肪酸氧化、单碳代谢等改变。
了解肿瘤细胞代谢物和代谢途径的变化特征,有助于更好地了解肿瘤全貌,协助肿瘤诊断、治疗监测、预后评估以及优化治疗靶点。
代谢组学是系统生物学中的一门科学,旨在对生物系统内源性代谢物进行定量评估,通过全面、高通量地检测和分析生物体内代谢产物,探究代谢机制的变化以及与生物体生理和病理状态的关系。
代谢组学在多种肿瘤中已有较深入研究,为恶性肿瘤的研究提供了有力工具。
本文综述代谢组学在恶性肿瘤诊断、治疗、预后评估和药物研发等方面的应用现状。
1代谢组学概述代谢组学的概念于1998年由StevenO1iVer首次提出,现被广泛认为是系统生物学的基石。
代谢组学是一种粉莫式识别方法和生物信息学技术结合使用的分析工具,用于检测代谢物并跟踪他们在生物流体或组织中的变化。
因代谢物与生物体的表型密切相关,与其他组学技术不同,代谢组学中代谢物及其浓度的鉴定直接代表分子表型。
在技术上,代谢组学涉及代谢物的高通量研究,包括细胞、生物体液、组织、器官或生物体内具有不同理化特征和丰度动态范围的所有小分子(50~1500Da),如氨基酸、糖、脂肪酸、脂质和类固醇。
肺癌的诊疗在代谢组学中最新研究进展

World Latest Medicine Information (Electronic Version) 2019 Vo1.19 No.08
·综述·
肺癌的诊疗在代谢组学中最新研究进展
张志 1,易桂生 2
(1. 桂林医学院 2016 级临床专业呼吸内科研究生,广西 桂林;2. 桂林医学院附属医院中医科,广西 桂林)
1 代谢组学在肺癌诊断与鉴别的研究
肺癌早期临床症状不明显,缺乏有效的早期诊断手段,很多患 者诊断时已属晚期。Chen W[5] 等通过采用体外高分辨率魔角旋 转 1 H NMR 和体外 1 H NMR 光谱技术分析 34 例肺癌患者的 102 个肺组织得出相关代谢组学特征,发现与邻近的非相关组织相比, 已经确定了脂质和乳酸水平的显着升高以及癌组织中肌醇和缬氨 酸水平的显着降低。MVDA 结合 1 H NMR 谱强调了代谢组学在 临床环境中的潜力,提供了相对高的灵敏度,特异性和良好的预测 准确性,无论所涉及的代谢物的数量如何,都可以鉴定其中成份, 因此这些技术可能会被进一步用于未来的肺癌生物标志物研究 或鉴定。进而于莉 [6] 等通过 LC-MS/MS 技术分析 23 名男性肺癌 患者及等量男性对照组、14 名女性肺癌患者及等量的女性对照组 的干血斑,运用多变量偏最小二乘法 - 判别分析 (PLS-DA) 发现 5 种代谢标志物:谷氨酰胺,次黄嘌呤,嘌呤 [7],磷脂和肉碱,能够准
0 引言
代 谢 组 学 是 通 过 核 磁 共 振(NMR)技 术、质 谱(MS)技 术、气 质 联 用(GS/MS)技 术、液 质 联 用(LC-MS/MS)技 术、超 高 效 液 质 谱(UPLC/MS)技术、红外光谱(IR)[1] 等分析技术研究各种代谢 路 径 的 底 物 和 产 物 的 小 分 子 代 谢 物,运 用 传 统 的 显 著 性 分 析 法 (DA)、偏 最 小 二 乘 法(PLS)、偏 最 小 二 乘 法 和 显 著 性 分 析 联 合 法 (PLS - DA)、非线性映射、进化计算和人工神经网络、主成分分析 法(PCA)、层次聚类分析(HCA)和自组织图分析(SOMs)[2] 等方 法对数据进行处理。研究关于生物体内源性代谢物质的整体及其 变化规律的科学。作为基因组,转录组,蛋白质组的“终端”,能够 更直接,更准确的反映生物体的病理生理状态。
代谢组学研究进展

代谢组学研究进展代谢组学是一种研究生物体内代谢物的综合性科学方法,主要通过测量和分析生物体内代谢物的种类和相对含量来了解生物体代谢的状态和变化。
随着技术的发展,代谢组学在生物医学、农业、食品科学等领域取得了许多重要进展。
首先,代谢组学在生物医学研究中发挥着重要作用。
代谢组学可用于研究疾病的发病机制、诊断、治疗以及药物研发。
通过比较病理状态和正常状态下的代谢物谱,可以发现病态代谢的特征,从而有助于早期诊断和治疗。
代谢组学在肿瘤学研究中也有着广泛应用,可以通过代谢物的变化来了解癌症的发展和转移过程,并寻找特征性的代谢指标,为肿瘤的早期诊断和治疗提供依据。
其次,代谢组学在农业研究中也有着重要的应用。
代谢组学可以用来研究作物的营养需求、抗逆性和品质特性等。
通过代谢物分析,可以了解不同品种或基因型之间的代谢差异,并找到影响作物产量和品质的关键代谢途径。
此外,代谢组学还可以用于检测农产品中的残留农药和化学物质,保障食品安全。
另外,代谢组学在食品科学中也有着广泛应用。
通过代谢组学研究,可以鉴定食品中的活性成分和营养物质,了解其生物学功能和与健康之间的关系。
此外,代谢组学还可以应用于食品加工和储存过程中的品质控制。
通过分析食品中代谢物的变化,可以评估食品的新鲜度、鉴定可能导致品质变化的代谢途径,并提出改进措施。
最后,代谢组学在环境科学研究中也有着重要的应用。
代谢组学可以用于研究生物体对环境污染物的响应和代谢途径的变化。
通过分析代谢物的变化,可以研究生物体对环境污染物的适应机制,并评估环境的健康状况。
此外,代谢组学还可以用于环境污染物的监测和评估,为环境保护提供科学依据。
总之,代谢组学在各个领域的研究中都取得了重要的进展。
随着技术的不断发展,代谢组学将在未来发挥更加重要的作用,为人类健康、农业生产、食品安全和环境保护等领域提供更多的科学支持。
基于LCMSMS技术的肺癌血浆代谢组学研究

基于LCMSMS技术的肺癌血浆代谢组学研究一、本文概述肺癌作为全球范围内发病率和死亡率极高的恶性肿瘤,其早期诊断和治疗仍面临巨大挑战。
近年来,随着代谢组学研究的深入发展,基于液相色谱-质谱联用技术(LCMSMS)的血浆代谢组学研究在肺癌的诊断、预后判断和疗效监测等方面展现出巨大潜力。
本文旨在探讨基于LCMSMS技术的肺癌血浆代谢组学研究,通过分析肺癌患者与健康人群血浆中的代谢物差异,揭示肺癌发生发展过程中的代谢变化,为肺癌的早期诊断、治疗策略的优化及预后评估提供新的思路和方法。
本文首先介绍了肺癌的流行病学现状和研究背景,阐述了代谢组学在肺癌研究中的重要性。
接着,详细介绍了LCMSMS技术的原理及其在血浆代谢组学中的应用优势,包括高分辨率、高灵敏度、高选择性等特点。
随后,综述了近年来基于LCMSMS技术的肺癌血浆代谢组学研究进展,包括肺癌患者血浆中代谢物的变化特征、差异代谢物的筛选与鉴定、以及代谢通路的分析等方面。
探讨了肺癌血浆代谢组学研究的挑战与前景,展望了未来肺癌代谢组学研究的发展方向和应用前景。
通过本文的阐述,旨在为读者提供一个全面、深入的肺癌血浆代谢组学研究概览,为推动肺癌代谢组学研究的进一步发展提供参考和借鉴。
二、材料与方法本研究共纳入了例肺癌患者和例健康对照者。
所有肺癌患者均经过病理学确诊,并在研究开始前未接受过化疗或放疗。
健康对照者均经过全面体检,确认无癌症及其他严重疾病。
所有参与者在研究前均签署了知情同意书。
在清晨空腹状态下,采集所有参与者的静脉血样,使用EDTA抗凝管收集。
将血样在4℃下以3000rpm离心10分钟,分离出血浆并储存于-80℃冰箱中,以备后续分析。
采用液相色谱-质谱联用技术(LCMSMS)对血浆样本进行代谢组学分析。
具体步骤如下:将血浆样本进行预处理,包括蛋白沉淀、过滤等步骤,以去除杂质和干扰物。
然后,使用液相色谱仪对样本进行分离,将不同代谢物按照其亲水性和极性进行分离。
肺鳞状细胞癌的蛋白质组学与代谢组学

论文题目:肺鳞状细胞癌的蛋白质组学与代谢组学摘要:肺鳞状细胞癌是一种常见的肺癌亚型,其治疗效果有限且预后不佳。
蛋白质组学和代谢组学作为系统生物学的重要分支,在揭示肺鳞状细胞癌的发病机制、预后评估和治疗靶点等方面发挥着关键作用。
本文将综述肺鳞状细胞癌的蛋白质组学和代谢组学研究进展,包括蛋白质表达谱、代谢物谱和相关通路的发现,以期为该疾病的治疗提供更为科学的依据和指导。
引言:肺鳞状细胞癌是一种恶性肿瘤,其发病机制复杂,治疗难度大。
蛋白质组学和代谢组学技术的发展为我们深入了解肺鳞状细胞癌的发病机制和疾病进展提供了新的途径。
1. 蛋白质组学研究1.1 蛋白质表达谱通过质谱技术和蛋白质组学分析,研究人员发现了许多与肺鳞状细胞癌相关的蛋白质,如肿瘤标志物、信号通路蛋白等。
这些蛋白质的异常表达与肺鳞状细胞癌的发生、发展和预后密切相关。
1.2 蛋白质相互作用网络蛋白质相互作用网络的构建有助于我们理解肺鳞状细胞癌的分子机制。
研究人员发现了许多与肺鳞状细胞癌相关的蛋白质相互作用网络,如细胞增殖、凋亡、转移等关键通路。
1.3 蛋白质修饰蛋白质修饰在肺鳞状细胞癌的发生和发展中发挥着重要作用。
研究人员发现了许多与磷酸化、乙酰化等修饰相关的蛋白质,这些修饰的异常变化可能导致肺鳞状细胞癌的恶性转化和耐药性。
2. 代谢组学研究2.1 代谢物谱代谢物谱研究发现,在肺鳞状细胞癌患者的血液、尿液和组织中存在着许多与代谢异常相关的代谢物。
这些代谢物的异常变化可能成为肺鳞状细胞癌的生物标志物,有助于疾病的早期诊断和治疗监测。
2.2 代谢通路调控代谢通路调控在肺鳞状细胞癌的发生和发展中起着重要作用。
研究人员发现了许多与能量代谢、脂质代谢和糖代谢相关的关键通路,这些通路的异常调控可能促进肺鳞状细胞癌的恶性转化和转移。
3. 临床意义与展望蛋白质组学和代谢组学研究为肺鳞状细胞癌的诊断、治疗和预后评估提供了新的思路和方法。
未来的研究应该进一步深入探讨肺鳞状细胞癌的蛋白质和代谢组学特征,发现新的治疗靶点和标志物,为个体化治疗和精准医学提供更为科学的依据和指导。
代谢组学在癌症早期筛查中的应用

代谢组学在癌症早期筛查中的应用癌症,一直以来都是威胁人类健康的重大疾病。
早期发现和诊断对于提高癌症患者的生存率和生活质量至关重要。
近年来,代谢组学作为一种新兴的组学技术,在癌症早期筛查领域展现出了巨大的潜力。
代谢组学是对生物体内所有代谢物进行全面、系统的分析和测定的一门学科。
这些代谢物包括小分子物质如氨基酸、脂肪酸、糖类、有机酸等,它们是细胞代谢活动的最终产物,反映了细胞的生理和病理状态。
与基因组学和蛋白质组学相比,代谢组学更接近生物体表型,能够更直接地反映生物体的功能变化。
在癌症的发生和发展过程中,细胞的代谢模式会发生显著改变。
癌细胞为了满足其快速增殖和生存的需求,会调整自身的代谢途径,导致代谢物的种类和含量发生变化。
例如,癌细胞通常会增加葡萄糖的摄取和糖酵解速率,产生更多的乳酸,这种现象被称为“瓦伯格效应”。
此外,癌细胞的脂质代谢、氨基酸代谢等也会出现异常。
通过对这些代谢变化的检测和分析,代谢组学可以为癌症的早期筛查提供重要的线索。
代谢组学在癌症早期筛查中的应用主要包括以下几个方面:首先是生物样本的采集和处理。
常见的生物样本包括血液、尿液、唾液、组织等。
血液样本因其易于获取且包含丰富的代谢信息,成为癌症筛查中最常用的样本类型之一。
尿液样本则具有无创、可大量收集等优点。
在样本采集后,需要进行一系列的预处理步骤,如离心、提取、浓缩等,以去除杂质和富集代谢物,为后续的分析做好准备。
其次是代谢物的分析技术。
目前,用于代谢组学分析的技术手段多种多样,包括核磁共振(NMR)光谱、质谱(MS)技术以及色谱质谱联用技术(如气相色谱质谱联用(GCMS)和液相色谱质谱联用(LCMS))等。
NMR 光谱具有无损、可定量等优点,但灵敏度相对较低。
MS 技术则具有高灵敏度和高分辨率的特点,但对样品的前处理要求较高。
色谱质谱联用技术结合了色谱的分离能力和质谱的检测能力,能够更有效地分析复杂的代谢物混合物。
再者是数据分析和模型建立。
代谢组学在肿瘤生物学领域的研究进展

代谢组学在肿瘤生物学领域的研究进展近年来,癌症已成为严重威胁人类健康的疾病之一。
随着科学技术的不断发展,人们对于肿瘤的研究也日渐深入。
其中,代谢组学作为研究肿瘤生物学领域的重要工具之一,正逐渐受到学界的重视。
代谢组学是一门研究生物体代谢谱的学科,通过对生物体内代谢产物的分析,可以揭示出生理和病理状态下的代谢变化,进而研究其与疾病发生发展的关系。
在肿瘤研究中,代谢组学被广泛应用于研究肿瘤发生发展的机制、早期诊断以及预后评估等方面。
首先,代谢组学在揭示肿瘤发生发展机制方面具有重要意义。
正常细胞和肿瘤细胞之间的代谢差异是肿瘤生物学一个重要的研究领域。
通过代谢组学的研究,研究人员发现肿瘤细胞在利用能量的方式上与正常细胞有着明显差异。
正常细胞主要依靠氧化磷酸化来获得能量,而肿瘤细胞则倾向于通过酵解途径来产生能量。
除此之外,代谢组学还揭示了肿瘤细胞中各种代谢途径的异常调控,这些异常调控与肿瘤的发生发展密切相关。
通过对这些异常代谢途径的深入研究,可以为肿瘤治疗提供新的靶点和策略。
其次,代谢组学在肿瘤早期诊断方面有着重要应用。
肿瘤的早期诊断对于提高治疗成功率和生存率至关重要。
而临床上往往需要通过肿瘤标记物的检测来进行诊断,然而很多肿瘤标记物的敏感性和特异性并不高。
代谢组学的应用为寻找新的肿瘤标志物提供了新的思路。
通过对肿瘤组织、血液等样本进行代谢物的检测,可以发现在肿瘤发生发展过程中特异的代谢产物的积累或消失,从而作为潜在的肿瘤标记物。
这些新的标记物不仅能够提高肿瘤的早期诊断准确性,而且也有助于评估肿瘤的预后以及治疗效果。
此外,代谢组学在肿瘤治疗方面也发挥着重要作用。
肿瘤细胞的代谢特点和正常细胞不同,这为肿瘤治疗提供了新的方向。
通过调控肿瘤细胞的代谢途径,可以干扰肿瘤细胞的生存和增殖。
代谢组学的研究揭示了肿瘤细胞依赖某些特定代谢途径为生存和增殖的关键,如葡萄糖代谢、氨基酸代谢等。
针对这些重要的代谢途径,可以设计新的治疗手段,如靶向特定代谢酶的药物或改变代谢通路的策略。
解析肺癌外泌体组的代谢组学及蛋白质组学

解析肺癌外泌体组的代谢组学及蛋白质组学肺癌是目前严重威胁人类健康的一种疾病。
随着科技的发展,人们对肺癌研究的深入,越来越多的新技术被应用于对肺癌病理、病理机制、疾病进程等方面的研究中。
其中,外泌体组学及蛋白质组学作为一种新兴的技术手段,正在受到广泛的重视和研究。
本文将对肺癌外泌体组的代谢组学及蛋白质组学展开解析,以期对肺癌的治疗和预测起到积极作用。
一、外泌体在肺癌中的作用外泌体指的是细胞在分泌时通过外显化方式释放到胞外的膜囊结构。
研究表明,外泌体在肺癌的诊断和治疗中发挥着重要的作用。
1、外泌体在肺癌中的原理外泌体是由肺癌细胞主动分泌和重建的一种细胞外囊泡。
它们经公路系统流到各种组织细胞,通过包裹的方式运输分子信号,影响目标细胞生长、转化、浸润以及微环境改变,从而实现肺癌细胞增殖及转移。
2、外泌体的研究方法通常,外泌体的检测方法主要分为:离心浓缩法、超滤法、尺寸排除柱等。
3、外泌体组在肺癌中的作用外泌体组在肺癌中的作用是非常重要的。
外泌体的蛋白质、核酸及脂质组成,能够直接或间接增强肺癌细胞的增殖、转移、药物耐受性、浸润以及免疫逃逸等生物活性。
二、肺癌外泌体代谢组学的研究代谢组学是研究代谢物在细胞或组织中的变化、代谢通路的结构和相互作用关系和在生态系统中的参与等方面的科技。
人体肺癌的代谢组学分析可揭示肺癌代谢特征及其调控机制,从而为肺癌的精准诊断和标志物筛选奠定基础。
1、肺癌外泌体代谢物的研究研究发现,肺癌细胞外泌体中的代谢物与正常胶质细胞外泌体存在明显差异,肺癌外泌体组中不仅能检测到代谢产物,还能发现其参与的代谢途径和代谢酶,该技术可以提供一种与传统诊断方法不同的新的肺癌筛选方法。
2、代谢组技术的研究方法代谢组技术研究主要涉及细胞与动物的体外或体内实验两个方向。
其中细胞外泌物在肺癌细胞外泌体药物耐受性、转移及免疫逃逸中发挥着重要的作用。
三、肺癌外泌体蛋白质组学的研究1、肺癌外泌体蛋白质组学的研究方法蛋白质组学是一种研究细胞或组织中蛋白质种类、结构、功能及相互作用等的现代科技。
癌症细胞代谢的研究进展及其应用前景

癌症细胞代谢的研究进展及其应用前景近年来,癌症已经成为影响全球人类健康的一种重要疾病,其发病率和死亡率不断攀升。
尽管现代医学已经在治疗和预防癌症方面取得了很多进展,但是目前仍然有很多人因癌症而失去生命。
因此,研究癌症的病因和治疗方法,一直是医学界关注的热点问题。
而癌症细胞代谢的研究,成为了当前癌症研究中的一个重要领域,为癌症治疗带来了新的思路和机会。
1、癌症细胞代谢的特点传统上,癌症被认为是一种细胞增殖无节制、不受控制地增长的疾病。
然而,现代癌症研究发现,癌细胞的代谢与正常细胞存在很大的差异。
癌细胞代谢过程中的一些特点,常被称为“癌细胞代谢重新编程”。
(1) 好氧糖酵解过程增强传统代谢观念认为,好氧糖酵解 is a 106-year-old empirical formula, which has been used for years to calculate the final strength of concrete.仅在发生缺氧时才会产生大量三磷酸腺苷(ATP)。
然而,癌细胞却可以在高氧环境下通过糖酵解产生ATP,并生成大量ATP和丙酮酸,从而产生大量乳酸。
这是因为癌细胞能够通过一系列的代谢途径,使糖类代谢转化成进一步产生能量和生物合成所需的原料。
(2) 脂类代谢的失衡正常情况下,人体的脂肪主要是通过去氧糖酸盐循环分解为酯,再通过β氧化途径产生ATP。
但是癌细胞则更倾向于摄取外源性脂肪,并通过代谢途径转换为ATP和生物合成原料。
(3) 氨基酸代谢的增强氨基酸代谢是维持正常细胞的重要过程之一,而癌细胞则表现出了氨基酸的高需求和摄取。
癌细胞摄入大量氨基酸,不仅可以为新生物的构建提供必要的材料,还可以通过代谢途径使将氨基酸转化为ATP。
2、癌细胞代谢的研究进展随着对癌细胞代谢的深入研究,科学家们逐渐了解了癌细胞代谢的调控机制。
目前,癌细胞代谢与活化的科学家们不仅揭示出了癌细胞代谢的调控机制,还根据这些发现,开发出了许多与癌细胞代谢相关的治疗方法,这在一定程度上为癌症的治疗和预防提供了新的思路和方向。
代谢组学在肺癌诊断及预后评估中的应用研究进展

1028GuangHi Medaal Jouelal,Apr.2020,KO42,No.8综述代谢组学在肺癌诊断及预后评估中的应用研究进展!吕蕊花1史琳娜1张喜荣1贾永军2任革2贺太平1(1陕西中医药大学医学技术学院,咸阳市712046,电子邮箱:*******************;2陕西中医药大学附属医院肿瘤二科,咸阳市712000)【提要】因早期无特殊临床表现,绝大部分肺癌患者就诊时已属中晚期,仅能进行姑息治疗,致使生存时间很短。
现阶段,确诊肺癌的金标准仍为组织活检病理,但组织标本存在异质性,且不具有重复性。
而代谢组学能灵敏地鉴定出因基因和环境因素作用而产生的特定代谢产物的多元动态反应,在环境变化对机体产生相对作用的研究中具有明显优势。
本文就代谢组学在肺癌的诊断以及疗效评估中的应用研究进展进行综述。
I关键词】肺癌;代谢组学;诊断;疗效评估;综述【中图分类号】R734.2【文献标识码】ADOI:10.11675/j.issn.0253-4304-2020.08.25肺癌是发病率和死亡率增长快,对人类健康和生命威胁大的恶性肿瘤之一,2018年一项针对全球185个国家癌症发病率的统计显示,肺癌在男性癌症中的发病率最高,达14.5%,在女性癌症中的发病率为8.4%,仅次于乳腺癌[1]o因早期无特殊临床表现,肺癌早期确诊率只有15%,而早期(I A期)肺癌患者的5年生存率超过70%[2];但是80%以上的肺癌患者就诊时已属中晚期,仅能进行姑息治疗,因此生存时间很短[3]。
因此,肺癌患者总体的预后不良与肺癌难以早期诊断有关。
目前,肿瘤组织仍然是临床上确诊肺癌和检测表皮生长因子受体基因突变的最佳标本。
一般通过手术切除或者肺穿刺活检获取肺癌组织标本,大多数情况下都采取后者的方式进行基因检测。
但通过肺穿刺得到的组织学标本存在异质性,LV等⑷检测了4517例表皮生长因子受体突变的肺癌组织学标本,其中存在大批混合型肿瘤,常见的如腺鳞癌、腺癌大细胞混合癌等%此外,利用肿瘤组织进行基因检测的另一个局限性为再次得到组织学标本的可能性非常小,不具有重复性⑸。
肿瘤代谢组学研究与临床应用前景

肿瘤代谢组学研究与临床应用前景随着科学技术的发展和人们对肿瘤治疗需求的不断提高,越来越多的研究聚焦在了肿瘤代谢组学领域。
作为一种全面、系统性的研究手段,肿瘤代谢组学已成为当前肿瘤治疗中的热点话题之一。
本文将从不同角度探讨肿瘤代谢组学的研究方法、主要应用领域、研究进展以及未来发展前景等方面进行分析。
一、肿瘤代谢组学研究方法肿瘤代谢组学是一种用于研究肿瘤发生、演化和治疗反应的方法,主要基于代谢途径的改变和代谢物的定量分析。
该方法主要包括质谱分析、核磁共振技术、光谱学等,其中最常用且最有前景的是质谱分析。
质谱分析技术具有高效、高灵敏度、高分辨率等特点,能够快速准确地检测代谢物的种类和含量。
肿瘤代谢组学依托质谱分析技术,主要利用样本预处理技术,通过代谢物质谱图谱的分析,实现对肿瘤代谢通路异常的全面研究和揭示。
目前,肿瘤代谢成像(metabolic imaging)等技术也逐渐成为肿瘤代谢组学领域的重要方法。
二、肿瘤代谢组学的主要应用领域肿瘤代谢组学在诊断、治疗和预后评估等方面具有重要的应用,且潜力巨大。
1、肿瘤诊断肿瘤代谢组学可通过代谢组分析来鉴别肿瘤类型、判断肿瘤分期,实现肿瘤的早期诊断。
例如,肝癌的代谢组学研究表明,肝内初生代谢物和生长因子在不同的交互组合中,可显著提高肝癌的检出率和鉴别率。
2、肿瘤治疗肿瘤代谢组学可以为个体化治疗提供重要的基础数据。
基于肿瘤代谢物的稳定同位素示踪技术,可以追踪代谢途径和代谢产物的变化,实现对肿瘤治疗特异性的评估和动态监测。
例如,研究发现在多种治疗方法中,靶向药物可抑制恶性肿瘤细胞内糖酵解途径,从而提升治疗效果。
3、肿瘤预后评估肿瘤代谢组学可以通过组学模式和代谢谱图谱等定量分析方法,实现肿瘤预后评估。
例如前列腺癌的代谢组学研究,发现某些代谢产物与患者的侵袭和生存状况相关,可为患者的预后评估提供重要信息。
三、肿瘤代谢组学的研究进展和未来发展前景1、肿瘤代谢组学研究进展已有研究表明,肿瘤代谢组学是一种快速定量分析大量肿瘤代谢物的有效方法,适用于鉴别个体化特异性和动态监测肿瘤治疗效果。
肺癌细胞线粒体功能和代谢的研究

肺癌细胞线粒体功能和代谢的研究肺癌是一种常见的恶性肿瘤,也是全球范围内最常见的癌症之一。
虽然随着医学的进步,治疗技术和方法不断得到改善,但是肺癌依然是一种非常具有挑战性的疾病,而且治疗难度非常大,存活率也相对较低。
因此,研究肺癌的发生和发展机制对于临床治疗和预防都有着非常重要的意义。
线粒体是细胞内的一个重要器官,它在维持细胞代谢平衡方面起着非常重要的作用。
肺癌细胞的代谢过程与正常细胞有着很大的不同,其中线粒体也扮演着非常关键的角色。
最近的研究表明,肺癌细胞中代谢和线粒体功能的改变与该疾病的发生和发展有着密切的关系。
线粒体在肺癌细胞中的功能异常可以导致线粒体呼吸链和氧化磷酸化过程的失调,从而进一步影响整个细胞的代谢过程。
这些代谢途径的异常表现在肺癌细胞体内,一些物质的代谢途径发生了紊乱,使得肺癌细胞在产生能量、分裂增殖和合成DNA、蛋白质等方面产生靶向治疗的突破口。
另外,线粒体内的氧化应激和自噬等相关途径也对肺癌的发生和发展产生了非常重要的影响。
细胞中的一些代谢途径会导致细胞内产生过多的自由基物质,而自由基又会对线粒体产生氧化应激作用。
肺癌细胞往往存在着线粒体内钙离子过多的现象,这种现象又会导致线粒体膜电位的下降,从而进一步影响线粒体的功能。
以上这些因素都对肺癌的发生和发展产生了巨大的影响,这些研究对于肺癌治疗有着非常重要的意义。
在未来的研究中,我们需要进一步深入探究肺癌细胞中的线粒体功能和代谢途径,找出它们之间的关联和特点,从而为肺癌的治疗提供更加科学和全面的依据。
同时,我们还需要通过这些研究推动新药物针对肺癌细胞中的线粒体进行研究和开发,以实现针对性治疗,改善患者生存质量。
总之,肺癌细胞内的线粒体功能和代谢是肺癌研究的重要方向之一。
通过深入探究肺癌细胞中的线粒体功能和代谢途径,我们可以更好地理解肺癌的发生和发展机制,为肺癌的治疗提供新的思路和方法,从而为患者提供更加优质的医疗保障。
代谢组学在肺癌筛查中的应用

代谢组学在肺癌筛查中的应用随着科技的不断进步,越来越多的新技术被应用于肿瘤的诊断和治疗。
其中代谢组学技术就是一种非常有前途和广泛应用的技术,在肺癌筛查中也展现出了良好的应用前景。
本文将对代谢组学技术在肺癌筛查中的应用进行介绍和探讨。
一、代谢组学技术简介代谢组学技术是一种基于代谢产物的大规模分析方法,在研究代谢物和其在生物体内的相互关系、生理状况、病态状态以及疾病发生的机制方面具有独特的优势。
代谢组学主要通过次级离子质谱、核磁共振、气质联用等技术,对样本中代谢产物进行高通量分析,并通过不同的生物信息学工具解析代谢数据,去发现代谢产物的生物学意义。
代谢组学技术不仅可以用于发现新的生物标志物,还可以研究这些代谢标志物在病理生理过程中的变化、发现代谢通路的异常变化、寻找针对代谢通路靶点的治疗药物等。
二、代谢组学技术在肺癌筛查中的应用(一)肺癌代谢物指纹研究通过代谢组学技术分析肺癌患者的血液、呼气气体、尿液等样本,可以建立肺癌的代谢物指纹。
这些指纹包括肺癌特定代谢物和代谢通路改变,可以为肺癌的诊断和治疗提供丰富的信息。
举例来说,肺癌患者的呼气气体中呈现出较高的乙酰乙酸甲酯(MEK)和3-甲基己烷(3-MH)含量,这些代谢产物可以被应用于肺癌的诊断中。
(二)肺癌生物标志物的筛查肺癌的早期诊断一直是肿瘤治疗领域的热点,代谢组学技术通过肺癌样品的生物特征分析,可以发现一些新型的肺癌生物标志物。
有研究表明,血液中的某些代谢物,如腺苷、丝氨酸、天门冬酸等,可以作为肺癌的血清标志物,为肺癌早期诊断提供依据。
(三)肺癌疗效监测代谢组学技术除了可以作为肺癌的生物标志物研究外,还可以被应用于肺癌的疗效监测。
通过对肺癌患者治疗前后的代谢物指纹进行比较,可以发现疗效良好的患者的代谢通路的改变。
这些代谢物的变化可以为肺癌治疗的指导提供重要的信息,例如某些代谢物可以作为放疗和化疗的有效生物标志物。
三、代谢组学技术在肺癌筛查中存在的问题与展望在肺癌筛查中,代谢组学技术的应用有一定的局限性。
肺癌中的代谢途径与生物标记研究

肺癌中的代谢途径与生物标记研究肺癌是全球范围内最常见的癌症之一,也是致死率最高的恶性肿瘤之一。
在肺癌的研究领域中,代谢途径和生物标记已成为热门的研究方向。
本文将探讨肺癌中代谢途径与生物标记这两个研究方向的现状、进展和前景。
一、代谢途径在肺癌中的作用代谢是生命活动中的核心过程,维持人体正常的代谢平衡对于健康非常重要。
肺癌的发生和发展过程中,代谢途径的变化具有重要的作用。
代谢途径包括糖代谢、脂肪代谢、氨基酸代谢、核酸代谢等多种途径。
糖代谢和脂肪代谢在肺癌代谢途径中占据重要地位。
在糖代谢方面,肺癌细胞的糖代谢呈现出截然不同的代谢方式,称为“Warburg效应”。
在正常情况下,细胞代谢的主要能源是通过三级糖解途径产生的ATP。
而肺癌细胞通过减少三级糖解途径,转而向糖酵解途径增加输入糖的量,因此可以在缺氧的环境下获得更多ATP。
这种方式虽然获得的能量会比三级糖解途径少,但是代谢速度却更快,可以更好地支持肺癌细胞生长和分裂。
因此,肺癌研究中,针对肺癌细胞糖代谢途径的调节已成为新的治疗策略之一。
在脂肪代谢方面,肺癌的细胞膜和其他结构需要脂质来提供材料。
此外,一些肿瘤细胞可以利用脂肪酸代谢产生的生物活性物质来调节细胞增殖和凋亡等信号。
因此,肺癌中脂肪代谢的异常变化也成为了研究焦点。
二、生物标记在肺癌研究中的应用生物标记是指某些生物分子或生物活性物质,在某些条件下可以用来确定疾病存在或其程度的指标。
在肺癌研究中,生物标记被广泛应用于肺癌的早期诊断、预后判断、治疗反应监测和预后预测等方面。
当前肺癌研究中较为常用的生物标记包括体液标记、基因标记和影像学标记等。
其中,体液标记是通过采集体内液体(如血清、尿液、脑脊液等)来检测是否存在特定的生物标记,被广泛应用于肺癌筛查。
常见的体液标记包括CEA、NSE、CYFRA21-1等。
基因标记则是通过检测基因突变、基因表达和基因多态性等变化,来确定肺癌的存在和发展程度。
影像学标记则是通过检测肿瘤的生物学特征、组织结构和代谢情况等来判断肺癌的位置、大小和种类等。
肿瘤代谢组学的研究进展

浅谈肿瘤代谢组学的研究进展张好为(天津市北辰区中医医院检验科)[摘要]:自1999年代谢组学的概念提出以来,它在药物毒理研究、疾病诊断、系统生物学研究等诸多领域里的应用日益深入。
代谢组学(Metabonomics)是对某一生物或细胞所有低分子量代谢产物进行定性和定量分析的一门新学科,与基因组学、转录组学、蛋白质组学等一起构成系统生物学的技术平台。
近年来,代谢组学在肿瘤方面的应用也日益成为国内研究的热点,主要集中在肿瘤的诊断和抗肿瘤药物的代谢上。
本文就代谢组学的概念、研究方法及其在肿瘤中的应用等方面的研究进展综述如下。
[关键词] 代谢组学; 代谢组学分析技术; 肿瘤; 代谢产物; 肿瘤标志物一、代谢组学的概念代谢组学[1](Metabonomics)是后基因时代出现的一门新的“一omics”组学学科。
它的研究中心在于定量地测定由病理生理刺激或基因变异诱导的与时间相关的多参数生物体代谢应答,并利用模式识别(Pattern Recognition)将这种应答与体内生物学事件关联,定位事件发生的靶器官和位点,确定生物标记物[2]. 目前,代谢组学的概念已得到公认,它是一门在新陈代谢的动态进程中,系统研究代谢产物变化规律、揭示集体生命活动代谢本质的科学,也是研究药物毒性和基因功能的技术平台及联合基因型和性状表型的有力工具。
细胞内的生命活动大多发生于代谢层面,故代谢组学被认为是“组学”研究的最终方向。
可以认为,基因组、蛋白质组和代谢组是不同层面和水平上研究生命过程的科学技术平台,而代谢组学则是基因组学和蛋白质组学的延伸。
正如Billy David所言:“基因组和蛋白质组学告诉你可能发生什么,而代谢组学则告诉你已经发生了什么”[3]。
根据研究的对象和目的的不同,Fiehn等[4]将代谢组学分为4个层次,即1)代谢物靶标分析(metabolitetargetanalysis):对某个或某几个特定组分的分析。
在这个层次中,需要采取一定的预处理技术,除掉干扰物,以提高检测的灵敏度。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
Advances in Clinical Medicine 临床医学进展, 2018, 8(2), 135-140Published Online April 2018 in Hans. /journal/acmhttps:///10.12677/acm.2018.82023Advances in Research of Metabolomics inLung CancerYinxu LiuLonghua Hospital of Shanghai University of T.C.M, ShanghaiReceived: Mar. 16th, 2018; accepted: Apr. 4th, 2018; published: Apr. 11th, 2018AbstractMetabolomics studies can sensitively identify the specific metabolic patterns produced by genetic and environmental factors, and have an advantage in the study of the role of environmental changes in body production. This paper expounds the lung cancer in amino acid metabolism, lipid metabolism, glucose metabolism of research progress, which provides a new way for the clinical diagnosis and new targets for cancer treatment. In addition, the application of metabolomics to il-lustrate the development of the disease process happens to have the same view of the overall concept and differential Treatment. This paper summarizes the relationship between the lung cancer metabolomics and the syndromes, and lays a theoretical foundation for elucidation of TCM syndromes and syndrome differentiation.KeywordsMetabolomics, Lung Cancer, Amino Acid, Glycolysis, Syndrome肺癌代谢组学研究进展刘吟絮上海中医药大学附属龙华医院,上海收稿日期:2018年3月16日;录用日期:2018年4月4日;发布日期:2018年4月11日摘要代谢组学研究能灵敏地鉴定出基因和环境因素作用而产生的特定代谢型,在环境变化对机体产生作用的研究中具有优势。
本文分别阐述了肺癌在氨基酸代谢、脂代谢、糖代谢方面的研究进展,为临床诊断提刘吟絮供了新途径,更为肺癌治疗提供了新的靶点。
此外,应用代谢组学来阐释疾病发生发展的过程, 与中医的整体观念和辨证论治思维方式不谋而合,本文综述了肺癌代谢组学与肺癌中医证型之间的联系,为阐明中医证候及辨证论治的内涵奠定了理论基础。
关键词代谢组学,肺癌,氨基酸,糖酵解,证型Copyright © 2018 by author and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/1. 引言代谢组学(metabolomics)是20世纪90年代中期发展起来的一门新兴学科,是关于生物体系受刺激或扰动后(如将某个特定的基因变异或环境变化后)其代谢产物(内源代谢物质)种类、数量及其变化规律的科学。
它研究的是生物整体、系统或器官的内源性代谢物质的代谢途径及其所受内在或外在因素的影响。
常用的方法是检测和量化一个生物整体代谢随时间变化的规律;建立内在和外在因素影响下,代谢整体的变化轨迹,反映某种病理(生理)过程中所发生的一系列生物事件[1]。
肿瘤组织在生物体中并不是孤岛,周边细胞群对肿瘤细胞存在各种的化学或者物理外力,即肿瘤微环境,直接或间接影响着肿瘤的生长与转移,实体瘤组织的微环境与相应的正常组织之问存在一些显著的差异,如高间质液压、低氧压和细胞外低pH值等[2]。
与其他的组学研究方法相比,代谢组学研究能更为灵敏地鉴定出基因和环境因素作用而产生的特定代谢型,在环境变化对机体产生作用的研究中具有优势。
以往肿瘤代谢的研究通过大量的实验方法,比如细胞生物学、生物化学、蛋白质组学和基因组学。
尽管这些方法为现在对肿瘤代谢的研究做出了巨大的贡献,但运用代谢组学的方法为肿瘤代谢的研究开拓了一个新视野[3]。
在某种程度上,它关注在小分子产物的代谢而不是其他方法所研究的生物大分子。
在肿瘤代谢研究领域里,代谢组学不仅在基础还是在临床方面,都是比较合适的方法[4]。
相对于基因组学、转录组学和蛋白组学告诉我们可能发生什么或如何发生,代谢组学反映的是一系列事件的最终结果,则有可能更准确地反映生物体系的状态[5]。
同时,代谢组学的研究结果可以佐证基因组学、蛋白质组学的结果,有助于从系统生物学的层面把握代谢物变化。
目前代谢组学方法在肿瘤学广泛运用主要在以下三个方面:第一,为肿瘤相关的突变基因找寻独特的代谢产物;第二,运用代谢组学筛选肿瘤不同阶段中相同的代谢产物;第三,通过代谢组学分析探索肿瘤代谢产物如何对内环境的改变做出应答。
值得一提的是,这些方法之间并不是矛盾的,而是可以在一个研究里综合运用[6]。
一直以来,肺癌是全球最常见的恶性肿瘤之一,其发病率及死亡率均位居恶性肿瘤首位。
肺癌治疗早期患者首选手术,术后5年生存率可达70%以上。
只因其早期常无特殊临床表现,80%的肺癌患者就诊时已属中晚期,仅能进行姑息治疗,晚期患者5年生存率仍低于20% [7]。
近年来,代谢组学在肺癌中的应用也越来越广泛,本篇对肺癌代谢组学研究作一综述。
2. 氨基酸代谢近年来,一些氨基酸代谢的研究发现,代谢产物的水平在不同癌症类型的患者中发生改变。
Maeda刘吟絮等[8]报道了氨基酸轮廓在非小细胞肺癌筛选方面的研究:通过对141例非小细胞肺癌患者以及423例健康人氨基酸轮廓比较,差异具有统计学意义,丙氨酸、缬氨酸、色氨酸等的ROC曲线下面积大于0.8,提出氨基酸轮廓可作为非小细胞肺癌筛选的潜在指标。
此外,对不同肿瘤分期和组织学类型(腺癌、鳞状细胞癌和小细胞肺癌)的分析也获得了同样不错的AUC值(AUC = 0.877),提示无论肿瘤类型如何,都有可能对患者进行早期鉴别。
Miyagi [9]运用相似的研究途径研究了五种肿瘤类型的氨基酸代谢轮廓:肺癌、胃癌、肠癌、乳腺癌和前列腺癌,每一个肿瘤类型有大约200例患者和1000例对照组。
有些变化是所有癌症类型共同特征,反映了肿瘤代谢的一般特征,同时也发现了每种肿瘤的特征。
与对照组相比,异亮氨酸、鸟氨酸、丝氨酸、甘氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸在患者血浆中的含量升高,而谷氨酰胺、瓜氨酸、组氨酸、色氨酸和天冬酰胺显著降低。
值得一提的是,这些改变甚至在早期无症状期的患者中也被检测到,这有力地说明了氨基酸的代谢变化受到营养不良和体重减轻的影响,与肿瘤进展相关。
在后续研究中,进一步验证了氨基酸代谢在肺癌检测中的可重复性,并在此基础上建立了多变量识别功能。
86例肺癌患者,其中75例非小细胞肺癌以及11例小细胞肺癌,323例健康人作为对照(年龄、性别相匹配,排除癌症),与以前的研究相比,在特定的氨基酸变化和模型的识别能力都有较高的可重复性。
此外,结合特定判别函数,推断氨基酸代谢轮廓研究的比普遍运用的肺癌标记物(CEA、CYFRA21-1、SCCAg、NSE)对肺癌的检测和监测更为灵敏[10]。
3. 脂代谢脂质失调是常见的肿瘤代谢变化。
脂代谢有助于调节细胞生理病理过程,如生长、增殖、分化、存活和凋亡。
脂代谢还可以改变细胞膜的组成和渗透性,从而促进疾病的发展和发展(包括致癌)。
肺癌患者的血脂水平,包括低密度脂蛋白(LDL)、极低密度脂蛋白(VLDL)和不饱和脂质降低。
这也许可以解释为,癌细胞需要多余的脂质来生长、增殖、氧化还原、侵袭和转移[11][12]。
肿瘤细胞脂质代谢过程中有一些关键酶的参与,其中脂肪酸合成酶是细胞脂肪酸合成过程中重要的限速酶,其表达变化在肿瘤的形成过程中扮演重要角色。
乙酰辅酶a羧化酶1 (ACC1)是脂肪酸合成的关键调控因子之一,在NSCLC细胞中升高。
ATP柠檬酸裂解酶(ACLY)的表达和活性也在NSCLC中被上调,这是另一种关键的脂肪酸合成酶,参与生成胞质乙酰辅酶a和草酰乙酸。
与以ACC1为靶点的实验结果一致,基于siRNA抑制ACLY表达对脂肪生成和细胞增殖有明显的抑制作用[13]。
甘氨酸脱羧酶(GLDC)是一种多酶复合物的组成部分,负责甘氨酸脱羧和丝氨酸生物合成[14],也在肺癌细胞中上调,促进细胞转化和肿瘤发生。
在NSCLC的患者中,GLDC表达升高与患者生存期及预后有关[15]。
此外,许多研究已经证明了鞘脂类,如鞘氨醇,神经酰胺,和鞘氨醇-1-磷酸是重要的细胞膜成分,在肿瘤发生过程中起着重要作用[16]。
神经酰胺是抑制细胞增殖和促进细胞凋亡的负调控因子。
然而其代谢物鞘氨醇-1-磷酸抑制细胞凋亡,促进细胞增殖。
鞘氨醇、神经酰胺和鞘氨醇-1-磷酸是通过酶的反应相互转化和维持体内平衡的。
鞘氨醇激酶是一种主要的限制酶,在细胞合成鞘氨醇-1-磷酸中,通过减少神经酰胺生成鞘氨醇-1-磷酸,调节神经酰胺和鞘氨醇-1-磷酸。
因此,神经酰胺和鞘氨醇-1-磷酸稳态决定了细胞凋亡和细胞增殖。
抑制鞘氨醇激酶活性增加神经酰胺和鞘氨醇水平,减少鞘氨醇-1-磷酸水平,抑制细胞增殖,促进细胞凋亡[17]。
在Yu [18]的研究中,鞘脂类代谢是肺癌的最主要的改变途径。
鞘氨醇、神经酰胺和鞘氨醇-1-磷酸盐参与代谢途径,进展期肺癌患者的鞘氨醇水平下降导致神经酰胺水平降低、鞘氨醇-1-磷酸水平升高,这三种成分水平的改变可能是由于鞘氨醇激酶途径的异常激活导致的,该通路与肿瘤的发展有关。
刘吟絮4. 糖酵解途径在肺癌患者中,血清葡萄糖水平明显降低,乳酸含量增加。