Αφηρημένο

Ανθρώπινο παρουσιάζουν μεγάλες διακυμάνσεις σε μεταβολικά προφίλ τους, λόγω των διαφορών στις γενετικούς παράγοντες, τη διατροφή και τον τρόπο ζωής. Ως εκ τούτου, προκειμένου να ανιχνευθούν μεταβολικές διαφορές μεταξύ των ατόμων ισχυρή αναλυτικές μέθοδοι που απαιτούνται. Ένα πρωτόκολλο παρήχθη με βάση τη χρήση του υγρού χρω- ματογραφία High Φασματομετρίας Μάζας Ανάλυση (LC-HRMS) σε συνδυασμό με ορθογώνια Υδρόφιλα Αλληλεπίδραση (HILIC) και ανάστροφης φάσης (RP) υγρή χρωματογραφία μεθόδους για την ανάλυση της συλλογής μεταβολιτών του ουροποιητικού, η οποία ήταν τότε αξιολογήθηκαν ως διαγνωστικό εργαλείο για τον καρκίνο του προστάτη (ένα κοινό, αλλά εξαιρετικά ετερογενής κατάσταση). Η μέθοδος LC-HRMS βρέθηκε να είναι ισχυρή και επέδειξαν εξαιρετική επαναληψιμότητα για χρόνους κατακράτησης (& lt? ± 1%), και η μάζα της ακρίβειας (& lt? ± 1 ppm). Βασισμένο σε κανονικοποιημένα δεδομένα (έναντι των επιπέδων κρεατινίνης, ωσμωτικότητα ή MS συνολική ωφέλιμη σήματα /MSTUS) σε συνδυασμό με τους εποπτευόμενους πολυπαραγοντική ανάλυση χρησιμοποιώντας Ορθογώνια Μερική Τουλάχιστον πλατεία-Διαχωριστική Ανάλυση (OPLS-DA), ήμασταν σε θέση να διακρίνουν τα δείγματα ούρων από άνδρες με ή χωρίς προστάτη καρκίνο με R2Y (cum) & gt? 0,9. Επιπλέον, χρησιμοποιώντας την δοκιμή χαρακτηριστικά χειριστή του δέκτη (ROC), η περιοχή κάτω από την καμπύλη (AUC) για το συνδυασμό των τεσσάρων καλύτερα χαρακτηρισμένες ενώσεις βιοδεικτών ήταν 0.896. Οι τέσσερις ενώσεις βιοδείκτη βρέθηκαν επίσης να διαφέρουν σημαντικά (Ρ & lt? 0,05) μεταξύ ενός ανεξάρτητου κοόρτη και τους ελέγχους των ασθενών. Αυτή είναι η πρώτη φορά που μια τέτοια αυστηρή δοκιμή έχει εφαρμοστεί σε αυτό τον τύπο μοντέλου. Εάν επικυρωθεί, το καθιερωμένο πρωτόκολλο παρέχει μια ισχυρή προσέγγιση με δυνητικά ευρεία εφαρμογή στο μεταβολίτη προφίλ της ανθρώπινης Biofluids στην υγεία και την ασθένεια

Παράθεση:. Zhang Τ, Watson ΓΔ, Wang L, Αμπάς M, L Murdoch, Bashford L, et al. (2013) Εφαρμογή της Ολιστικής υγρής χρωματογραφίας-υψηλής ανάλυσης φασματομετρία μάζας Βασισμένο ουροποιητικού Μεταβολομική για προστάτη Ανίχνευση Καρκίνου και βιοδεικτών Discovery. PLoS ONE 8 (6): e65880. doi: 10.1371 /journal.pone.0065880

Επιμέλεια: Irina U. Agoulnik, Διεθνές Πανεπιστήμιο της Φλόριντα, Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής

Ελήφθη: 30 του Γενάρη του 2013? Αποδεκτές: 29 Απρ 2013? Δημοσιεύθηκε: 18 Ιουνίου 2013

Copyright: © 2013 Zhang et al. Αυτό είναι ένα άρθρο ανοικτής πρόσβασης διανέμεται υπό τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Attribution, το οποίο επιτρέπει απεριόριστη χρήση, τη διανομή και την αναπαραγωγή σε οποιοδήποτε μέσο, ​​με την προϋπόθεση το αρχικό συγγραφέα και την πηγή πιστώνονται

Χρηματοδότηση:. Οι συγγραφείς Αναγνωρίζετε Σκωτίας Life Sciences Συμμαχία για την υποστήριξη της μάζας του εξοπλισμού φασματομετρία. Οι χρηματοδότες δεν είχε κανένα ρόλο στο σχεδιασμό της μελέτης, τη συλλογή και ανάλυση των δεδομένων, η απόφαση για τη δημοσίευση, ή την προετοιμασία του χειρογράφου

Αντικρουόμενα συμφέροντα:.. Οι συγγραφείς έχουν δηλώσει ότι δεν υπάρχουν ανταγωνιστικά συμφέροντα

Εισαγωγή

καρκίνος του προστάτη είναι ο συχνότερος καρκίνος στον ανδρικό πληθυσμό στις δυτικές χώρες. Ο καρκίνος του προστάτη είναι εξαιρετικά ετερογενής με εξαιρετικά μεταβλητή κλινικές εκβάσεις: νωχελικός ασθένεια τείνει να μην προχωρήσει ακόμα και για πολλά χρόνια, ενώ επιθετικές (υψηλού βαθμού) ασθένεια συχνά εξελίσσεται γρήγορα να οδηγήσει σε μεταστάσεις που αναπόφευκτα να οδηγήσει σε πρόωρο θάνατο. Επιπλέον, υπάρχει ένας σημαντικός περιορισμός στην εξειδίκευση με την τρέχουσα πρακτική χρησιμοποιώντας ειδικούς μέτρηση προστατικού αντιγόνου του ορού (PSA) ως διαγνωστικό εργαλείο. Ως εκ τούτου, υπάρχει επείγουσα ανάγκη για καλύτερες διαγνωστικές και προγνωστικές εξετάσεις για τον καρκίνο του προστάτη.

Η εξέλιξη στοιχεία δείχνουν στην είσοδο της εξαιρετικά ευέλικτο μεταβολικές οδούς στην υποβοήθηση καρκινογένεση [1] έτσι λεπτομερή ανάλυση του όγκου που σχετίζεται με μεταβολιτών μπορεί αποκαλύπτουν νέες βιοδείκτες [2], [3]. Ανάλυση ούρων, πλάσματος και /ή δείγματα ιστού μπορούν να εκτελεσθούν με Μαγνητικού Συντονισμού (NMR) Πυρηνική ή /και Φασματομετρίας Μάζας (MS) σε συνδυασμό με τεχνικές διαχωρισμού όπως υγρή χρωματογραφία (LC) και /ή αέριο χρωματογραφία (GC). Sreekumar

et al

. διεξάγεται άστοχα μεταβολομική προφίλ για τον καρκίνο του προστάτη χρησιμοποιώντας LC /GC-MS σε τρεις διαφορετικούς τύπους κλινικών δειγμάτων (ούρα, πλάσμα και στους ιστούς). Πάνω από 1.000 χαρακτηριστικά ανιχνεύθηκαν σε όλα τα δείγματα που αναλύθηκαν [4]. Ένα προφίλ έξι-μεταβολίτη προτάθηκε για να δηλώσει υψηλό κίνδυνο εξέλιξης του καρκίνου και επιπλέον αραίωση ισοτόπου GC-MS ανάλυση προσδιορίζονται σαρκοσίνη ως δυνητικός ουροποιητικού βιοδείκτη για επιθετικό καρκίνο του προστάτη. Δυστυχώς, σαρκοσίνη ως (ούρων ή πλάσματος) βιοδείκτη στον καρκίνο του προστάτη δεν έχει υποστηριχθεί από πολλές ανεξάρτητες μελέτες συνέχεια [5] – [15]. Επιπλέον, μόνο μια χούφτα από αυτές τις μελέτες έχουν προσπαθήσει να εκτελέσει άστοχα προφίλ του μεταβολίτη [6], [16], [17]. Σε αυτές τις επακόλουθες μελέτες, η χρήση του GC-MS ή ανάλυση διαφορικής κινητικότητας (DMA) -MS προβλέπεται ακόμη πιο περιορισμένη κάλυψη των μεταβολιτών σε σύγκριση με τη μελέτη της Sreekumar

κ.ά.

[4]. Ως εκ τούτου, υπάρχει πραγματική ανάγκη να αναπτυχθεί μια ισχυρή μεθοδολογικές και αναλυτικές πλατφόρμας για τη διευκόλυνση μελλοντικές προσπάθειες σε παγκόσμιο προφίλ των μεταβολιτών σε καρκίνο του προστάτη βιοδεικτών ανακάλυψη [18].

Τα ούρα έχει κάποια πλεονεκτήματα για τις μελέτες μεταβολισμική, δεδομένου ότι έχει μια μεγάλη αφθονία των μεταβολιτών, χαμηλή περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες, συλλέγεται με μη επεμβατικό και απαιτεί ελάχιστη προετοιμασία του δείγματος πριν από την ανάλυση. Πρόσφατα, η εφαρμογή της υψηλής ανάλυσης (HR) MS ουροποιητικού μεταβολισμική βάση έχει αποκτήσει δημοτικότητα στη μελέτη της διάγνωσης του καρκίνου και των βιοδεικτών ανακάλυψη, ιδιαίτερα σε συνδυασμό με διαφορετικές τεχνικές LC. HRMS δείχνει υψηλότερη κάλυψη του προφίλ του μεταβολίτη από άλλες μεθόδους και την ικανότητα για τον εντοπισμό πιθανών ενώσεων βιοδείκτη [19] – [24]. Η εισαγωγή των υδρόφιλων αλληλεπίδρασης Υγρής Χρωματογραφίας (HILIC), όπου ο μηχανισμός συγκράτησης είναι ορθογώνιος προς εκείνη της ανάστροφης φάσης (RP) Υγρή Χρωματογραφία, προσφέρει μια κατάλληλη πλατφόρμα διαχωρισμού για τα πολλά υψηλά πολικούς μεταβολίτες στα ούρα [25]. Σε μια πρόσφατη μελέτη της ουροδόχου κύστης και του καρκίνου των νεφρών βιοδεικτών [22], σε συνδυασμό πολυπαραγοντική ανάλυση (ΜΥΑ) και Ορθογώνια Μερική Τουλάχιστον πλατεία-Διαχωριστική Ανάλυση (OPLS-DA) των συγκεντρωμένων δεδομένων από RP και HILIC LC-HRMS έδειξε 100% ακρίβεια στον διαχωρισμό του καρκίνου και υγιών ατόμων σωστά.

κανονικοποίηση των δεδομένων θεωρείται ένα ουσιαστικό αλλά unstandardised βήμα στην ανθρώπινη ουρική ανάλυση [26]. Principal Component Analysis (PCA) οικόπεδα βαθμολογία μπορεί να καταστεί εντελώς διαφορετικό απλά ανάλογα με τη μέθοδο κανονικοποίησης που χρησιμοποιείται, και η αξία των υποψηφίων βιοδεικτών μπορεί να ακυρωθεί επιλέγοντας ένα «λάθος» εσωτερική συνιστώσα ως αναφορά. Το σήμα /επίπεδο της κρεατινίνης και συνολικό ρεύμα ιόντων (TIC) χρησιμοποιούνται συνήθως ως παράγοντες ομαλοποίησης στο LC-HRMS βάση ουροποιητικού μεταβολίτη profiling μελέτες [4], [20], [22], [24]. Warrack

et al

εισήγαγε μια νέα στρατηγική για την κανονικοποίηση με βάση τα MS συνολική ωφέλιμη Σήματα (MSTUS), η οποία είχε encouraging συσχέτιση με τα δεδομένα που βασίζονται σε εξομάλυνση με ουρική ωσμωτικότητα και συνέστησε τη χρήση τουλάχιστον δύο διαφορετικών μεθόδων κανονικοποίησης για να εξασφαλιστεί στατιστικά σημαντική αλλαγές στο προφίλ του μεταβολίτη [27].

ένα πρωτόκολλο χρησιμοποιώντας ένα συνδυασμό GC-MS και LC-MS για τη διεξαγωγή μεταβολικές προφίλ πλάσματος και ορού περιγράφηκε πρόσφατα [28]. Σε αντίθεση με τα ούρα δεν είναι απαραίτητο για την ομαλοποίηση των δεδομένων για το αίμα που προέρχεται δειγμάτων σε μελέτες μεταβολομική. Αν και λεπτομερή πρωτόκολλα χρησιμοποιώντας GC-MS και LC-MS με το προφίλ του ουροποιητικού μεταβολιτών έχουν επίσης αναφερθεί [29], [30] κανένα από αυτά δεν έχουν συζητηθεί ή σύγκριση μεθόδους κανονικοποίηση σε οποιαδήποτε μεγάλη έκταση. Επιπλέον, η κάλυψη μεταβολίτης με GC-MS περιορίζεται αναγκαστικά σε πτητικά συστατικά. Ο συνδυασμός των δύο ορθογώνιες μεθόδους LC για μεταβολομική προφίλ έχει εφαρμοστεί μόνο κατά τη διάρκεια της περιόδου από τα πρωτόκολλα που περιγράφονται στις αναφορές 28 και 30. Με βάση την προηγούμενη εργασία μας [25], έχουμε περαιτέρω βελτιστοποιηθεί η μεθοδολογία και η ανάλυσή μας αγωγών, και προφίλ δείγματα ούρων από ασθενείς με καρκίνο του προστάτη και ούρων έλεγχος με LC-HRMS χρησιμοποιώντας ορθογώνιες μεθόδων διαχωρισμού. Η επίδραση της τρεις διαφορετικές μεθόδους κανονικοποίησης στην ανάλυση των δεδομένων αποδείχθηκε. Με τη χρήση των αποτελεσμάτων των κλινικών δοκιμών η διακριτική ικανότητα του μεταβολομική προφίλ των ούρων στον καρκίνο του προστάτη σχέση αξιολογήθηκε χρησιμοποιώντας δύο μοντέλα OPLS-DA και ειδικών βιοδεικτών. Η μελέτη βασίστηκε στα πρότυπα για την αναφορά των Διαγνωστική ακρίβεια (stard) κριτήρια [31] και τη λίστα ελέγχου αξιολόγησης μπορεί να βρεθεί σε (S1 File).

Υλικά και Μέθοδοι

Χημικά και υλικά