Abstract

Τα επίπεδα των οργανικών οξέων που αντιπροσωπεύουν τα τελικά προϊόντα μεταβολικής οδού είναι σημαντικοί δείκτες της φυσιολογικής κατάστασης, και μπορεί να σχετίζεται με αλλαγές του μεταβολισμού στον καρκίνο. Ο στόχος αυτής της μελέτης είναι να διερευνήσει τα επίπεδα των οργανικών οξέων σε καρκινικούς και φυσιολογικούς ιστούς από ασθενείς με καρκίνο του στομάχου και για την επιβεβαίωση του ρόλου των μεταβολικών μεταβολών σε γαστρικό καρκινογένεση. Οργανικά οξέα σε φυσιολογικούς και καρκινικούς ιστούς από σαράντα-πέντε ασθενείς με αδενοκαρκίνωμα στομάχου ερευνήθηκαν με αέρια χρωματογραφία-φασματομετρία μάζας σε επιλεγμένες λειτουργία παρακολούθησης ιόντων όπως μεθοξίμη /

τ-βουτυλδιμεθυλσιλυλ

παράγωγα. Αναλύσαμε τις σημαντικές διαφορές στα επίπεδα των οργανικών οξέων σε φυσιολογικούς και καρκινικούς ιστούς και διερεύνησε τη συσχέτιση αυτών των επιπέδων σε ιστούς καρκίνου με κλινικοπαθολογοανατομικές χαρακτηριστικά. Τα επίπεδα των συστατικών του κύκλου Krebs, συμπεριλαμβανομένων

α

κετογλουταρικό οξύ, ηλεκτρικό οξύ, φουμαρικό οξύ, μηλικό οξύ και οξαλοξικό οξύ, αυξήθηκαν σημαντικά σε καρκινικούς ιστούς σε σύγκριση με φυσιολογικούς ιστούς. Επιπλέον, τα επίπεδα των γλυκολυτικών προϊόντων, συμπεριλαμβανομένων πυροσταφυλικό οξύ και γαλακτικό οξύ, καθώς και τα επίπεδα των κετονικών σωμάτων, συμπεριλαμβανομένων 3-υδροξυβουτυρικό οξύ, ήταν επίσης σημαντικά αυξήθηκαν σε καρκινικούς ιστούς σε σύγκριση με φυσιολογικούς ιστούς. Τα επίπεδα των κετονικών σωμάτων σε ιστούς καρκίνου με διαφοροποιημένη ιστολογία και σε ιστούς καρκίνου του εντέρου τύπου αυξήθηκαν σημαντικά. Το οξύ profiling ανάλυση οργανικών περιγράφεται εδώ μπορεί να είναι ένα γενικά χρήσιμο κλινικό εργαλείο για την κατανόηση της πολυπλοκότητας των μεταβολικών γεγονότων σε αδενοκαρκίνωμα στομάχου, και οργανικά οξέα μπορεί να έχουν δυνατότητα ως μεταβολικούς δείκτες για τη μελλοντική ανακάλυψη διαγνωστικών και θεραπευτικών μεθόδων.

Παράθεση: Hur Η, Πάικ MJ, Xuan Υ, Nguyen DT, ζαμπόν IH, Yun J, et al. (2014) Ποσοτική μέτρηση των οργανικών οξέων σε ιστούς από γαστρικός καρκίνος ασθενείς δείχνουν αυξημένη γλυκόζη του μεταβολισμού σε γαστρικό καρκίνο. PLoS ONE 9 (6): e98581. doi: 10.1371 /journal.pone.0098581

Επιμέλεια: Javier Σ Castresana, Πανεπιστήμιο της Ναβάρα, Ισπανία

Ελήφθη: 13 Φεβ 2014? Αποδεκτές: 5 Μάη 2014? Δημοσιεύθηκε: 9 Ιουν 2014

Copyright: © 2014 Hur 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:. Αυτό το έργο υποστηρίχθηκε από τη Βασική Επιστήμη Πρόγραμμα Ερευνών του Εθνικού Ιδρύματος Ερευνών της Κορέας (NRF), το οποίο χρηματοδοτείται από το Υπουργείο Παιδείας, Επιστημών και Τεχνολογίας (2012R1A1A1012602), και την προτεραιότητα Ερευνητικά Κέντρα Πρόγραμμα μέσω του Εθνικού Ιδρύματος Ερευνών της Κορέας (NRF ), το οποίο χρηματοδοτείται από το Υπουργείο Παιδείας, Επιστημών και Τεχνολογίας (2.009 έως 0.093.826). 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

Αν και γαστρικό θνησιμότητα σχετιζόμενη με τον καρκίνο έχει μειωθεί, εξακολουθεί να είναι η δεύτερη πιο συχνή αιτία θανάτου από καρκίνο σχετίζονται [1]. Πολλοί ασθενείς με καρκίνο του στομάχου διαγιγνώσκονται σε προχωρημένο στάδιο, και έχουν ένα υψηλό ποσοστό υποτροπής μετά θεραπευτική εκτομή και μια φτωχή ανταπόκριση στη θεραπεία [2], [3]. Για τη βελτίωση του ποσοστού επιβίωσης του γαστρικού καρκίνου, οι προσπάθειες έχουν επικεντρωθεί στην αναγνώριση των ασθενών με κακή πρόγνωση και νέες θεραπευτικές διαδικασίες βασίζονται σε μοριακούς μηχανισμούς [4]. Μέχρι σήμερα, γονιδιωματική, επιγενετική και πρωτεομική μελέτες έχουν χρησιμοποιηθεί για τη διαλεύκανση μοριακός μηχανισμός του γαστρικού καρκίνου, και για τον εντοπισμό βιοδείκτες που σχετίζονται με κακή πρόγνωση και η κακή απόκριση σε θεραπεία [4], [5]. Αυτές οι βιοδείκτες θα μπορούσε να γίνει στόχος για τη θεραπεία των ασθενών με προχωρημένο καρκίνο του στομάχου [6]. Ωστόσο, τα αποτελέσματα της θεραπείας για αυτούς εξακολουθούν να είναι μη ικανοποιητικές. Μπορεί να είναι ένας από τους λόγους ότι το καρκινογόνο διαδικασία των γαστρικών καρκίνων περιπλέκεται από την ύπαρξη πολλαπλών γενετικών παραλλαγών και διάφορους εξωτερικούς παράγοντες, όπως

Helicobacter pylori

μόλυνση και άλας κατάποση [7]. Έτσι, τα προϊόντα διακριτών μεταβολικές οδούς σε κακοήθεις όγκους που αποκρίνονται σε πολύπλοκες γενετικών και περιβαλλοντικών αλλαγών μπορεί να είναι ζωτικής σημασίας βιοδείκτες για την πρόβλεψη της πρόγνωσης και να προτείνει θεραπευτικό στόχο για τον καρκίνο του στομάχου.

Ο σημαντικός ρόλος του μεταβολισμού της γλυκόζης στον καρκίνο κύτταρα είναι καλά εδραιωμένη, και τα καρκινικά κύτταρα εμφανίζουν αυξημένη γλυκόλυση ακόμη και υπό μη υποξικές συνθήκες σε σύγκριση με τα φυσιολογικά κύτταρα [8]. Με βάση αυτή την ιδιότητα των καρκινικών κυττάρων, 2-φθορο-2-δεοξυ-D-γλυκόζη τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων (ΡΕΤ FDG-) μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη διάγνωση κακοηθών όγκων και να προβλέψει την χημειοθεραπευτική απόκριση [9], [10]. Ωστόσο, οι μηχανισμοί της παρεκκλίνουσας μεταβολισμού της γλυκόζης κατά τη διάρκεια της καρκινογένεσης δεν είναι πλήρως κατανοητοί, περιπλέκοντας τη χρήση των μελών αυτής της οδού ως διαγνωστικά εργαλεία και θεραπευτικούς στόχους. Η ποσοτική μέτρηση οργανικών οξέων (ΟΑΚ), που είναι τα τελικά προϊόντα των μεταβολικών διεργασιών και μπορεί να αντανακλούν φαινοτύπους καρκίνου, σε όγκο και μη-όγκου ιστούς των ασθενών με καρκίνο μπορεί να βελτιώσουν την κατανόηση των μεταβολικών αλλαγών που συμβαίνουν στον καρκίνο. Οργανικά οξέα μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως νέων βιολογικών δεικτών για την πρόβλεψη της εξέλιξης της νόσου, η ανταπόκριση στη θεραπεία και την πρόγνωση. Ωστόσο, μόνο μερικές αναφορές στις μεταβολικές προφίλ του γαστρικού ιστού καρκίνου έχουν δημοσιευθεί, και οι εκθέσεις αυτές έχουν συμμετάσχει λίγοι ασθενείς [11], [12]. Αν και έχουν αναπτυχθεί διάφορες μέθοδοι, όπως πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (NMR) και φασματομετρία μάζας (MS), για την ποσοτική μέτρηση των μεταβολιτών, αέρια χρωματογραφία (GC) σε συνδυασμό με φασματομετρία μάζας (MS) έχει γίνει το χρυσό πρότυπο για την ανάλυση μικρού μοριακού βάρους μεταβολιτών λόγω της υψηλής ευαισθησίας και αναπαραγωγιμότητας [13] της.

Έτσι, υπέθεσαν ότι οι μεταβολικές ανάλυσης των χαρακτηριστικών με τη χρήση GC-MS για καρκινικά και μη καρκινικά γαστρική ιστούς μπορεί να είναι ευεργετική για την αξιολόγηση μεταβολικές αλλαγές σε γαστρικό καρκίνο. Οι διαφορές στα επίπεδα των μεταβολιτών μεταξύ υγιών και καρκινικού ιστού δείχνουν το ρόλο που διαδραματίζουν αυτά τα μονοπάτια στη γαστρική καρκινογένεση. Επιπλέον, για ασθενείς με καρκίνους διαφόρων βαθμών προόδου και ιστολογικά χαρακτηριστικά, προσπαθήσαμε να χαρακτηρίσει τις μεταβολικές λειτουργίες σύμφωνα με τις κλινικοπαθολογοανατομικών χαρακτηριστικά του γαστρικού καρκίνου.

Υλικά και Μέθοδοι

Οι ασθενείς και οι ιστού Δείγματα

το πρωτόκολλο της μελέτης εγκρίθηκε από το Διοικητικό συμβούλιο Institutional Review του Πανεπιστημιακού Νοσοκομείου Ajou (Suwon, Νότια Κορέα? AJIRB-MED-KSP-11 με 212), καθώς και γραπτή συγκατάθεση λήφθηκε από όλους τους συμμετέχοντες ασθενείς. Από τον Απρίλιο μέχρι Ιούνιο του 2010, 45 ασθενείς που είχαν διαγνωστεί με αδενοκαρκίνωμα στομάχου από γαστροσκοπική βιοψία είχαν εγγραφεί. Η υπολογιστική τομογραφία εικόνες της κοιλιάς και πυέλου εκτός από ακτινογραφία θώρακα και του όγκου δείκτες αξιολογήθηκαν για κλινική σταδιοποίηση πριν την επέμβαση. Οι περισσότεροι από τους ασθενείς που είχαν υποβληθεί σε γαστρική χειρουργική επέμβαση καρκίνου με θεραπευτική πρόθεση, αλλά έξι ασθενείς έλαβαν παρηγορητική εκτομή για αιμορραγία και απόφραξη. Ολική ή υφολική γαστρεκτομή με την κατάλληλη λεμφαδένων πραγματοποιήθηκε, ακολουθούμενη από την ανασυγκρότηση, σύμφωνα με τις κατευθυντήριες γραμμές θεραπείας της ιαπωνικής γαστρικός καρκίνος Ένωση [14]. Αμέσως μετά τη χειρουργική εκτομή, ιστό του όγκου και παρακείμενο φυσιολογικό ιστό αποκτήθηκαν από τους ασθενείς 45 καρκίνο του στομάχου. Τα ληφθέντα ιστοί καταψύχθηκαν αμέσως σε υγρό άζωτο και αποθηκεύτηκαν στους -80 ° C μέχρι τη χρήση.

Χημικά και Αντιδραστήρια

Τα ακόλουθα πρότυπα ΟΑ που χρησιμοποιούνται σε αυτή τη μελέτη αγοράστηκαν από την Sigma-Aldrich (St . Louis, ΜΟ, USA): 3,4-διμεθοξυβενζοϊκό οξύ ως εσωτερικό πρότυπο (IS), 3-υδροξυβουτυρικό οξύ, πυροσταφυλικό οξύ, γαλακτικό οξύ, ηλεκτρικό οξύ, φουμαρικό οξύ, οξαλοξικό οξύ,

α

κετογλουταρικό οξύ, μηλικό οξύ,

cis

-aconitic οξύ, το κιτρικό οξύ και ισοκιτρικό οξύ. Ακετοξικού οξέος αγοράστηκε από την Tokyo Chemical Industry (Tokyo, Japan). υδροχλωρική μεθοξυαμίνη ελήφθη επίσης από την Sigma-Aldrich. Ν-μεθυλ-Ν – (

τ

βουτυλδιμεθυλσιλυλ) τριφθοροακεταμίδιο (MTBSTFA) + 1%

τ

βουτυλοδιμεθυλοχλωροσιλάνη ελήφθη από Thermo Scientific (Bellefonte, ΡΑ, USA). Τολουόλιο, διαιθυλαιθέρα, οξικό αιθυλεστέρα και διχλωρομεθάνιο (βαθμού φυτοφαρμάκων) αγοράστηκαν από την Kanto Chemical (Chuo-ku, Tokyo, Japan). υδροξείδιο του νατρίου που παρέχονται από Duksan (Ansan, Νότια Κορέα), και θειικό οξύ αγοράστηκε από Samchun Pure Chemical (Pyeongtaek, Νότια Κορέα). Όλα τα άλλα χημικά ήταν αναλυτικής καθαρότητας.

ποσοτική μέτρηση των μεταβολιτών Χρησιμοποιώντας το GC-MS Μέθοδος

δείγματα Παραγωγοποιημένα αναλύθηκαν τόσο σάρωση και παρακολούθηση επιλεγμένου ιόντος (SIM) λειτουργία με ένα αέριο 6890N χρωματογράφο (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA) σε διασύνδεση με έναν ανιχνευτή 5975B μάζα επιλεκτικό (70 eV, ηλεκτρονίων πηγή ιονισμού? Agilent Technologies) όπως αναφέρθηκε προηγουμένως [15]. Εν συντομία, τα φάσματα μάζας σαρώθηκαν σε ένα εύρος 50-650 U σε ποσοστό 0,99 σαρώσεις /s. Οι θερμοκρασίες της πηγής εγχυτήρα, διασύνδεση και ιόν ήταν 260, 300 και 230 ° C, αντίστοιχα. Ένα ΗΡ Ultra-2 (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA) τριχοειδή στήλη διασυνδεδεμένη επικαλυμμένα με ένα φαινύλιο /μεθυλοπολυσιλοξάνιο δεσμευμένης φάσης 5% 95% (25 m × 0,20 mm ΙΟ? Πάχος φιλμ 0,11 μm) χρησιμοποιήθηκε για όλους αναλύσεις. Ήλιο χρησιμοποιήθηκε ως αέριο φορέα σε ένα ρυθμό ροής 0,5 mL /min σε λειτουργία σταθερής ροής. Δείγματα (1 μί) εισήχθησαν σε λειτουργία διάσπαση-ένεση (10:01). Η θερμοκρασία του κλιβάνου αρχικά στους 100 ° C (2 λεπτά), αυξήθηκε σε 250 ° C με ρυθμό 5 ° C /min και τελικά προγραμματιστεί έως 300 ° C με ρυθμό 20 ° C /min (5 λεπτά). Στη λειτουργία SIM, τρία χαρακτηριστικά ιόντα για κάθε ένωση χρησιμοποιήθηκαν για την κορυφή επιβεβαίωση, και επιλέχτηκε ένα ιόν στόχο για την ποσοτικοποίηση.

Προετοιμασία δείγματος για Profiling Ανάλυση της ΟΑ στο γαστρικό ιστοί

απεσταγμένο νερό προστίθενται στα γαστρικά ιστούς, και οι ιστοί τέλεια ομογενοποιημένα σε ένα λουτρό πάγου νερού με ένα Τ10 βασική Ultra-Turrax® διανομέα (ΙΚΑ-Werke GmbH & amp? Co.KG, Staufen, Germany). Αποσταγμένο νερό (500 μL), ακετονιτρίλιο (500 μL) και (0.2 μg) προστέθηκαν στο δείγμα του ομογενοποιήματος (ισοδύναμο με 10 mg του ιστού του στομάχου), και το μίγμα στροβιλίστηκε (2 λεπτά) και φυγοκεντρήθηκε (14.000 rpm για 10 λεπτά) για την κατακρήμνιση των πρωτεϊνών. Το υπερκείμενο στρώμα ρυθμίζεται σε ρΗ & gt? 12 με 5.0 Μ ΝαΟΗ. Οι καρβονυλ ομάδες μετατράπηκαν σε μεθοξίμη (MO) παράγωγα με αντίδραση με υδροχλωρική μεθοξυαμίνη (1.0 mg) στους 60 ° C για 30 λεπτά. Το μίγμα της αντίδρασης στη συνέχεια οξινίστηκε σε ρΗ 1-2 με διάλυμα θειικού οξέος 10% κορεσμένο με χλωριούχο νάτριο και εκχυλίζεται με διαιθυλαιθέρα (3 mL) ακολουθούμενο από οξικό αιθυλεστέρα (2 mL). Μετά την προσθήκη τριαιθυλαμίνης (5 μL), τα συνδυασμένα εκχυλίσματα εξατμίστηκαν μέχρι ξηρού υπό ήπιο ρεύμα αζώτου (40 ° C). Τολουόλιο (20 μL) ως διαλύτη και MTBSTFA (20 μί) ως το αντιδραστήριο σιλυλίωσης προστέθηκαν στα υπολείμματα, ακολουθούμενη από θέρμανση στους 60 ° C για 30 λεπτά για να σχηματίσουν /

τ

βουτυλδιμεθυλσιλυλ παράγωγα μεθοξίμη για άμεση GC-SIM-MS ανάλυση.

αστέρι Σύμβολο Σχεδίαση

Οι συγκεντρώσεις των 12 ΝΑΑ βρέθηκαν στο γαστρικό καρκινικούς ιστούς ομαλοποιήθηκαν με τα αντίστοιχα μέσα στην κανονική ομάδα, και κάθε κανονικοποιημένη τιμή ήταν χαράσσεται ως μια γραμμή ακτινοβολεί από ένα κοινό κεντρικό σημείο. Τα μακριά άκρα των γραμμών ενώθηκαν μαζί για να παράγουν δωδεκαγωνικά πρότυπα αστέρων με το Microsoft Excel, όπως περιγράφεται αλλού [16], [17].

Στατιστική Ανάλυση

Όλες οι στατιστικές αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν με το λογισμικό SPSS έκδοση 13.0 για τα Windows (IBM, Chicago, IL, USA). Τα επίπεδα των μεταβολιτών συγκρίθηκαν μεταξύ καρκινικούς ιστούς και των φυσιολογικών ιστών από την Wilcoxon δοκιμή συμφωνημένα ζεύγη. Νέες μεταβλητές, όπως η συνολική γλυκολυτικά προϊόντα, σύνολο προϊόντων κύκλο του Krebs και συνολική κετονικά σώματα, δημιουργήθηκαν από το άθροισμα των μεταβολιτών, οι οποίες είναι τα ενδιάμεσα ή τελικά προϊόντα σε κάθε οδό, και οι διαφορές στις αυτές τις μεταβλητές σε φυσιολογικούς και καρκινικούς ιστούς ήταν αξιολογούνται επίσης από την Wilcoxon δοκιμή συμφωνημένα ζεύγη. Οι διαφορές στα επίπεδα των νέων μεταβλητών ως συνάρτηση των χαρακτηριστικών κλινικοπαθολογοανατομικών αναλύθηκαν με το Mann-Whitney test. p & lt? 0,05 θεωρήθηκε στατιστικά σημαντική

Αποτελέσματα

κλινικοπαθολογοανατομικών Χαρακτηριστικά και μέτρηση των επιπέδων της ΟΑ

Η μέση ηλικία των 45 συμμετεχόντων ασθενών ήταν 61,8 χρόνια και 71,1% του. οι ασθενείς ήταν άνδρες. Το ποσοστό των ασθενών με προχωρημένο καρκίνο του στομάχου ήταν υψηλότερη από εκείνη των ασθενών με πρώιμο καρκίνο του στομάχου (55,6%). Άλλοι κλινικοπαθολογοανατομικές παράγοντες που παρατίθενται στον Πίνακα 1. χρωματογραφήματα Αντιπροσωπευτικά SIM του πυροσταφυλικό, γαλακτικό, 3-υδροξυβουτυρικό και

α

κετογλουταρικό οξέα σε φυσιολογικά και καρκίνο ιστών φαίνονται στο Σχ. 1.

Οι ακόλουθες κορυφές εμφανίζονται: IS, 3,4-διμεθοξυβενζοϊκό οξύ? 1, πυροσταφυλικό οξύ? 2, γαλακτικό οξύ? 3, 3-υδροξυβουτυρικό οξύ? και 4,

α

κετογλουταρικό οξύ.

Η

Σύγκριση της ΟΑ επίπεδα σε φυσιολογικό και καρκινικούς ιστούς

Οι μέσες τιμές του 12 ΝΑΑ στην κανονική και καρκινικούς ιστούς φαίνεται στον πίνακα 2. στις φυσιολογικών και καρκινικών ιστών, του γαλακτικού οξέος ήταν η πιο άφθονη, ακολουθούμενη από μηλικό και πυροσταφυλικό οξύ. Ωστόσο, ομαλοποίηση της μέσης τιμής της ΟΑΚ στην καρκινικό ιστό με αυτόν του φυσιολογικού ιστού αποκάλυψε ότι το πυροσταφυλικό οξύ ήταν σημαντικά αυξημένη κατά 2 φορές σε καρκινικό ιστό. Επιπλέον, γαλακτικό και μηλικό οξύ εμφανίζεται επίσης περίπου 60 και 40% αυξήσεις, αντίστοιχα, σε καρκινικό ιστό σε σύγκριση με φυσιολογικό ιστό. Τα επίπεδα του

α

κετογλουταρικό, ηλεκτρικό, φουμαρικό, οξαλοξικό και 3-υδροξυβουτυρικό οξύ αυξήθηκαν επίσης σημαντικά σε καρκινικούς ιστούς σε σύγκριση με φυσιολογικούς ιστούς, ενώ δεν παρατηρήθηκαν διαφορές στα επίπεδα του κιτρικού, ισοκιτρικό,

cis

-aconitic και ακετοξικού οξέων σε κανονικές και καρκινικούς ιστούς. Όταν τα κανονικοποιημένα επίπεδα χρησιμοποιήθηκαν για την κατασκευή γραφημάτων αστέρι που αποτελείται από 12 ακτίνες, οι διαφορές μεταξύ του καρκίνου και κανονικούς ιστούς ήταν πιο σαφής (Εικ. 2). Το μοτίβο αστέρι του καρκινικού ιστού στρεβλώθηκε, που του επιτρέπει να είναι εύκολα διακρίνεται από το σχήμα δωδεκαγωνικά του φυσιολογικού ιστού

Οι ακόλουθες ακτίνες εμφανίζονται:. 1, πυροσταφυλικό οξύ? 2, γαλακτικό οξύ? 3, κιτρικό οξύ? 4, ισοκιτρικό οξύ? 5, cis-ακονιτικό οξύ? 6,

α

κετογλουταρικό οξύ? 7, ηλεκτρικό οξύ? 8, φουμαρικό οξύ? 9, μηλικό οξύ? 10, οξαλοξικό οξύ? 11, 3-υδροξυβουτυρικό οξύ? και 12, ακετοξικού οξέος.

Η

Ανάλυση των τιμών για γλυκόλυσης προϊόντα, ενδιάμεσα TCA και κετονικών σωμάτων

Τα συνολικά επίπεδα της γλυκόλυσης προϊόντα υπολογίζεται από το άθροισμα των επιπέδων πυρουβικού και γαλακτικού οξέος σε κάθε ιστό (πίνακας 3). Επιπλέον, τα συνολικά επίπεδα των προϊόντων κύκλο του Krebs υπολογίστηκαν από το άθροισμα των επιπέδων αυξημένα μεταβολιτών που σχετίζονται με τον κύκλο του Krebs, και τα συνολικά επίπεδα των κετονικών σωμάτων υπολογίστηκαν από το άθροισμα των επιπέδων του 3-υδροξυβουτυρικό και ακετοξικού οξέων σε κάθε ιστό. Τα μέσα επίπεδα των τριών υπολογίζονται μεταβλητές ήταν σημαντικά υψηλότερα σε καρκινικούς ιστούς σε σύγκριση με φυσιολογικούς ιστούς (ρ & lt? 0,001 για το σύνολο των γλυκολυτικών προϊόντα? Ρ & lt? 0,001 για το σύνολο των προϊόντων Krebs? Και ρ = 0,001 για το σύνολο κετονικών σωμάτων).

Επίσης, αναλύσαμε τα επίπεδα της κάθε μεταβλητής σε ιστούς του καρκίνου, σύμφωνα με τις κλινικοπαθολογοανατομικών παράγοντες των συμμετεχόντων, όπως η ηλικία, το φύλο, το βάθος εισβολή, λεμφικό μετάσταση στους λεμφαδένες, το μέγεθος, την ταξινόμηση Lauren και διαφοροποίηση (Πίνακας 4). Τα επίπεδα των τριών μεταβλητών ήταν σχετικά υψηλότερες σε καρκινικούς ιστούς με διαφοροποιημένα όγκους σε σχέση με εκείνους με αδιαφοροποίητα όγκους. Ωστόσο, μόνο η διαφορά σε σώματα κετόνης ήταν σημαντικά διαφορετικές (ρ = 0,009). Επιπλέον, η διαφορά στα επίπεδα των κετονικών σωμάτων μεταξύ των τριών τύπων ταξινόμησης Lauren ήταν επίσης σημαντική (p = 0,017).

Η

Συζήτηση

Για το καλύτερο της γνώσης μας, Αυτό είναι η πρώτη επίδειξη του μεταβληθέντα επίπεδα ΟΑ σε ζεύγη καρκίνου και δείγματα φυσιολογικού ιστού ελήφθησαν από 45 ασθενείς με αδενοκαρκίνωμα στομάχου. Αν και τα δεδομένα που δημιουργούνται είναι περίπλοκες, οι διαφορές στα επίπεδα της ΟΑ μεταξύ φυσιολογικών και καρκινικών ιστών συσχετίζονται με τα επίπεδα των μεταβολιτών, συμπεριλαμβανομένων των γλυκολυτικών προϊόντα. Το αυξημένο επίπεδο των κετονικών σωμάτων σε ιστούς του καρκίνου ήταν σημαντικά σχετίζονται με τα ιστολογικά χαρακτηριστικά του καρκίνου του στομάχου.

αερόβια γλυκόλυση σε κακοήθεις όγκους ήταν καλά περιγραφεί πάνω από 60 χρόνια πριν από Warburg και είναι γνωστό ως «το φαινόμενο Warburg «[8]. Η αλλαγμένη γλυκολυτικής οδού σε κακοήθεις όγκους ενεργοποιείται από το προς τα άνω ρύθμιση πολλών ενζύμων, όπως η γλυκόζη tranporter-1 (GLUT-1) και εξοκινάσης-2. Σε γαστρικό καρκίνο, θετική ανοσοϊστοχημική χρώση για GLUT-1 έχει σχέση με την εισβολή όγκου και μετάσταση λεμφαδένα [18], [19]. Ωστόσο, η ανίχνευση της έκφρασης των μεταβολικών μορίων οδού που σχετίζονται δεν έχει οδηγήσει στην ανάπτυξη νέων διαγνωστικών ή θεραπευτικών μέσων. Η ποσοτική μέτρηση των μεταβολικών προϊόντων από γλυκολυτικής οδού μπορεί να δώσει πιο ευαίσθητη δείκτες από την έκφραση ενζύμων σε γαστρικό καρκίνο. Προηγούμενες αναφορές έχουν δείξει ότι η μέτρηση των μεταβολιτών μπορεί να είναι ένα πιθανό μέσο για την αξιολόγηση της μεταβολικής διακόπτη, όπως αερόβια γλυκόλυση σε οξειδωτική φωσφορυλίωση μη-μιτοχονδριακό, σε έναν κακοήθη όγκο [13], [20]. Στην παρούσα μελέτη, τα επίπεδα πυρουβικού και γαλακτικού οξέος, που είναι οι μεταβολίτες που σχετίζονται με την γλυκολυτική οδό, ήταν σημαντικά αυξημένα σε καρκινικούς ιστούς σε σύγκριση με φυσιολογικούς ιστούς. Επιπλέον, τα οικόπεδα σύμβολο αστέρι, οι οποίες με βάση τα επίπεδα του 12 ΝΑΑ μετά από κανονικοποίηση με τα αντίστοιχα δείγματα φυσιολογικού ιστού, βρέθηκαν να είναι αποτελεσματικές για την οπτική ταυτοποίηση των δειγμάτων καρκίνου του ιστού λόγω παραμόρφωσης δωδεκαγωνικά μοτίβα τους. Αν και κανονικά δείγματα ιστού βρέθηκαν να είναι επαρκής ως ένα πρότυπο ελέγχου για δείγματα καρκινικού ιστού, υπάρχει επείγουσα ανάγκη για μελέτες μεγάλης κλίμακας ΝΑΑ να διευκρινιστεί η σημασία των αλλαγών στα επίπεδα της ΟΑ σε ιστούς του καρκίνου από ασθενείς με αδενοκαρκίνωμα στομάχου. Η ανύψωση πολλών ΝΑΑ, το οποίο μπορεί να προκύψει από έναν καταρράκτη της αερόβιας γλυκόλυσης, δείχνει ένα αλλαγμένο μεταβολισμό στο γαστρικό καρκινικούς ιστούς.

Οι συγκεντρώσεις των μεταβολιτών, τα οποία είναι μικρά μόρια που υπάρχουν σε ανθρώπινους ιστούς ή υγρά, μπορεί να μετρηθεί να αξιολογήσει βιολογικά ανωμαλίες στον καρκινικό ιστό. Ανάλυση των κακοήθων όγκων σε σύγκριση με τους φυσιολογικούς ιστούς έχει καταστεί ένα ευαίσθητο εργαλείο για την έρευνα του καρκίνου λόγω της ανάπτυξης του μεταβολομική τεχνολογία, η οποία επιτρέπει την ποσοτικοποίηση και ταυτοποίηση των metabolomes [13]. Πολλές αναφορές έχουν δείξει ότι τα προϊόντα των μεταβολικών οδών, όπως φωσφοχολίνη και γλυκεροφωσφοχολίνης, είναι αυξημένα σε ιστούς καρκίνου του μαστού σε σύγκριση με καλοήθη ή φυσιολογικούς ιστούς [21] – [23]. Άλλες μελέτες επί του προστάτη και του εγκεφάλου καρκίνων έχουν επίσης αναφέρει αυξημένη γλυκολυτική προϊόντα σε ιστούς όγκων, αλλά όλες οι άλλες μελέτες έχουν εφαρμοστεί τεχνικές NMR για τη μέτρηση των επιπέδων των μεταβολιτών σε ανθρώπινους ιστούς. Εδώ, χρησιμοποιήσαμε μια πιο ευαίσθητη και επιλεκτική μέθοδο, GC-MS, για τη μέτρηση των επιπέδων των μεταβολιτών στο ζεύγη φυσιολογικών και καρκινικών γαστρικού ιστούς. GC-MS μπορεί να εντοπίσει περισσότερες από 100 ενώσεις από μία μικρή ποσότητα του ανθρώπινου ιστού, και Chan et al. έχουν αναφερθεί στο παρελθόν η χρήση GC-MS για τη μέτρηση των προϊόντων του μεταβολισμού σε βιοψία καρκίνου του παχέος εντέρου και φυσιολογικούς ιστούς [24]. Στην παρούσα μελέτη, εκτελέσαμε ΟΑ προφίλ ανάλυσης με περίπου 10 mg ιστού. Παρά το γεγονός ότι μετρήσαμε τα επίπεδα της ΟΑ χρησιμοποιώντας ιστούς που λαμβάνονται κατά τη διάρκεια χειρουργική εκτομή, η προεγχειρητική μέτρηση μπορεί να είναι κλινικά πιο σημαντική για τον καθορισμό του τρόπου θεραπείας. Επειδή οι ιστοί που ζυγίζουν περισσότερο από 5 mg μπορεί να ληφθεί με γαστροσκοπική βιοψία, είναι δυνατό να εφαρμοστεί η τεχνική μας την βιοψία δείγματα. Επιπλέον, διατηρήσαμε το χρονικό διάστημα μεταξύ εκτομή και κατάψυξης στην αίθουσα λειτουργία όσο το δυνατόν να μειωθεί η προκατάληψη από μεταβολικό παραμόρφωση μετά από ισχαιμία των ιστών κατά τη διάρκεια της χειρουργικής εκτομής. Ως εκ τούτου, GC-MS-based προφίλ των μεταβολιτών που σχετίζονται με το μεταβολισμό της γλυκόζης σε εκτομή ή βιοψία ιστών μπορεί να αντιπροσωπεύει μια ευαίσθητη τεχνική για την παρακολούθηση των αλλαγών στο μεταβολισμό της γλυκόζης στους ιστούς του καρκίνου.

Για να διατηρηθεί η ομοιόσταση σε φυσιολογικά κύτταρα, ενδιάμεσους μεταβολίτες, όπως κιτρικό οξύ, οξαλοξικό οξύ και

α

κετογλουταρικό οξύ, οι οποίες εμπλέκονται στον κύκλο του Krebs, χρησιμοποιούνται για τη σύνθεση των λιπαρών οξέων, νουκλεϊκά οξέα και αμινοξέα. Εν τω μεταξύ, μεταβολικές αλλαγές στα καρκινικά κύτταρα να μειώσει την παραγωγή της ακετυλο CoA από πυροσταφυλικό, το τελικό προϊόν της γλυκόλυσης, λόγω της δυσλειτουργίας του πυροσταφυλικής αφυδρογονάσης, που μπορεί να οδηγήσει σε ανεπαρκή ακετυλο CoA ως πρόδρομος για τον κύκλο του Krebs [25]. Για την παροχή προδρόμων αναβολικά για την ανάπτυξη του όγκου, η ταυτόχρονη μηχανισμούς, όπως glutaminolysis, είναι πιθανό ενεργοποιηθεί, με αποτέλεσμα μεταβολές στον κύκλο του Krebs [26]. Ετσι, αναμενόταν ότι τα επίπεδα των ενδιάμεσων μεταβολιτών από τον κύκλο του Krebs θα ήταν διαφορετική σε καρκινικούς ιστούς και φυσιολογικούς ιστούς (Πίνακας 2). Μεταξύ των ενδιαμέσων της οδού μεταβολισμού της γλυκόζης, τα επίπεδα του γαλακτικού οξέος, το οποίο είναι το τελικό προϊόν της γλυκόλυσης, ήταν υψηλότερα στις δύο καρκινικούς ιστούς και φυσιολογικούς ιστούς. Στα πρώτα τρία βήματα του κύκλου του Krebs, κιτρικό,

cis

-aconitic οξύ και ισοκιτρικό οξύ δημιουργούνται από ακετυλ CoA, η οποία είναι μια πηγή της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης στα μιτοχόνδρια. Τα επίπεδα αυτών των μεταβολιτών δεν διέφερε σημαντικά μεταξύ των φυσιολογικών και καρκινικούς ιστούς. Ο κύκλος του Krebs μπορεί να λειτουργεί χρησιμοποιώντας μια άλλη πηγή εισόδου, όπως γλουταμίνη, και

α

κετογλουταρικό οξύ είναι το πρώτο προϊόν της glutaminolysis. Τα επίπεδα των προϊόντων που παράγονται μετά

α

κετογλουταρικό οξύ, συμπεριλαμβανομένων ηλεκτρικό, φουμαρικό, μηλικό και οξαλοξικό οξύ, ήταν σημαντικά υψηλότερες σε καρκινικό ιστό σε σύγκριση με φυσιολογικό ιστό.

Η πρόσληψη της κετόνη φορείς σε κύτταρα όγκου έχει παρατηρηθεί σε απόκριση σε συνθήκες υποξίας σε καρκίνο κεφαλής και τραχήλου [27]. Αύξηση της χρησιμοποίησης του κετονικά σώματα μπορούν να συμβάλουν στην παραγωγή ενέργειας σε έναν κακοήθη όγκο, αν και αυτό πιθανόν να αντιπροσωπεύει ένα μικρό κλάσμα της ενεργειακής παραγωγής σε σύγκριση με την πρόσληψη της γλυκόζης. Ένα

in vivo

έρευνα έδειξε ότι οι αλλαγές στην αναλογία 3-hydroxybutylic οξύ /ακετοξικό μπορεί να είναι ένας ευαίσθητος δείκτης της εξέλιξης του όγκου [28]. Ακόμη και αυξημένη κετόνη σε έναν όγκο θα μπορούσε να ενισχύσει διάφορα γονίδια που σχετίζονται με την πρόγνωση των ασθενών με καρκίνους του μαστού. [29] Αυτά τα προηγούμενα αποτελέσματα πρότεινε τη δυνατότητα μέτρησης κετόνης ως βιοδείκτη για την πρόβλεψη της επιβίωσης των ασθενών με κακοήθεις όγκους. Στην παρούσα μελέτη, όπως πολλές ενδιάμεσα του μεταβολισμού της γλυκόζης αυξήθηκαν σε καρκινικό ιστό, 3-υδροξυβουτυρικό οξύ, ένα είδος σώματος κετόνης, αυξήθηκε σημαντικά σε ιστούς όγκου σε σύγκριση με την κανονική γαστρική ιστούς. Οι σχηματικές παρουσιάσεις των επιπέδων της ΟΑ, συμπεριλαμβανομένων γλυκολυτικό διαλείποντα και κετονικών σωμάτων σύμφωνα με την μεταβολική οδό που φαίνεται στο Σχ. 3.

Αυτή η γνωστή οδός περιγράφει την αναστολή της μετατροπής του πυρουβικού άλατος σε ακετυλ CoA, αλλοίωση του κύκλου TCA, αυξημένη glutaminolysis και την παραγωγή κετονικών σωμάτων. Οργανικά οξέα μέσα στο κιβώτιο μετρήθηκαν τόσο για τον καρκίνο και φυσιολογικούς ιστούς στη μελέτη αυτή. * Αντιπροσωπεύει σημαντικά αυξημένα επίπεδα της ΟΑΚ στην γαστρική καρκινικούς ιστούς.

Η

Στην παρούσα μελέτη, το ποσοστό του συνόλου των κετονικών σωμάτων σε ιστούς όγκων ήταν σημαντικά αυξημένη σε γαστρικών καρκίνων διαφοροποιημένων ιστολογία και εντερικό τύπο. Η καρκινογένεση του γαστρικού καρκίνου διαφέρει ανάλογα με ιστολογικό τύπο. Εντερική γαστρικού καρκίνου που προκαλείται από μόλυνση με το

Helicobacter pylori

, μετέπειτα γαστρίτιδα και την αναγέννηση των ιστών [30]. Αν και οι φαινότυποι των μεταβολικών αλλαγή ανάλογα με ιστολογικό τύπο, δεν έχουν πλήρως χαρακτηρισθεί, η ακρίβεια της FDG-PET με βάση την ανωμαλία του μεταβολισμού της γλυκόζης εξαρτάται από την διαφοροποίηση στα γαστρικό καρκίνο [31]. Έτσι, διαγνωστικές και θεραπευτικές τεχνικές που βασίζονται σε μεταβολίτη μετρήσεις μπορούν να εφαρμόζονται σε ειδικούς ιστολογικών τύπων καρκίνου του στομάχου. Πριν από την κλινική εφαρμογή, χρειάζονται συμπληρωματικές δοκιμές για τη συσχέτιση μεταξύ των επιπέδων μεταβολίτη και τα κλινικά αποτελέσματα, όπως το ποσοστό επιβίωσης. Ωστόσο, πρόσφατες μελέτες έχουν παρεμποδιστεί από πολλούς περιορισμούς, συμπεριλαμβανομένων των χαμηλών αριθμών ασθενών και τη διάρκεια της παρακολούθησης. Περαιτέρω κλινικές μελέτες θα πρέπει να αναληφθούν για την επιβεβαίωση του ρόλου της ΟΑ προφίλ ως διαγνωστικού μέσου ή η χρήση της μεταβολικής βιοδείκτες για την πρόβλεψη πρόγνωση της νόσου.

Εν κατακλείδι, αποδείξαμε ότι τα επίπεδα της ΟΑ σε ζεύγη καρκίνου και φυσιολογικά δείγματα ιστού που λαμβάνεται από ασθενείς με αδενοκαρκίνωμα στομάχου παρουσιάζουν σημαντικές διαφορές μεταβολικό. Αυτά τα αποτελέσματα μπορεί να είναι σημαντική στην κατανόηση του πώς οι αλλαγές ΟΑ σχετίζονται με γλυκόζη μεταβολισμό. Το προφίλ ανάλυση ΟΑ στην παρούσα μελέτη μπορεί να είναι ένα γενικά χρήσιμο κλινικό εργαλείο για την κατανόηση της πολυπλοκότητας των μεταβολικών γεγονότων σε γαστρικό αδενοκαρκίνωμα. Επιπλέον, η μέθοδος αυτή μπορεί να είναι μια χρήσιμη τεχνική για τη μελλοντική ανακάλυψη του καρκίνου του στομάχου ειδικών βιοδεικτών για διαγνωστικές και θεραπευτικές στρατηγικές.

Ευχαριστίες

Οι συγγραφείς ευχαριστήσω την κα Geetika Phukan για γραμματειακή υποστήριξη της στην η προετοιμασία του χειρογράφου.