基于多種分析技術(shù)的肺癌代謝組學(xué)研究

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1、上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文基于多種分析技術(shù)的肺癌代謝組學(xué)研究學(xué)院：藥學(xué)院博士生：吳謙指導(dǎo)教師：閆超教授專業(yè)：藥學(xué)2014年12月萬方數(shù)據(jù)Ph.D.dissertationsubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityMETABOLOMICSTUDYOFLUNGCANCERBASEDONDIFFERENTANALYTICALMETHODSByPh.D.candidate:WuQianSupervisedbyProf.YanChaoSchoolofPharmacyShanghaiJiaoTongUniversityDecember,2014萬方數(shù)據(jù)萬方數(shù)據(jù)萬方數(shù)據(jù)萬方

2、數(shù)據(jù)摘要基于多種分析技術(shù)的肺癌代謝組學(xué)研究摘要肺癌是嚴(yán)重危害人類生命健康的重大疾病，其發(fā)病率和死亡率均居惡性腫瘤首位。由于早期肺癌患者常無特殊癥狀，臨床就診的肺癌患者多數(shù)處于中晚期。早期診斷和早期治療可以顯著提高生存率，但迄今臨床上尚缺乏有效可靠的早期篩查診斷方法。代謝組學(xué)能夠幫助人們更好的了解癌癥的發(fā)病機(jī)制及病人體內(nèi)物質(zhì)的代謝途徑，有助于癌癥生物標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)，并輔助臨床診斷。本論文采用超高效液相色譜/高效液相色譜-四極桿飛行時間質(zhì)譜（UPLC/HPLC-QTOF-MS）、加壓毛細(xì)管電色譜-四極桿飛行時間質(zhì)譜（pCEC-QTOF-MS）等不同分析技術(shù)，綜合考察了尿液、血清、細(xì)胞等不同肺癌樣

3、本與對照樣本之間的代謝譜差異。隨后采用多維模式識別技術(shù)以及單維統(tǒng)計分析，篩選并鑒定出不同肺癌樣本與對照樣本之間的差異代謝物。最后，通過進(jìn)一步對發(fā)現(xiàn)的差異代謝物的代謝通路進(jìn)行分析，推斷肺癌可能與脂肪酸氧化代謝存在密切關(guān)系。本論文的研究內(nèi)容主要包括以下幾個部分：1、采用基于UPLC-QTOF-MS技術(shù)結(jié)合多維/單維統(tǒng)計分析進(jìn)行了肺癌尿液代謝組學(xué)研究。通過分析肺癌病人與正常對照之間的尿樣代謝輪廓差異，討論了不同歸一化方法在尿液代謝組學(xué)中的區(qū)別，篩選并鑒定出肺癌相關(guān)的20種尿液差異代謝物，包括肉堿和11種酰基肉堿，對應(yīng)的代謝途徑包括脂肪酸β-氧化代謝、甲硫氨酸代謝、嘌呤代謝、酪氨酸代謝等。I萬方數(shù)

4、據(jù)摘要2、采用基于HPLC-QTOF-MS技術(shù)結(jié)合多維/單維統(tǒng)計分析進(jìn)行了早期肺癌血清及尿液代謝組學(xué)研究。選取了腫塊大小直徑在3cm以下的肺癌病例，同時分析肺癌病人與正常對照之間的血清和尿樣代謝輪廓差異。篩選并鑒定出51種肺癌血清差異代謝物，包括10種?；鈮A、22種溶血磷脂、9種脂肪酸、3種類固醇、3種膽汁酸以及4種其他代謝物；篩選并鑒定出59種肺癌尿液差異代謝物，包括在16種?；鈮A、6種谷氨酰胺結(jié)合物、以及質(zhì)譜正負(fù)模式下共37種其他代謝物。進(jìn)一步對這些差異代謝物進(jìn)行ROC分析。在血清代謝物中，其中AUC值前5位的酰基肉堿組合、AUC值前5位的溶血磷脂組合、AUC值前4位的脂肪酸組合，

5、其AUC值均大于0.9，具有較高的診斷準(zhǔn)確性。在尿液代謝物中，其中AUC值前10位的?；鈮A組合、AUC值前4位的谷氨酰胺結(jié)合物組合，其AUC值大于或接近0.9，具有一定的診斷準(zhǔn)確性。3、采用基于pCEC-QTOF-MS技術(shù)結(jié)合多維/單維統(tǒng)計分析進(jìn)行了肺癌尿液代謝組學(xué)研究。搭建了pCEC-QTOF-MS聯(lián)用系統(tǒng)，并首次將其應(yīng)用于代謝組學(xué)研究，以肺癌病人尿液為對象進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)并鑒定了15種差異代謝物，其中包括3種谷氨酰胺結(jié)合物。pCEC的獨(dú)特分離機(jī)理有助于區(qū)分谷氨酰胺結(jié)合物的質(zhì)譜碎片峰和共流出峰。4、采用基于HPLC-QTOF-MS技術(shù)結(jié)合多維/單維統(tǒng)計分析進(jìn)行了肺癌細(xì)胞代謝組學(xué)及脂質(zhì)組

6、學(xué)研究。以胚肺部正常成纖維細(xì)胞為對照，對7種肺癌細(xì)胞系同時進(jìn)行極性代謝物和脂類代謝物的研究。在極性提取物中，總體上肺癌細(xì)胞中的游離肉堿及酰基肉堿濃度有顯著變化，特別是A549細(xì)胞的大部分?；鈮A濃度升高尤為顯著。在脂類提取物中，共鑒定出488種脂類分子。進(jìn)一步分析肺癌細(xì)胞與對照II萬方數(shù)據(jù)摘要細(xì)胞之間的脂質(zhì)代謝輪廓差異，得到51種脂類差異代謝物，包括3種神經(jīng)酰胺，3種二?；视停?1種縮醛磷脂酰膽堿，1種縮醛磷脂酰乙醇胺，21種磷脂酰膽堿，3種磷脂酰乙醇胺，1種磷脂酰絲氨酸，以及8種神經(jīng)鞘磷脂。5、初步建立了基于HPLC-QTOF-MS技術(shù)的組織、尿液、血清等不同樣本的脂質(zhì)組學(xué)分析方法。重

7、點(diǎn)考察了采用“核殼型”填料的快速、低壓的血清脂質(zhì)組學(xué)分析方法，共檢測到21對，共42種溶血磷脂酰膽堿，并對其保留時間規(guī)律進(jìn)行了討論。關(guān)鍵詞：代謝組學(xué)，脂質(zhì)組學(xué)，肺癌，血清，尿液，液質(zhì)聯(lián)用，加壓毛細(xì)管電色譜，?；鈮AIII萬方數(shù)據(jù)ABSTRACTMETABOLOMICSTUDYOFLUNGCANCERBASEDONDIFFERENTANALYTICALMETHODSABSTRACTLungcancerremainsthem