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            島津企業(yè)管理(中國)有限公司

            氣質(zhì)百川 | 透視健康 島津智能代謝物數(shù)據(jù)庫為液體活檢的方法研究注入新活力

            時間:2024-10-28 閱讀:223
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             近年來,液體活檢技術(shù)發(fā)展備受關(guān)注,其相對于常規(guī)組織活檢技術(shù)具有侵入性小、快速便捷、可重復(fù)性高等優(yōu)點(diǎn),因此在癌癥的早篩、早診等方面產(chǎn)生了諸多突破性進(jìn)展。它通過分析血液或尿液等中的生物標(biāo)記物,如比較熱門的循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)來檢測癌癥的存在。然而,由于ctDNA僅能檢測DNA,且會受到其它因素污染,因此對循環(huán)腫瘤細(xì)胞(CTCs)如RNA和蛋白質(zhì)的分析變得越來越重要(如圖1),而隨著代謝組學(xué)的發(fā)展,越來越多的代謝物標(biāo)志物被認(rèn)為是潛在的反映癌癥發(fā)生的敏感標(biāo)記物。從血液中分離出活的CTCs,將其進(jìn)行濃縮,并了解培養(yǎng)癌細(xì)胞的培養(yǎng)基中所含微量代謝物的變化,可為液體活檢研究做出重大貢獻(xiàn)。

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            圖1 液體活檢研究目標(biāo)概述

             

            利用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)的方法即可以對培養(yǎng)基中的初級代謝物進(jìn)行分析,然而GC-MS對于代謝物的快速篩查及代謝通路研究方面仍存在一定挑戰(zhàn),為了克服這些挑戰(zhàn),島津針對代謝物分析開發(fā)了專用的GC-MS數(shù)據(jù)庫(Smart Metabolites Database),其涵蓋600多種化合物的質(zhì)譜圖、保留指數(shù)、MRM離子對等信息,可在無標(biāo)準(zhǔn)品的情況下快速排除干擾組分輕松實(shí)現(xiàn)樣品中代謝物的快速篩查。

            本應(yīng)用即利用島津GCMS-TQ8040 NX和Smart Metabolites Database Ver.2在23分鐘內(nèi)就完成了兩種CTCs樣品(H358和H1975肺癌細(xì)胞)中500多種代謝組分的同時測定。這兩種CTCs通過智能活檢細(xì)胞分離器(Smart Biopay Cell Isolator)分離獲得,并分別在0、1、10、50和100個細(xì)胞的獨(dú)立培養(yǎng)基中培養(yǎng)。智能活檢細(xì)胞分離器采用基于重力過濾的HDM技術(shù),通過特殊涂層更大限度地提高回收率,每個樣品均以高通量的方式在25分鐘內(nèi)分離活CTCs。然后使用eMSTAT Solution Ver.2和多組學(xué)分析方法包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,通過可視化的方法呈現(xiàn)ANOVA(方差分析)和代謝通路圖的結(jié)果,進(jìn)而了解CTC數(shù)量與代謝通路上的代謝物之間的相關(guān)性。

             

            利用ANOVA進(jìn)行代謝通路分析

            下圖2中通過ANOVA計(jì)算未使用的培養(yǎng)基(含0個癌癥細(xì)胞的培養(yǎng)基,藍(lán)色)、含有50/100個H358肺癌細(xì)胞的培養(yǎng)基(紅色)和含有50/100個H1975肺癌細(xì)胞(黃色)的培養(yǎng)基的p值,并將p值在5%及以下的代謝物投影到多組學(xué)分析方法包的代謝物通路圖上。

            可以看出,在H358培養(yǎng)基中,甘油酯代謝通路上游區(qū)域的底物(二羥丙酮磷酸和甘油磷酸酯)水平特別低,甲基乙二醛是二羥丙酮磷酸的副產(chǎn)物,由于糖酵解的增加,癌細(xì)胞傾向于產(chǎn)生甲基乙二醛作為副產(chǎn)物。

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            圖2 使用eMSTAT Soutions Ver.2進(jìn)行ANOVA,并將結(jié)果投影到多組學(xué)分析方法包的代謝通路圖上

             

            CTC數(shù)量與代謝通路上的代謝物的相關(guān)性分析

            利用多組學(xué)方法包的代謝通路分析功能,進(jìn)行CTC數(shù)量(0、1、10、50、100)與代謝物之間的相關(guān)性分析(如圖3)。結(jié)果顯示,色氨酸通路中的中間代謝物多巴胺與H358呈正相關(guān)(據(jù)了解肺癌患者血漿中的多巴胺水平明顯高于健康受試者,其因果關(guān)系有望在以后的研究中得到闡明)。此外,在甘油三酯合成通路中,甘油磷酸酯與H358細(xì)胞數(shù)量呈正相關(guān),眾所周知,將甘油磷酸轉(zhuǎn)化為1,3-二磷酸甘油酸的甘油醛-3-磷酸脫氫酶(NADP+)在肺癌細(xì)胞中高表達(dá)。因此,本實(shí)驗(yàn)中甘油磷酸酯的減少也被認(rèn)為是由于甘油醛-3-磷酸脫氫酶(NADP+)的增加。

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            圖3 搜索與CTC計(jì)數(shù)相關(guān)的代謝物

             

            結(jié)論                     

            通過GC-MS和智能代謝物數(shù)據(jù)庫分析培養(yǎng)了癌癥細(xì)胞的培養(yǎng)基中代謝物的情況,并結(jié)合多組學(xué)方法包的代謝通路分析功能,分析CTC數(shù)量與代謝物之間的相關(guān)性,將有助于液體活檢相關(guān)的方法研究。

             

            代謝物數(shù)據(jù)庫特點(diǎn)

            • 超過600種代謝化合物信息,提供氨基酸、脂肪酸和糖的專用分析方法,輕松實(shí)現(xiàn)代謝物泛范圍篩查。

            • 代謝物MRM信息數(shù)據(jù)庫,無需標(biāo)準(zhǔn)品即可快速創(chuàng)建高靈敏度分析方法

            • 新增糖專用分析方法和功能性成分化合物信息擴(kuò)展樣品分析范圍

            • 新增過濾功能,允許用戶只選擇和分析給定樣品中可能被檢測到的代謝物,節(jié)省分析時間和勞動力

            • “代謝組學(xué)手冊”全方位說明從樣品準(zhǔn)備到多變量分析的每個步驟,即使是初學(xué)者亦可以輕松應(yīng)對。

             

            實(shí)驗(yàn)儀器

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            聲明:本文涉及內(nèi)容非醫(yī)療用途,僅供專業(yè)人士學(xué)習(xí)及相關(guān)研究參考使用

             

            本文內(nèi)容非商業(yè)廣告,僅供專業(yè)人士參考。

             

             

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