Abstract
I denne studien, karakterisert vi metabolomet av det humane eggstokk og identifisert metabolske vekslinger som sammenfaller med primær ovarialcancer (EOC) og metastatiske tumorer som følge av primær kreft i eggstokkene (MOC) ved hjelp av tre analytisk plattformer: gasskromatografi massespektrometri (GC /MS) og væskekromatografi tandem massespektrometri (LC /MS /MS) ved hjelp av buffersystemer og instrumentinnstillinger for å katalogisere positive eller negative ioner. Den humane ovarie metabolomet ble funnet å inneholde 364 biokjemikalier og ved transformasjon av eggstokk skyldes endringer i energiutnyttelse, endring av metabolitter i forbindelse med glykolyse og β-oksidasjon av fettsyrer, for eksempel karnitin (1,79 fold i EOC,
p
0,001; 1,88 fold i MOC,
p
0,001), acetylcarnitine (1,75 fold i EOC,
p
0,001; 2,39 fold i MOC,
p
0,001), og butyrylcarnitine (3,62 ganger,
p
0,0094 i EOC, 7,88 ganger,
p
0,001 i MOC). Det var også betydelige endringer i fenylalanin katabolisme preget av økning i fenylpyruvat (4,21 ganger;
p
= 0,0098) og fenyllaktat (195,45 ganger;
p
0,0023) i EOC. Eggstokkreft vises også en forbedret oksidativ stressrespons som indikert av økninger i to-aminobutyrate i EOC (1,46 ganger,
p
= 0,0316) og i MOC (2,25 ganger,
p
0,001 ) og flere isoformer av tokoferoler. Vi har også identifisert nye metabolitter i eggstokken, spesielt N-acetylasparate og N-acetyl-aspartyl-glutamat, hvis rolle i eggstokkene fysiologi har ennå ikke bestemt. Disse dataene forbedre vår forståelse av det varierte biokjemi av menneske eggstokk og demonstrere metabolske endringer på transformasjon. Videre metabolitter med betydelige endringer mellom grupper gir innsikt i biokjemiske konsekvensene av transformasjon og er kandidat biomarkører for eggstokkreft onkogenese. Valideringsstudier er garantert å finne ut om disse forbindelsene har klinisk nytte i diagnostikk eller kliniske behandlingen av eggstokkreft pasienter
Citation. Fong MY, McDunn J, Kakar SS (2011) Identifisering av metabolitter i Normal Eggstokk og deres Transformasjon i grunnskolen og metastatisk kreft i eggstokkene. PLoS ONE 6 (5): e19963. doi: 10,1371 /journal.pone.0019963
Redaktør: S. K. Batra, University of Nebraska Medical Center, USA
mottatt: 1 mars 2011; Godkjent: 15 april 2011; Publisert: 19 mai 2011
Copyright: © 2011 Fong et al. Dette er en åpen-tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres
Finansiering:. Midlene brukes til å utføre dette arbeidet ble støttet av en NIH /NCI CA124630 forskning Grant til SSK. Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet. Metabolon ble betalt for tjenesten peformed i metabolitter profilering i henhold til inngått kontrakt
Konkurrerende interesser. JM er en ansatt i Metabolon, Inc. og var ansvarlig for foreløpig analyse av dataene og endelig redigering av manuskriptet. Men som en del av University of Louisville kontrakt med Metabolon, Inc., at han ikke har noen økonomisk fordel eller oppbevaring av oppfinnelsen eller eiendomsrett, patenterbare eller ikke. Dette påvirker ikke tilslutning til PLoS ONE politikk på deling av data og materiale.
Innledning
Eggstokkreft er den mest dødelige malignitet av den kvinnelige reproduktive systemet og 5
th årsak til kreft død hos kvinner. Det er anslått at 21,880 kvinner vil bli diagnostisert og 13 850 vil dø av denne sykdommen i år. De fem års overlevelse på Stage jeg er 93,5%, men synker til 27,6% ved Stage IV, hvor et flertall av tilfellene er diagnostisert på grunn av mangel på symptomer på tidligere stadier [1]. Nåværende gjenkjenning strategier inkluderer transvaginal ultralyd og blod CA-125 nivåer. Men begge deteksjonsmetoder har mangler. Med ultralyd, kan kreft forveksles med funksjonelle cyster i pre-menopausale kvinner på grunn av dynamikken i eggstokkene overflaten [2]. CA-125 har en høy falsk positiv rate [2] som kan oppstå fra en rekke forhold inkludert endometriose, fibroids, hemoragisk cyster på eggstokkene, akutt bekkeninfeksjon, menstruasjon, første trimester av svangerskapet, og flere andre krefttyper [3]. I tillegg er CA-125 ofte ikke oppdages i tidlig fase kreft i eggstokkene [4]. Alternative metoder blir utviklet for pasienter som har normale CA-125 nivåer, men er mistenkt for å ha tilbakevendende sykdom basert på kliniske symptomer [5]. Disse metodene omfatter andre potensielle biomarkører, den mest lovende å være menneske epydidimus protein 4 (HE4), [6], [7], [8], [9], [10] til tross for deteksjon priser på 50-60% i tidlig eggstokk kreft. En omfattende studie som sammenligner følsomheten av ovarialcancer biomarkører for å diskriminere mellom godartede og ondartede masser har blitt beskrevet [11], så vel som betydningen av molekylære markører i prognose og behandling gjennomgått i [12]. Det er viktig at slått biomarkører slår til som antydet med sensitivitet på 75% eller mer, samt spesifisitet på 99,6% for å være i stand til å påvise tidlig fase kreft når det er den mest mulig å behandle [4].
Én tilnærming for å identifisere sykdoms biomarkører er å bruke informasjonsrike analyseverktøy som omics-skala biologiske metoder for å karakterisere sammensetningen av målvevet i helse og sykdom. I dette tilfellet er det viktig å forstå de biokjemiske forandringer som er kjent å forekomme i løpet av neoplastisk transformasjon. Den første energistoffskiftet endring i kreftceller er beskrevet av Otto Warburg, som viste kreftceller preferanse for glykolyse som resulterer i genereringen av laktat for ATP produksjon over mer effektiv prosess for oksidativ fosforylering av mitokondriene [13]. Dette krever at kreftcellene for å øke deres glukoseopptak gjennom ekspresjon av flere isoformer av glukosetransportører (Glut 1 til 9) [14], og for å øke deres glukose katabolisme for å kompensere for energiproduksjon tap, et faktum som kan utnyttes i klinisk påvisning av svulster ved positive emission tomography (PET) avbildning [15].
de molekylære mekanismene som er involvert i den hyperaktive glykolyse er blitt analysert og noen av nøkkelfaktorene identifisert-inkludert Akt, nukleær faktor-kB (NF- kB), hypoksi-induserbar faktor-1 (HIF1), og p53 [14], [16], [17], [18], [19], [20]. Produktene av disse genene er involvert i cellulær aktivering, nærings innførsel, og beskyttelse mot apoptose. Disse genene er kjent for å samhandle i komplekse hierarkiske duk. For eksempel kan HIF-1 moduleres av andre onkogener som Akt [14], K-Ras [21], og Her-2 [22] for å øke ekspresjonen av flere glykolytiske enzymer. Andre molekylære mekanismer inkluderer transkripsjonsregulering av Myc å øke uttrykk for transportører og glykolytiske enzymer-spesielt GLUT, heksokinaseløsning to, og laktat dehydrogenase [14], [23] -i tillegg av phosphoinositol-3-kinase (PI3K) /Akt /pattedyr-target av rapamycin (mTOR) pathway [24], [25], noe som er vanlig i aktiv karsinomer [26]. I tillegg tumor metabolisme differensielt uttrykker glycoltyic isoenzymer, som pyruvat kinase (PKM2), som kan skifte mellom en dimer og en tetramer for å tilpasse seg til energibehovet celler [27], [28]. Imidlertid kan PKM2 også være forbi ved akkumulering av fosfoenolpyruvat (PEP) som resulterer i PEP-avhengig fosforylering og aktivering av fosfoglyseratmutase som produserer pyruvat direkte fra 3-fosfoglycerat [29]. Vander Heiden
et al.
[29] hypotese at denne kobler seg pyruvat produksjon fra ATP generasjon, opprettholde en ATP /AMP-forhold som ikke hemmer glykolyse, og gir en betydelig pool av pyruvat som anabole forløper. Det meste av forskningen på tumorcellemetabolismen har fokusert på glukose utnyttelse. Når glukose er begrenset, blir faste tumorer tvunget til å nedbryte alternative substrater, så som fettsyrer og aminosyrer som en alternativ energikilde.
imidlertid onkogenese kan resultere i en sammensatt panel av metabolske endringer som kan være vevsspesifikke eller generisk tvers kreft hos mennesker. Derfor kan en omfattende metabolske analyse av faste tumorer viser verdifulle metabolitter for både tidlig diagnose av kreft, så vel som for å overvåke sykdomsprogresjon og /eller tilbakefall for å informere klinisk behandling av kreftpasienter. Disse biomarkører kan tenkes å bli brukt som surrogat endepunkter i kliniske studier, og kan foreslå nye metabolske mål for kreft styring samt gi utfyllende mål for cellegiftbehandling. Metabolomics er en systematisk analytisk verktøy som brukes til identifisering av biokjemiske metabolitter fra cellulære prosesser, et begrep som omfatter flere typer analyser som spenner for kjernemagnetisk resonans spektroskopi (NMR), massespektrometri (MS), sporbaserte studier, og metabolsk footprinting [30 ]. Selv om hver av disse metodene har unike fordeler, har MS etablert seg som den høy gjennomstrømming og industrielt stabil tilnærming for å vurdere både sammensetningen av ulike prøvetyper, samt endringer i den sammensetningen følgende forstyrrelse. Selv metabolomics har eksistert i flere tiår, har den siste tiden fått oppmerksomhet som en translasjonsforskning verktøy for identifisering og behandling av kreft i klinisk setting, samt for narkotika target utvikling [31].
I en tidligere studien, Denkert
et al.
[32] brukes gasskromatografi MS /time-of flight (GC-MS /TOF) for å sammenligne border ovarietumorer til eggstokkene karsinomer. De identifiserte 114 av 291 (39,1%) forbindelser og fant en økt i proteinogene aminosyrer, puriner, pyrimides og lipid membran forløpere i eggstokkene karsinomer vs borderline tumorer og tolket disse dataene til å bety at Kreftsvulster har høyere celleproliferasjonsprosesser priser. I tillegg til tumormetabolic analyse, har urinprøver fra kreftpasienter ovarian også blitt studert. Woo
et al.
[33] gjennomførte en metabolomic basert studie for å finne urin biomarkører for eggstokkreft og brystkreft ved bruk av GC /MS. To kjente biomarkører for brystkreft og 3 nye biomarkører for ovariekreft ble identifisert: 1-methyladenosine, 3-metyluridin, og 4-androsten-3,17-dion. Eggstokkreft biomarkører var relatert til oksidativt DNA-skade og DNA metylering. Tilsvarende Slupsky
et al.
[34] oppsamlede urinprøver fra pasienter med tidlig- og sen-trinns bryst- eller ovariekreft, samt fra friske kvinner, til en metabolsk profil oppnå ved hjelp av NMR. Konsentrasjonen av spesifikke metabolitter redusert hos pasienter med kreft, noe som resulterer i en unik profil. Det ble ikke observert forandringer i mellomprodukter med trikarboksylsyre syklusen (TCA), så vel som molekyler relatert til energiomsetning og aminosyrer.
Før denne studien, men den metabolomet av den normale eggstokk er ikke blitt undersøkt, og heller de endringene som skjer med neoplastisk transformasjon og metastatisk progresjon av sykdommen. I den foreliggende undersøkelse, for første gang, rapporterer at det er metabolsk profil av den normale humane ovarie og sammenligne den med den metabolske profilen av primær ovarialcancer (EOC) og metastatiske tumorer som følge av initial EOC (MOC) ved hjelp av GC /MS og LC /MS /MS.
Resultater
Identifisering av metabolitter, statistisk analyse, og sti analyse
i prøver fra våre tre grupper (normal, EOC, og MOC), 364 molekyler ble identifisert (tabell S1) sammenlignet med den Metabolon bibliotek som inneholder 1.700 molekyler. Identifikasjons var basert på retensjonstid, ladning (
m /z
), foretrukne addukter, og fragmentering mønster av molekylet. Den omfattende bibliotek tillatt for rask identifisering med en high fidelity. Disse forbindelser omfattet et stort utvalg av klasser, alt fra enkle aminosyrer og peptider til karbohydrater, lipider, nukleotider, kofaktorer og vitaminer, og xenobiotika (Fig. 1).
n = antall av metabolitter i hver klasse.
data~~POS=TRUNC er en summering av personer som tilhører en gruppe. Ved hjelp av en enveis ANOVA med en Tukey post-test for å identifisere differensielt rikelig metabolitter tvers av de tre klasser av vev som ble analysert, 95 biokjemikalier var statistisk signifikante, og dessuten hadde en
p
≤0.05 i det minste en av de parvise sammenligninger (EOC vs normal; MOC vs normal; MOC vs. EOC). Identiteten av disse metabolittene er gitt i Tabell S2. Bruke overflod profiler av disse metabolittene, overvåket rektor komponenter analyse (PCA) ble utført, noe som gir god separasjon av de tre gruppene (fig. S1).
Ved hjelp av oppfinnsomhet Pathway Analysis (IPA), identifiserte vi topp 15 kanoniske trasé som er involvert i EOC (tabell S3) og MOC (tabell S4). I nesten alle tilfeller, ble disse relatert til aminosyre metabolisme og biosyntese. Også verdt å merke, pyrimidin metabolisme, purinmetabolismen, og glycoxylate og dekarboksylere metabolisme veier bare dukket opp i tilfelle av MOC.
Metabolsk profil av normal eggstokk og tap av funksjon ved transformasjon
Den første hovedkomponent separert ikke-transformerte ovarian prøver fra de transformerte vev (både EOC og MOC), mens den andre hovedkomponent identifisert et ytterligere sett av biokjemiske endringer som korresponderte med metastaser (fig S1). Evaluering av belastninger tomten videre klassifisert forbindelser til tap /gevinst-of-funksjon med enten transformasjon eller metastasering. Fire metabolitter var i høy overflod i eggstokken før neoplastisk transformasjon: 1-methylimidazole acetat (-2,06 fold,
p
0,001 i EOC, -2,18 fold,
p
0,001 i MOC), taurin (-1,75 fold,
p
0,001 i EOC, -1,97 fold,
p
0,001 i MOC), fenol sulfat (-2,22 fold,
p
= 0,0535 i EOC, -3,0 fold,
p
= 0,0217 i MOC), og 6-fosfoglukonat (-1,64 fold,
p
= 0,0538 i EOC, -1,92 fold,
p
= 0,0264, figur 2).. Disse biokjemikalier har et betydelig fall i overflod på transformasjon. To av disse metabolitter (methylimidazoleacetate og 6-fosfoglukonat) har tidligere vært forbundet med normal eggstokkfunksjon og fallet i sin overflod kan betraktes som en tap-av-funksjon i forbindelse med transformasjon.
1-methylimidazoleacetate og taurin analysert ved LC /MS positive ion spray; fenol sulfat og 6-fosfoglukonat analysert ved LC /MS negative ion spray. Box legende: + i boks representerer gjennomsnittsverdien, bar i boks representerer medianverdien, representerer øvre bar maksimalt distribusjon, nedre bar representerer minimum distribusjon, representerer sirkel ekstreme datapunkter
Methylimidazoleacetate er den viktigste. metabolitt av histamin. Dette sluttproduktet av histamin katabolisme er dannet av N-metylering i imidazolringen til methylhistamine av histamin metyltransferase og en påfølgende oksidativ deaminering i sidekjeden av type B monoaminoksidase. Fra studier er det kjent at så mye som 70-80% av histamin metaboliseres i kroppen og utskilles i urinen som methylimidazoleacetate [35]. Således, urin methylimidazoleacetate er den største og spesifikke histamin metabolitt er en klar markør av eventuelle endringer i histamin metabolismen i kroppen. Ovarian histamin produksjon skjer ved vev hørende mastceller, og har vist seg å koordinere med eggløsning [36].
Taurin er ikke involvert i proteinsyntese og /eller har begrenset deltakelse i biokjemiske mekanismer utenom peroksisomal dannelse av N- acyl lipid-konjugater, så som gallesyrer og fettsyrer. Imidlertid har flere funksjoner blitt demonstrert for taurin, for eksempel osmoregulering, membran stabilisering, avgiftning, antioxidation, modulering av ion forandring, og som en hemmende neurotransmitter eller neuromodulator [37], [38], [39], [40], [ ,,,0],41]. Rollene som taurin i reproduksjonssystemet er flere og sammensatte. Taurin er den dominerende aminosyren i genital sekreter-, inkludert bryt, livmor, og oviduktvæskene [42], [43]. Det har blitt demonstrert at eggstokken inneholder mRNA fra et taurin transportør [44], og at den rotte egglederen inneholder opp til 10 umol taurin /g vev [45]. Taurin er også til stede i høye konsentrasjoner i rotte og humane uterus, og dets konsentrasjon avtar med graviditet [46], [47]. Til tross for alle disse dataene, rollene til taurin i det kvinnelige reproduksjonssystemet er i stor grad ukjent og det finnes ingen tidligere studier om sin lokalisering i disse organene.
Fenol sulfat er en lever behandlet gut microfloral metabolitt, og 6-fosfoglukonat er et mellomprodukt i utnyttelsen av glukose i pentose-fosfat vei, eventuelt noe som viser at glukose blir hindret fra å komme inn i pentose-fosfat veien i den friske eggstokk, og at det ved transformasjon det er en høyere affinitet mekanisme på plass for denne mekanisme. Denne tolkningen er fornuftig gitt at pentose-fosfat veien produserer både ribose for nukleotid-biosyntese, så vel som to molare ekvivalenter av NAD (P) H som kan redusere oksidativt stress og hjelpemiddel i glutation resirkulering.
Seks forbindelser differensiert transformert ovarievev uavhengig av om kreft ble lokalisert eller metastatisk (PC1 0; PC2 = 0). Disse forbindelsene inkluderte flere kvartære aminer (betain, karnitin og erogthionine), TCA syklus mellom malat og fumarat og N-acetylglycin. Økt vev kvaternære amin-konsentrasjoner er vanligvis på grunn av vev behov for enten kolin eller carnitin som transportører for kvaternære aminer er selektive, men ikke spesifikk [48]. I alt ble tretten forbindelser inneholdende kvaternære aminer funnet å ha økt vev overflod i den ene eller begge av eggstokkreft gruppene sammenlignet med den ikke-transformerte ovarievev og to kolin-inneholdende lysolipids hadde betydelig redusert overflod i den transformerte ovarievev.
kreft~~POS=TRUNC celler~~POS=HEADCOMP har endret karbohydrat metabolismen
en av signaturen kjennetegnene til kreft er en endret glukosemetabolismen. I 1929, Otto Warburg først foreslått at kreftceller anvendes glukose på en annen måte enn normale celler, og fore glukose for anaeroblic glykolyse i stedet for oksydativ fosforylering for generering av ATP [13], noe som resulterer i økt laktatproduksjon og en lavere pH-verdi enn normalt vev, som i sin slår svekker DNA reparasjonsmekanismer [49]. Våre resultater viste en økning i laktat i både EOC og MOC med en fold endring på 1,46 (
p
0,001) og 1,37 (
p
= 0,0076), respektivt, når sammenlignet med normale eggstokkvev. Bare MOC viste en økning i glukose-6-fosfat (2,91 ganger,
p
= 0,0029). Det var ingen signifikante endringer i glukose, pyruvat, acetylphosphate, fosfat, pyrofosfat, eller citrate mellom gruppene (Fig. 3). Økningen i laktat kombinert med noen vesentlige endringer i citrate nivåer, tilsier at glykolyse ikke ble hindret, men snarere oksidativ fosforylering. Interessant nok et annet aspekt av Warburg metabolisme, heksose fosfat overflod, ble bare forhøyet i MOC prøver (data ikke vist).
glukose, glukose-6-fosfat, fruktose-6-fosfat, 3-fosfoglycerat, fosfoenolpyruvat (PEP), pyruvat, laktat, citrat og analysert ved GC /MS. Box legende: + i boks representerer gjennomsnittsverdien, bar i boks representerer medianverdien, representerer øvre bar maksimalt distribusjon, nedre bar representerer minimum distribusjon, representerer sirkel ekstreme datapunkter
Den andre karbohydrater med. en betydelig økning i overflod i transformert eggstokkvev var fucose (2,75 ganger,
p
0,001 i EOC, 1,81 ganger,
p
= 0,0103 i MOC). Dette funn kan skyldes et tap av funksjon av spesifikke ovarial glykosyleringsseter trasé, siden det er blitt vist at normalt ovarievev uttrykker et spesifikt protein fucosylation bane som resulterer i at fucose rest er direkte koblet til proteinet via Ser /Thr [50]. Dette eggstokk-spesifikk glykosylering veien er også enestående ved at den fucose er ikke terminalen sukker, men en indre sukker i O-bundne oligosakkarider.
Økt fettsyreoksidasjon i EOC og MOC
som et alternativ til oksidativ fosforylering for ATP produksjon, EOC og MOC foretrekker å anvende fettsyrer som indikert ved en økning i flere fettsyrer (fig. 4) som er involvert i fettsyre og karnitin metabolisme-spesielt karnitin (1,79 fold i EOC,
p
0,001; 1,88 fold i MOC,
p
0,001), acetylcarnitine (1,75 fold i EOC,
p
0,001; 2,39 fold i MOC,
p
0,001), butyrylcarnitine (3,62 ganger,
p
= 0,0094 i EOC, 7,88 ganger,
p
0,001 i MOC), og propionylcarnitine økt 5,7 ganger (
p
= 0,0047) i MOC bare (fig. 5). Karnitin har blitt anerkjent som et transportprotein som leverer fettsyrer inn i mitokondriene for β-oksidasjon. Endogen acetylcarnitine har blitt brukt som en indikator på mitokondriell helse gjennom resten av acetyl-CoA:CoA ved overføring av acetylgruppen til karnitin for å danne acetylcarnitine og dermed gi acetylgrupper for syntese av steroler, fettsyrer og ketonlegemer [51] .
karnitin, acetylcarnitine, butrylcarnitine, og propionylcarnitine analysert med LC /MS positive ion spray. 2-hydroxyglutarate og 3-hydroksybutyrat analysert ved GC /MS. Box legende: + i boks representerer gjennomsnittsverdien, bar i boks representerer medianverdien, representerer øvre bar maksimalt distribusjon, nedre bar representerer minimum distribusjon, representerer sirkel ekstreme datapunkter
ketonlegemer tre. hydroksybutyrat (BHBA) ble oppregulert 8,63 ganger (p = 0,0056) i MOC sammenlignet med normal (fig. 5). I tillegg, er avgjørende for de novo-lipogenese [52] cytosoliske pool av acetyl-CoA. Det overskytende produksjon av cytoplasmatisk acetyl-CoA i forhold til den mitokondrielle kapasitet for dens inkorporering i det TCA-syklusen er demonstrert av den økte mengde av et panel av N-acetyl aminosyrer i cancervev-, inkludert N-acetylglutamate, N-acetylglycin, N- -acetylthreonine, det neuroaktive aminosyrer N-acetylaspartate (NAA) og N-acetyl-aspartylglutamate (Naag), polyaminet nedbrytningsproduktet N-acetylputrescine, og til og med N-acetylglukosamin-6-fosfat.
Interessant, vi fant også at det nylig er beskrevet oncometabolite, 2-hydroxyglutarate hadde økt overflod i EOC (3,06 ganger,
p
= 0,0114 i EOC fig. 5). [53]
Forbedret fenylalanin katabolisme
Fenylalanin katabolisme også resulterer i produksjon av ketoner, nemlig fenylpyruvat og 4-hydroxypyruvate. Store metabolitter av fenylalanin katabolisme ble betydelig økt i EOC i forhold til normal (Fig. 6). Fenylpyruvat økte 4,21 ganger (
p
= 0,0098) i EOC bare i forhold til normal, men redusert -3,68 ganger (
p
= 0,036) i MOC i forhold til EOC. Fenyllaktat (PLA) økte 195,45 ganger (
p
0,0023) i EOC, et funn som vanligvis tilskrives utilstrekkelig aktivitet av fenylalanin hydroksylase [54]. Phenylacetate økte 1,93 ganger (
p
= 0,0203) i EOC i forhold til normal bare, mens 4-hydroksyfenylpyruvat ble økt 17,82 ganger (
p
= 0,0069) i EOC i forhold til det normale. Fenylalanin, tyrosin, fenylacetylglutamin, og 4-hydroksyfenylacetat ble ikke signifikant endret. Fenylalanin og dets viktigste metabolitter-fenylpyruvat, PLA, og phenylacetate-indusere oksidativt stress i hippocampus og cerebral cortrex via generasjon av reaktive oksygenforbindelser, som ble dempet av α-tokoferol [55]. -fenylacetat Har også vist seg å ha en hemmende virkning på vekst ovarie cancer-cellelinjer [56], mens PLA kan fremme vekst [57]. Derfor virker det rimelig at eggstokkreft ville favorisere produksjon av PLA fremfor andre alternative metabolitter, i samsvar med våre resultater. Disse metabolittene er generert av trans av fenylalanin og påfølgende oksidasjon av fenylpyruvat.
Fenylalanin og tyrosin analysert med LC /MS pos .; fenylpyruvat, phenyllacetate fenylacetylglutamin, phenylactate, og 4-hydroksyfenylpyruvat via LC /MS negative ion spray; 4-hydroksyfenylacetat via GC /MS. Box legende: + i boks representerer gjennomsnittsverdien, bar i boks representerer medianverdien, representerer øvre bar maksimalt distribusjon, nedre bar representerer minimum distribusjon, representerer sirkel ekstreme datapunkter
Økte nivåer av tokoferoler. i MOC
det finnes fire hoved isoformer av tokoferoler: a, β, δ og γ, med α-tokoferol er den mest biologisk aktive formen, og står for ca 90% av Vitamin E finnes i animalske vev, hvor den fungerer som en antioksidant for å slukke frie radikaler og avslutte lipidperoksydasjon [58], [59]. Derfor fungerer den som et effektivt forsvar mot stråling, som genererer frie radikaler fra vann eller biomolekyler [60]. Metabolomic analyse viste en signifikant økning i a-, δ- og γ-tokoferol nivåer i MOC. α-tokoferol økt 1,160.41 ganger (
p
0,001) sammenlignet med normal og 627,67 ganger (
p
= 0,0023) sammenlignet med EOC. δ-tokoferol økt 1,775.51 ganger (
p
0,001) sammenlignet med normal og 1,950.08 ganger (
p
0,001) sammenlignet med EOC. γ-tokoferol økte 95,74 ganger (
p
0,001) sammenlignet med normal og 83,79 ganger (
p
0,001) sammenlignet med EOC (Fig. 7). Som tokoferoler er fettoppløselige, blir de båret i blodet pakket i lipoproteiner, hovedsakelig LDL og HDL, hvoretter de transporteres til vev og gjennomgår opptak av den samme mekanismen som lipider blir levert [58]. Opptak i den normale eggstokk reguleres med lipoprotein-reseptorer [59]. Tokoferoler har også vært implisert i undertrykkelse av immunsystemrespons ved å redusere de reaktive oksygenforbindelser og /eller endring av arakidonsyremetabolitter [61]. Derfor virker det rimelig at metastatisk kreft ville samle dem for å undertrykke immunresponsen og gir et forsvar mot strålebehandling for kreft.
tokoferoler analysert via GC /MS. Box legende: + i boks representerer gjennomsnittsverdien, bar i boks representerer medianverdien, representerer øvre bar maksimalt distribusjon, nedre bar representerer minimum distribusjon, representerer sirkel ekstreme datapunkter
Forbedret oksidativt stress respons.
Ophthalmate er en analog av den reduserte formen av glutation (GSH) med tiolgruppen av GSH erstattet med en metylgruppe. Ophthalmate kan syntetiseres fra 2-aminobutyrat og glutamat ved de enzym γ-glutamyl-cystein syntetase (GCS) for å danne γ-glutamyl-2-aminobutyrat [62], som kan bli katalysert av glutation-syntetase (GS) for å danne ophthalmate [63] (fig. 7). Ophthalmate har blitt antydet som en biomarkør for oksidativt stress som utilstrekkelige nivåer av GSH resultater i ophthalmate syntese gjennom aktivering av GCS. GSH er en av de mest tallrike intracellulære antioksidanter som beskytter mitokondriene fra endogene oksygen radikaler [64] og også holder enzymer og andre cellulære forbindelser i en redusert tilstand [65], noe som gjør den til en av de viktigste cellulære antioksidanter, som sin utarming leads til celledød. GSH er også blitt implisert i kjemoterapi motstand gjennom aktivering av multimedikamentresistent transportør 1 (MDR-1) [66], [67].
oksidert form av glutation (GSSG), GSH, γ- glutamyl-2-aminobutyrat, og ophthalmate kan påvises i serum hos mus [67] så alle har potensial for biomarkører. Men til dags dato to-aminobutyrate og ophthalmate er ikke undersøkt i eggstokkreft. Her rapporterer vi om den første gangen, betydelige økninger av 2-aminobutyrate både EOC (1,46 ganger,
p
= 0,0316) og MOC (2,25 ganger,
p
0,001), noe som tyder en forbedret oksidativ respons. Ophthalmate økte 2,94 ganger i MOC (
p
= 0,0128; Fig. 8). Men det var ingen signifikante endringer i glutation (redusert og oksidert tilstander) eller glutamat.
2-hydroksybutyrat og 2-aminobutyrate analysert via GC /MS. Boksplott av glutamat og ophthalmate analysert med LC /MS positive ion spray. Box legende: + i boks representerer gjennomsnittsverdien, bar i boks representerer medianverdien, representerer øvre bar maksimalt distribusjon, nedre bar representerer minimum distribusjon, representerer sirkel ekstreme datapunkter
Økt produksjon av NAA. og Naag
N-acetylasparate (NAA) er en fri aminosyre som finnes i hjernen ved meget høye konsentrasjoner som fungerer som en osmolyte i væskebalanse for å beskytte neuroner mot osmotisk stress [68], [69]. Det er også tenkt å tjene som en kilde for acetat for lipid og myelin syntese [70] og bidra glutamat for energiproduksjon i neuronal mitokondriene gjennom en serie av reaksjoner [71], [72]. NAA er syntetisert fra L-asparate og acetyl-CoA ved hjelp av enzymet L-asparate-N-acetyl-transferase og hydrolysert av enzymet aspartoacylase II. NAA tjener som en forløper for N-ascetyl-aspartyl-glutamat (Naag) ved hjelp av enzymet NAA syntetase (fig. 8). På grunn av sin emballasje med glutamat, har den fysiologiske rolle for Naag vært vanskelig å identifisere, men oppfyller den kriteriene for en nevrotransmitter som det er pakket inn i synaptiske vesikler og utgitt i en Ca
2 + -avhengig måte fra nerveterminaler [73]. Det er blitt foreslått til å tjene som en skyttel for glutamat for å aktivere glutamatreseptoren mGluR3 på grunn av cytotoksisk natur av glutamat [74], [75]. Mer nylig har det blitt brukt til å diagnostisere hjernelidelser. Dessuten har NAA konsentrasjonene er funnet hos en pasient med eggstokkreft mucinous cystadenoma [76] og i ovarian cyst væske av serøse ovarietumorer [77], selv om en fysiologisk rolle i eggstokken er ikke fastslått. Her rapporterer vi at NAA og Naag, to frie aminosyrer, ble oppdaget i normal eggstokk med betydelig økte nivåer i EOC viser en fold endring av 3,50 (
p
= 0,0301) og 2,19 (
p
= 0,0352), henholdsvis med ytterligere økninger i MOC med en fold endring av 85,60 ganger (
p
0,001) og 8,09 (
p
0,001), henholdsvis (fig . 9).
NAA og Naag analysert via LC /MS negativ og LC /MS positive ion spray, henholdsvis. Box legende: + i boks representerer gjennomsnittsverdien, bar i boks representerer medianverdien, representerer øvre bar maksimalt distribusjon, nedre bar representerer minimum distribusjon, representerer sirkel ekstreme datapunkter
Naag er brutt ned.
