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《吉林大学》 2012年
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成骨肉瘤血清/尿液代谢组学相关研究

苑福升  
【摘要】:目的: 本研究旨在通过建立代谢组学实验平台,对照分析动物成骨肉瘤(Osteosarcoma;OS)实验模型与临床OS、良性骨肿瘤患者的血清/尿液特征代谢产物,分别应用偏最小方差判别分析法(Partial least square-discriminate analysis;PLS-DA)等方法建立OS代谢谱数学模型,采用相应的可视化技术,通过对动物模型及OS患者的血液及尿液中的代谢产物参比研究,建立分辨率高,重复性好的OS血清、尿液代谢标志物组,并试图从机体的动态代谢途径寻找OS诊断标志物。 方法: 本研究分3部分进行 1.建立模型动物OS的代谢谱。通过实验建立MG-63(人成骨肉瘤细胞株)C3H鼠模型和健康对照组,采用氯甲酸乙酯(Ethyl Chloroformate;ECF)衍生的气质联用(Gas chromatography/mass spectrometry;GC/MS)技术平台,分别观察模型鼠荷瘤后第3、5、7周的内源性小分子代谢谱相对于健康对照组尿液的变化。用主成分分析(Principal component analysis, PCA)的方法,判断荷瘤鼠同一时间点的尿液样本代谢谱轮廓和趋势;通过分析影响PLS-DA模型中的权重较大的变量(Variable importance inprojection;VIP),鉴定差异代谢产物中主成分。 2.建立临床骨肿瘤(Benign /Osteosarcoma)的代谢谱。将13名OS患者,18名良性肿瘤患者和20名健康对照人群分成3组,通过ECF衍生GC/MS技术平台对三组尿液样本代谢进行分析;同步基于三甲基硅烷(Trimethylsilyl;TMS)衍生的气相色谱飞行时间质谱联用分析(Gas chromatography/Time-of-flight mass spectrometry;GC/TOF-MS)分析的方法,考察三组血清样本。以此分别得到三组血清/尿液样本的代谢物谱变化。继而通过PCA的方法和PLS-DA,首先对比骨肿瘤组与健康对照组,进一步区分良性骨肿瘤和OS组,并判断模型中的VIP,鉴定出代谢产物中比较明显的成分(Principal components;PC)。 3. OS代谢标记物与代谢通路相关的综合分析。将实验鼠和临床研究的结果予以对比,得出交集的代谢产物,在Metabolic Pathway以及KEGG(Kyoto Encyclopedia ofGenes and Genomes)数据库进行代谢通路的查询。通过综合分析,获得OS在发生发展过程中内源性小分子比较明显的代谢变化,推测OS代谢诊断标记物、主要代谢通路以及影响其代谢通路的关键酶。 结果: 1.实验中发现伴随着OS的形成与进展,PCA和PLS-DA等多维统计方法结果显示小鼠在实验第3周开始出现偏移、第5周已经初步显现分离趋势,第7周已经完全可以区分。利用PLS-DA模型实验中找出的与OS形成相关的37个差异代谢物,并利用NIST谱库等数据库,鉴定了其中10个代谢物。其中马尿酸,尿素,L-鸟氨酸在荷瘤组中含量较健康对照组低,而腐胺,亚精胺,异柠檬酸等含量较健康对照组高。 2.利用非监督的PCA方法,得到健康对照组与骨肿瘤患者(Benign /Osteosarcoma)代谢谱的分离趋势。进一步利用监督的正交偏最小方差判别分析(Orthogonal Partialleast square-discriminant analysis OPLS-DA)的方法能清晰地观察到OS、良性骨肿瘤患者与正常对照之间的代谢轮廓的差异,得到与OS临床病理相关的代谢通路的变化。血清代谢组学分析中:核糖醇、D-果糖、2 -酮戊二酸、乳酸、丁醛、丁酸、甘氨酸、a-氨基己二酸、L-鸟氨酸、甲基组氨酸、L-缬氨酸、十二烷酸等代谢物在OS患者血清中明显低于良性骨肿瘤患者;而瓜氨酸、L-酪氨酸、尿素、半乳糖、2-脱氧-D-半乳糖、硬脂酸、α-羟基丁酸等代谢物在OS患者血清中含量明显高于良性骨肿瘤。在尿液代谢组学分析中:甘氨酸、亮氨酸、赖氨酸、高香草酸、乳酸、柠檬酸等代谢物在OS患者尿液中含量明显低于良性骨肿瘤患者;马尿酸、谷氨酸、组胺、胱氨酸、腐胺等代谢物在OS患者尿液中含量明显高于良性骨肿瘤患者。 3.我们发现了OS代谢产物的主要共同通路异常为肿瘤能量代谢异常和鸟氨酸循环-多胺代谢的异常。在OS尿液代谢组学研究中,柠檬酸、马尿酸盐、腐胺、亚精胺,鸟氨酸可能成为代谢诊断的标志物,关键酶推测是鸟氨酸脱羧酶(Ornithimedecarboxylase,ODC),谷胱甘肽-S-转移酶(Gultathione S transferases;GST)的同工酶和GSTM1、GSTT1。OS血清代谢组学研究结果显示,苹果酸、十二烷酸、羊毛硫氨酸、有可能成为代谢诊断的标志物,推测的关键酶是鸟氨酸循环中负责调控/转运N-乙酰谷氨酸合酶(N-acetylglutamatesynthetase;NAGAS)和鸟氨酸转移酶(Ornithinecarbamyl transferase;OCT)。 4.代谢差异结果表明:OS不仅影响了糖类、脂类和蛋自质三大物质的代谢,还对能量代谢、鸟氨酸循环-多胺代谢等多个生理系统产生显著影响,并且可能直接导致代谢通路损伤。 结论: 1.基于ECF和TMS衍生的GC/MS的OS代谢组学实验平台,进行OS动物模型和临床OS患者的血/尿液的代谢组学研究,能够初步得到良性,恶性和健康对照人群组别代谢轮廓的分离趋势,表明基于色谱/质谱的尿样代谢组学方法在OS的早期诊断上有很大的潜力。 2.本研究中基于GC/TOF-MS的血清代谢组学方法同样比较稳定,可以清楚的区分OS、良性肿瘤和正常人的血清代谢轮廓。 3.本实验证明:在模型动物实验和OS临床患者的尿液/血清的代谢组学研究中,证实能量代谢异常和鸟氨酸循环-多胺代谢等代谢通路碍在OS发生、发展病理过程中具有重要作用,与OS形成、恶化和转移具有重要相关性,有待于后续验证。 本论文创新性研究成果: 1.首次通过GC/MS和GC/TOF-MS实验平台对OS代谢组学进行研究,不但可以得到健康组与OS组代谢轮廓分离趋势,并可以进一步鉴别区分良性骨肿瘤与OS代谢模式。 2.探索性地将动物实验与临床研究获得的结果进行整合分析,血清/尿液样本代谢组学分析结果交互验证,可以得到相对稳定的OS代谢标记物,可能启发基于色谱/质谱技术的代谢组学方法在OS的早期诊断的新思路。 3.发现人与动物OS共同代谢通路为能量代谢,鸟氨酸循环-多胺代谢障碍为主导,得出重要结论:能量代谢障碍、鸟氨酸循环-多胺代谢等代谢通路障碍可能是OS的发生、发展、转移病理过程中重要的代谢模式,为OS代谢通路纵深研究提供了重要科学证据。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:R738.1

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 李永昊;肖玉周;俞岚;承泽农;;P53、P16基因在骨肉瘤中表达及临床相关性研究[J];中国骨肿瘤骨病;2007年03期
2 刘贤锡;;多胺代谢与肿瘤治疗[J];山东大学学报(医学版);2011年10期
3 罗湘建;曹亚;;肿瘤能量代谢机制研究进展[J];生物化学与生物物理进展;2011年07期
4 ;Comparative proteomic analysis of human osteosarcoma and SV40-im-mortalized normal osteoblastic cell lines[J];Acta Pharmacologica Sinica;2007年06期
5 李国东,蔡郑东,陈正军,卢雪峰,雷会宁,郑龙坡;基因微矩阵技术在骨肉瘤发病相关基因研究中的应用[J];中华实验外科杂志;2005年09期
6 丘钜世,朱全胜,王连唐,李扬,黄琳,张萌,陈平圣,田伟,刘巍,张静;骨肿瘤的分子、细胞遗传学研究[J];中华外科杂志;2000年05期
7 孙庆;杨小玉;李红群;齐飞;;人骨肉瘤蛋白质组双向电泳图像分析方法的建立[J];中国实验诊断学;2006年07期
8 王井;李鸣;宋之明;单玉兴;;MMP-9和bcl-2在骨肉瘤中的表达及其临床意义[J];中国实验诊断学;2011年03期
9 范德刚,范清宇,张惠中,张鹏,龙华,刘云燕,文艳华;联合运用基因芯片和反义寡核苷酸技术筛选骨肉瘤转移相关基因[J];中国现代医学杂志;2004年01期
【共引文献】
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1 董稚明;郭炜;王珩;郭艳丽;王士杰;杨植彬;;转化生长因子βⅠ型受体多态性与食管鳞状细胞癌发病风险的关联[J];癌变·畸变·突变;2011年01期
2 张洁林;闵大六;姚阳;;Runx2基因与骨肉瘤研究进展[J];癌症进展;2011年03期
3 蒋超;周苏君;钟玉兵;;围手术期血清胆碱酯酶测定评估肝储备的意义[J];重庆医学;2009年22期
4 李育;赵靖霞;杨根金;张薇;娄子洋;;早期肾透明细胞癌患者血清的核磁共振氢谱代谢组研究[J];第二军医大学学报;2012年01期
5 刘兵;陶惠民;;比较基因组杂交揭示骨肉瘤相关基因变异[J];国际骨科学杂志;2006年05期
6 熊雁;王爱民;;蛋白质组学与骨科疾病[J];国际骨科学杂志;2007年06期
7 童翔;林向进;;p53基因与骨肉瘤[J];国际骨科学杂志;2008年06期
8 孙廓;张键;陈统一;;骨肉瘤基因治疗研究进展[J];国际骨科学杂志;2009年06期
9 范磊;邵增务;;小分子干扰RNA基因沉默与骨肉瘤治疗[J];国际骨科学杂志;2011年01期
10 周小燕;苏丹柯;刘剑仑;;CT对肝癌手术风险预测的研究[J];国外医学(临床放射学分册);2006年03期
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1 邵增务;;恶心骨肿瘤的现代治疗[A];第22届湖北省肿瘤学术大会论文汇编[C];2012年
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1 王佳;CXCR4在卵巢癌转移中的作用及其机制研究[D];华中科技大学;2011年
2 张帆;RNA干扰β-catenin基因对人骨肉瘤MG63细胞系生物学行为的影响和机制研究[D];华中科技大学;2011年
3 刘丽;TGFβ信号网络基因遗传变异与结直肠癌发生、发展风险的分子流行病学研究[D];华中科技大学;2011年
4 吴子晏;MicroRNA-21在骨肉瘤生物学行为作用机制中的研究[D];华中科技大学;2011年
5 郭炜;TGF-β/Smads信号转导通路关键基因在贲门腺癌发生发展中的作用机理研究[D];河北医科大学;2011年
6 陈慧诚;肠道病毒71型灭活疫苗(人二倍体细胞)免疫后攻毒及未免疫攻毒恒河猴婴猴丘脑组织的比较蛋白质组学研究[D];北京协和医学院;2011年
7 孙廓;葡聚糖—阿霉素—聚乙烯亚胺纳米载体介导RNA干扰沉默Livin基因在骨肉瘤中的作用研究[D];复旦大学;2011年
8 顾锐;人骨肉瘤相关蛋白质组分析及癌基因、抑癌基因、凋亡相关基因表达差异的基因芯片研究[D];吉林大学;2004年
9 李颖智;骨巨细胞瘤蛋白质组学初步研究及临床诊断研究[D];吉林大学;2006年
10 高志学;人骨肉瘤细胞多药耐药机制及其逆转剂的研究[D];吉林大学;2007年
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1 王强;新辅助化疗下高危骨肉瘤的临床特点及评价[D];泰山医学院;2010年
2 刘林军;恶性纤维组织细胞瘤中Survivin和VEGF的表达及其与肿瘤微血管生成的关系[D];济南大学;2011年
3 张莹;甲状旁腺激素羧基端肽段细胞凋亡作用的研究[D];天津医科大学;2011年
4 马张稳;川芎嗪对人骨肉瘤U-2OS细胞化疗敏感性的影响及其机制的研究[D];延安大学;2011年
5 靳雷;microRNA-194模拟物对成骨肉瘤细胞系SOSP-9607生物学特性的影响[D];第四军医大学;2011年
6 孙金霞;非小细胞肺癌中TGFBR1等位基因特异性表达(ASE)及其与单倍型关系的研究[D];苏州大学;2011年
7 李俊杰;围手术期血清胆碱酯酶评估肝硬化肝脏储备功能的临床意义[D];吉林大学;2004年
8 聂涛;Survivin基因在骨肉瘤中的表达及其与P-糖蛋白、Bcl-2蛋白、VEGF的相关性研究[D];江西医学院;2005年
9 张薇薇;骨肉瘤侵袭骺板的影像学表现与BMP-2表达的研究[D];兰州大学;2006年
10 周小燕;肝脏MSCT去卷积法灌注技术及正常阈值的初步研究[D];广西医科大学;2006年
【二级参考文献】
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1 朱全胜,丘钜世,梁惠珍;外源性野生型p53基因对人骨肉瘤细胞株生物学特性的影响[J];癌症;1999年S1期
2 田伟,李扬,丘钜世;骨肉瘤 ras、c-myc 和 Rb 基因蛋白表达[J];广东药学院学报;1997年02期
3 朱全胜,丘钜世;骨肉瘤患者染色体不稳定性和脆性部位表达的研究[J];临床与实验病理学杂志;1994年04期
4 王杰;刘青;姜立红;徐富强;;大脑能量代谢和神经传递动力学的NMR测定方法[J];波谱学杂志;2010年03期
5 张冰,刘贤锡,张岩,姜春英,胡海燕,龚磊;人ODCmRNA反义抑制敏感位点的筛选[J];中国现代普通外科进展;2005年03期
6 张岩,刘贤锡,胡海燕,耿昭,王晓明,张冰;人ODC基因第三外显子反义RNA腺病毒载体的构建[J];山东大学学报(医学版);2003年04期
7 迟伟玲,刘贤锡,宋现让,李文通;人ODC基因RNAi慢病毒载体的构建与鉴定[J];山东大学学报(医学版);2005年03期
8 黄庆;田辉;李林;梁飞;刘贤锡;;老年人肺癌组织中鸟氨酸脱羧酶基因表达及其临床意义[J];山东大学学报(医学版);2006年06期
9 阎云飞;刘斌;徐春晓;辛佳璇;王伟;刘贤锡;;胃癌鸟氨酸脱羧酶基因表达及临床意义[J];山东大学学报(医学版);2009年03期
10 向波;王理;易梅;欧阳珏;李夏雨;张祖萍;李小玲;李桂源;;鼻咽癌下调新基因 NOR1相互作用蛋白的筛选和鉴定[J];生物化学与生物物理进展;2009年06期
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1 陈永裕,陈舰,沈茜,徐登仁,苗积生,刘振华,赵杰,纪方;抗人成骨肉瘤单克隆抗体对人骨肿瘤定位显像的临床应用[J];中华骨科杂志;1996年05期
2 郭爱林,范清宇,张盈华,殷缨,韩秀珍,邓贤碧;成骨肉瘤患者TH1/TH2亚群漂移研究[J];中华实验外科杂志;1999年02期
3 罗卓荆!710032西安,王春杰,王茜,马福成,刘雪松,王文亮,金伯泉,王臻!710032西安;TNFα、Fas在成骨肉瘤中表达的免疫组化研究[J];中华肿瘤杂志;1999年04期
4 张德义,范力军,蒋高民,贾存玮;周围型成骨肉瘤4例X线诊断[J];第四军医大学吉林军医学院学报;2001年03期
5 陈倩,陈子平,耿少卿;右侧乳腺成骨肉瘤1例[J];中国冶金工业医学杂志;2004年02期
6 曹来宾;柳祥庭;;成骨肉瘤[J];华中医学杂志;1979年01期
7 张怡五,张明灿,陈家臻;指骨成骨肉瘤1例报告[J];中华手外科杂志;1994年03期
8 何大为,范清宇,范德刚,裘秀春;成骨肉瘤相关抗原的纯化及其特异性分析[J];中华骨科杂志;1997年07期
9 彭学年,王耀程,王晓东,刘悦震;胸壁骨外成骨肉瘤1例报告[J];实用放射学杂志;2002年10期
10 魏宝森;;成骨肉瘤[J];国际外科学杂志;1974年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 童民锋;章威;蒋烽烽;;颅骨成骨肉瘤1例并文献复习[A];2011年浙江省神经外科学学术年会论文汇编[C];2011年
2 姜永红;虞坚尔;;代谢组学在儿科中医药研究中的应用与思考[A];第28次全国中医儿科学术大会暨2011年名老中医治疗(儿科)疑难病临床经验高级专修班论文汇编[C];2011年
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4 周永明;任荣政;;骨髓增生异常综合征代谢组学与骨髓增生异常综合征[A];第八届全国中西医结合血液病学术会议论文集[C];2007年
5 王慧;侯立军;;代谢组学技术在中枢神经系统损伤中的研究进展[A];第一届长三角地区创伤学术会议论文汇编[C];2008年
6 霍玉书;;肠道代谢组学与代谢性疾病[A];中国中西医结合学会微循环2009学术大会会议指南及论文摘要[C];2009年
7 张蕾;刘卫红;颜贤忠;张琪;陈合兵;;高脂血症大鼠代谢组学特征的初步研究[A];第七届海峡两岸心血管科学研讨会论文集[C];2009年
8 李海静;吴胜明;李昱;方均建;马昆鹏;宋占军;董方霆;;代谢组学技术在糖尿病研究中的应用[A];第六届全国化学生物学学术会议论文摘要集[C];2009年
9 李小利;李保应;高海青;马亚兵;;代谢组学与药物研究开发[A];山东省微量元素科学研究会第三届学术研讨会论文汇编[C];2006年
10 司端运;;代谢组学技术与药物作用机制研究[A];全国第十一届生化与分子药理学学术会议论文集[C];2009年
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1 ;成骨肉瘤化疗的宝贵经验[N];中国医药报;2003年
2 吴一福;川大建成人成骨肉瘤顺铂耐药细胞系[N];中国医药报;2006年
3 记者 李雪林 实习生 杨磊;“代谢组学”助中药走向世界[N];文汇报;2006年
4 记者 陈勇、通讯员 王占军、蔡怡春;国际“代谢组学之父”牵手武汉[N];湖北日报;2006年
5 李雪林 杨磊;“代谢组学”助中医药走向世界[N];中国医药报;2006年
6 李雪林 杨磊;“代谢组学”助中医药走向世界[N];中国中医药报;2006年
7 于丽珊;代谢组学与中医药研究受关注[N];中国中医药报;2006年
8 本报实习记者  王华锋;合作可喜 前景可期[N];中国医药报;2006年
9 赵波;良性骨肿瘤的种类[N];农村医药报(汉);2006年
10 记者 刘云涛;上海:代谢组学“联姻”中药研究结硕果[N];中国医药报;2006年
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1 苑福升;成骨肉瘤血清/尿液代谢组学相关研究[D];吉林大学;2012年
2 郑联合;阿霉素联合微波诱导成骨肉瘤细胞凋亡分子机制的初步研究[D];第四军医大学;2005年
3 黎莉;疾病及药物干预的代谢组学方法及应用研究[D];华东理工大学;2010年
4 夏建飞;基于液质联用技术的代谢组学新方法的研究与应用[D];华东理工大学;2010年
5 黄海军;肝病患者粪便上清代谢组学研究及肠道菌群对代谢的影响[D];浙江大学;2010年
6 林艳萍;应用基于质谱技术的代谢组学研究肝损伤标志物[D];天津大学;2009年
7 梁晓萍;基于液质联用的代谢组学在中药复方疗效和安全性评价中的应用[D];华东理工大学;2011年
8 李娟;运输相关压力对羊新陈代谢影响的代谢组学研究[D];华东师范大学;2011年
9 张惠萍;基于多种分析技术的胰腺癌与糖尿病血清代谢组学研究[D];上海交通大学;2011年
10 黄彩华;格斗对抗性项目代谢调节与适应的核磁共振代谢组学研究[D];福建师范大学;2012年
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1 贺云飞;人成骨肉瘤与正常成骨细胞系细胞膜差异蛋白质组学研究[D];兰州大学;2012年
2 单乐群;加热对成骨肉瘤细胞系OS—9901和SOSP—M3的体外灭活作用及加热诱导骨肉瘤细胞系OS—9901的凋亡作用[D];中国人民解放军第四军医大学;2003年
3 李新娜;LIMK1在人成骨肉瘤长春新碱耐药细胞中的作用[D];吉林大学;2010年
4 王红;LIMK1在瘦素介导的人成骨肉瘤耐药细胞增殖、迁移中的作用[D];吉林大学;2012年
5 张建华;分泌型抗成骨肉瘤单链双功能抗体融合基因表达载体的构建[D];第四军医大学;2002年
6 苏华;芹菜素对成骨肉瘤MG-63细胞凋亡和GSH含量的影响[D];南华大学;2011年
7 姚红娟;冠心病代谢组学数据的处理与分析[D];北京中医药大学;2011年
8 牟红元;基于质谱信号的正交投影方法及其在中药代谢组学研究中的应用[D];苏州大学;2012年
9 郭继东;分泌抗人成骨肉瘤单克隆抗体杂交瘤细胞系的建立及单克隆抗体特性的初步研究[D];第四军医大学;2001年
10 高翠红;肝细胞肝癌患者尿液的代谢组学研究[D];天津医科大学;2011年
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