消癌解毒方干预W256移植瘤大鼠生存及血、尿代谢的研究

【摘要】：研究背景：国医大师周仲英教授一生临证经验总结的消癌解毒方经临床和多项实验研究已证实其卓越的疗效；但是尚未用符合中医整体观的代谢组学对其进行循证研究,故本研究将主要用代谢组学方法探索其抗肿瘤的作用和机制。目的：建立W256瘤株的大鼠移植瘤模型,评价消癌解毒方对移植瘤大鼠生存状态(主要是摄食量、体重的变化)和对相关免疫指标影响以及瘤体病理改变的影响。探索移植瘤大鼠体内代谢变化及消癌解毒方抗肿瘤的代谢组学机制。方法：将W256移植瘤大鼠随机分为消癌解毒方高、中、低剂量治疗组、顺铂组和模型组、空白组,观察生存大鼠摄食量、体重变化、采用ELLISA法测定大鼠血清中肿瘤坏死因子α(TNF-α)、转化生长因子p(TGF-β)、血管内皮生长因子(VEGF)、基质金属蛋白酶MMP-2的含量变化,对比各组大鼠移植瘤瘤体光镜下形态变化。应用气相色谱质谱联用技术获取大鼠肿瘤模型组、空白对照组及中药高、中、低剂量组血浆、尿液的原始代谢指纹图谱信息,数据采集取得各样本数据信息,采用多元统计方法(PCA、PLS-DA)模式识别等方法,得到模型组与对照组代谢概况,结合NIST数据库和文献进行代谢物鉴定,并行T-TEST组间比较,寻找空白组与模型组大鼠血浆、尿液有差异的代谢物(潜在标志物),并分析关联代谢通路变化。进一步对比消癌解毒方各组与模型组空白组差异化合物,寻找该方调节代谢作用的靶点。结果：消癌解毒方能改善移植瘤大鼠体质量、摄食量；能显著降低移植瘤大鼠血清中肿瘤坏死因子α、转化生长因子β、血管内皮生长因子、基质金属蛋白酶2的含量,光镜下观察到消癌解毒方(主要高剂量组)可以部分抑制瘤体生长。血浆代谢分析发现：与空白组相比,模型组大鼠在第三个时间点,有30个代谢物发生了显著变化,经过网络代谢通路分析主要涉及糖代谢、氨基酸代谢、尿素循环,提示血浆中这30种代谢物与W256移植瘤的生长密切相关,经过进一步T-test检验分析发现主要有15种化合物变化较显著,尤其是酪氨酸、尿嘧啶、1-氢-3-吲哚丙酸,在第一、第三两个时间点变化趋势一致,尿嘧啶与1-氢-3-吲哚丙酸随着时间推移变化程度加剧,可认定是潜在的疾病进展标记物。消癌解毒方高剂量组干预后的血浆代谢在第三个时间点变化显著,能对前述鉴定出的15个潜在肿瘤生物标记物中的10个产生一定的调节作用,对1-氢-3-吲哚丙酸、赖氨酸、色氨酸、甘油磷酸盐、谷氨酰胺、肌醇、鸟氨酸、棕榈油酸有正调控作用,对胆固醇、丙酮酸有负调控作用,尤其以鸟氨酸、丙酮酸效果明显,提示消癌解毒方可能通过调节糖代谢和尿素循环来发挥其代谢调节作用,上述十种化合物可能是消癌解毒方潜在作用靶点。尿液代谢分析的结果是在第三个时间点模型组与空白组比较有46种差异化合物,通过网络代谢通路进一步分析发现模型组氨基酸代谢、糖代谢、能量代谢、尿素循环受干扰最严重。在两个时间点均存在差异的化合物有19种,其中14种可被鉴定出,尤以氧化二硫赤藓醇、5-羟基己酸、胸腺嘧啶、核糖醇、尿酸、麦芽糖变化显著,且这6种代谢物在消癌解毒方高剂量组得到不同程度地调控,可以认定为疾病变化和药效的潜在标记物。结论：1、消癌解毒方能抑制肿瘤生长,改善大鼠生存状态,其作用可能与调节免疫有关。2、W256移植瘤大鼠造模后的血浆、尿液代谢发生了明显变化,筛选出肿瘤发病相关的潜在标记物及受干扰的相关代谢通路。3、消癌解毒方可以使造模后大鼠血浆、尿液中异常变化的代谢物水平有不同程度的恢复,筛选出潜在的药物作用靶点。