Krooninen sairaus

tiivistelmä

Background

Etäpesäke luu on yksi kliinisesti tärkeitä ominaisuuksia eturauhassyövän (PCA). Nykyiset diagnostiset menetelmät voi ennustaa metastaattinen PCa klo parannettavissa sairauden vaiheesta. Tunnistaminen metaboliareitit mukana kasvun etäpesäkkeitä luustossa on siis mahdollista parantaa PCa ennustettavuutta sekä hoidon.

Menetelmät /Principal Havainnot

Metabolomiikka sovellettiin tutkimuksen Eturauhassyövän luustometastaaseja (n = 20) verrattuna vastaavan normaalin luun (n = 14), ja lisäksi pahanlaatuinen (n = 13) ja hyvänlaatuisten (n = 17), eturauhasessa ja vastaavat plasmanäytteet saatiin potilailta, joilla (n = 15) ja ilman (n = 13) todettu etäpesäkkeitä ja miesten hyvänlaatuinen eturauhasen sairaus (n = 30). Tämä tehtiin käyttäen kaasukromatografia-massaspektrometrialla näytteen ominaisuuksista sekä kemometristen bioinformatiikka tietojen analysointia. Tulokset vahvistettiin erillisessä testissä setissä metastaattisen ja normaali luukudosta potilailta muihin syöpiin (n = 7). Merkittäviä eroja ei havaittu PCa luuetäpesäkkeistä, luuetäpesäkkeistä muiden syöpien, ja normaalin luun. Lisäksi tunnistimme aineenvaihduntatuotteiden ensisijainen kasvainkudoksessa ja plasman jotka liittyivät merkittävästi etäpesäkkeitä. Niistä aineenvaihduntatuotteet PCa luuetäpesäkkeissä erityisesti kolesterolin todettiin. Eräässä testissä asettaa keskimääräinen kolesterolitaso PCA etäpesäkkeitä luustossa oli 127,30 mg /g verrattuna 81.06 ja 35.85 mg /g luuetäpesäkkeissä eri alkuperää ja normaalin luun, vastaavasti (P ​​= 0,0002 ja 0,001). Immunohistokemiallinen värjäys PCa luun etäpesäkkeiden osoitti voimakasta värjäytymistä low density lipoprotein-reseptorin ja vaihteleva tasot scavenger-reseptorin B-tyypin 1 ja 3-hydroksi-3-metyyliglutaryylikoentsyymi reduktaasin kasvaimen epiteelisoluissa, mikä osoittaa mahdollisuudet virtaa ja

de novo

kolesterolin synteesiä.

Johtopäätökset /merkitys

Olemme tunnistaneet aineenvaihduntatuotteiden liittyy PCa etäpesäkkeitä ja yksilöidään korkea kolesteroli PCA luustometastaaseja. Perustuen meidän havaintojen ja edellisen kirjallisuudessa, tämä tekee kolesteroli mahdollinen terapeuttinen kohde kehittyneitä Eturauhassyövän.

Citation: Thysell E, Surowiec I Hornberg E, Crnalic S, Widmark A, Johansson AI, et al. (2010) Metabolomic karakterisointi Ihmisen Eturauhassyöpä luustometastaaseja paljastaa kohonneeseen kolesteroli. PLoS ONE 5 (12): e14175. doi: 10,1371 /journal.pone.0014175

Editor: Tšad Creighton, Baylor College of Medicine, Yhdysvallat

vastaanotettu: 14 kesäkuu 2010; Hyväksytty 4 marraskuuta 2010 Julkaistu: 3. joulukuuta 2010

Copyright: © 2010 Thysell et al. Tämä on avoin pääsy artikkeli jaettu ehdoilla Creative Commons Nimeä lisenssi, joka sallii rajoittamattoman käytön, jakelun ja lisääntymiselle millä tahansa välineellä edellyttäen, että alkuperäinen kirjoittaja ja lähde hyvitetään.

Rahoitus: Grant tuki : Ruotsin Cancer Society, Ruotsin Research Council, Lions Cancer Research Foundation, KEMPE säätiö, Knut ja Alice Wallenbergin säätiö, ja Pohjois-Ruotsin Cancer Foundation. Rahoittajat ollut mitään roolia tutkimuksen suunnittelu, tiedonkeruu ja analyysi, päätös julkaista tai valmistamista käsikirjoituksen.

Kilpailevat edut: Kirjoittajat ovat ilmoittaneet, etteivät ole kilpailevia intressejä ole.

Johdanto

Aggressiivinen eturauhassyöpä (PCA), lopulta leviää luun, on yleinen ja kuolemaan johtava sairaus vaatii varhaisen diagnoosin ja tehokkaan hoidon. Nykyiset diagnostiset menetelmät; mittaamalla tasoilla eturauhasen antigeenin (PSA) verinäytteistä ja tutkii neulabiopsiat eturauhasen valomikroskoopilla, eivät kuitenkaan ole erityisen tehokkaita erottaa tapauksissa aggressiivisen PCa päässä vieläkin yleisempiä ja veltto muotoja Eturauhassyövän jotka usein voidaan jättää ilman hoitoa, tai erottamalla syövän muiden ei-pahanlaatuisten eturauhasen häiriöt [1], [2]. Käyttäen erilaisia ​​tekniikoita useiden tutkijat ovat siis pyrkineet löytämään uusia diagnostisia menetelmiä ja prognostisia markkereita, jotka voivat erottaa aggressiivinen useammasta veltto muodoista (PCA tarkistetaan [3]).

Paljon työtä on otettu tunnustamista geneettisten ja proteomiikka profiileja (PCA tarkistetaan [4]), ja magneettiresonanssispektroskopia on käytetty hyödyntämään aineenvaihdunnan muutoksiin liittyy PCa [5], [6], [7]. Zakian ja colleauges tarjoavat hyvän katsauksen aiheesta [8]. Tuoreessa kuitenkin Sreekumar ja kollegoineen neste ja kaasukromatografia – aika lennon massaspektrometriaa (GC /TOFMS) profiloida Metabolomi kudoksessa, virtsa, ja plasma PCA potilaista ja tunnistaa muutoksia, jotka liittyvät taudin etenemiseen [9] . Erityisesti ne tunnistettu sarkosiini,

N

metyyli johdannainen glysiiniä, potentiaalisesti tärkeä merkki PCA soluinvaasiota, muuttoliike, ja aggressiivisuus. Sreekumar tutkimus yhdessä muiden viimeaikaisten tutkimusten [10], [11], [12], [13] todella osoittavat, että massaspektrometriaa perustuvia menetelmiä voidaan käyttää luonnehtimaan metabolomic muutosten aikana syövän etenemisen ja ilmoittamaan mahdolliset ja ennustavia biomarkkerit tai biomarkkereiden kuvioita sekä lisätä tietämystä taudin etenemistä.

tutkimus tehtiin hypoteesin, että mahdolliset uudet merkkiaineita aggressiivinen PCa voitaisiin löytää etsimällä tekijät selvästi säädellään ylöspäin luumetastaaseja ja sitten tutkittava, samat tekijät ovat myös lisääntyneet verinäytteitä ja ensisijainen kasvaimia metastasoivaa tautia sairastavaa potilasta. Siksi suoritti metabolomic tutkimus Eturauhassyövän luustometastaaseja verrattuna vastaaviin normaalin luun ensisijainen PCa kasvain ja normaalissa eturauhasessa kudosta käyttäen metastasoitunut kudos kerätään leikkauksen komplikaatioiden luun etäpesäkkeiden [14]. Lisäksi olemme analysoineet verinäytteitä potilailta ja ilman diagnosoitu etäpesäkkeitä luustossa, joiden tavoitteena on tunnistaa metaboliitteja, joita voitaisiin käyttää parantamaan ennustettavuutta sekä hoidon kehittyneitä Eturauhassyövän. Tulokset vahvistettiin erillisessä testissä, sisältäen myös metastaattisen luukudosta muita syöpiä. Tämä tehtiin käyttäen kaasukromatografia-massaspektrometrialla näytteen kuvaamista ja kemometristen bioinformatiikan tietojen analysointia ja arviointia [15].

Tulokset

Eturauhassyöpä luuetäpesäkkeistä selviä aineenvaihdunnan eroja normaaliin luuhun ja luuetäpesäkkeistä muista syövistä, mukaan lukien lisääntynyt kolesterolin

kaasukromatografia-aika lennon massaspektrometriaa (GC /TOFMS) käytettiin luonnehtimaan PCa luuetäpesäkkeistä 14 potilaalla (7 hormoni-naiivi PCa potilaista ja 7 potilasta jossa CRPC) ja viereisen normaalisti esiintyvät luun palaset, jotka olivat saatavilla 10: lla (taulukko 1). Kaikkiaan 123 kromatografinen vastaavat piikit otaksuttu aineenvaihduntatuotteita havaittiin dekonvoluution [16], jolle ei piikkien peräisin sisäisiä standardeja, saastuminen ja esineitä. Niistä 123 otaksuttu aineenvaihduntatuotteita, 49 voitaisiin valita identiteetti niiden massaspektrit ja vastaava pysymisindeksi (kuvio 1). Orthogonal osittainen pienimmän neliösumman syrjiä analyysi (OPLS-DA) paljasti ilmeinen ja tilastollisesti merkitsevä erotus (

P

0,001) välillä normaalin luun ja etäpesäke näytteitä, riippumaton hoito, määräytyy ANOVA rajat validoitu malli (kuvio 2b). Merkittävät erot näytteen ryhmien (VIP 0,9, Variable merkitys OPLS-DA mallia tai

P

0,05, Mann Whitneyn U-testi) havaittiin 58,5% (71 123) oletetun aineenvaihduntatuotteiden (kuva 2a, taulukko S1). 71 merkittävästi erotteleva aineenvaihduntatuotteita, 34 voitaisiin valita identiteetti niiden massaspektrit ja vastaava pysymisindeksi, kun taas 37 oli vain siirretty mahdollisen yhdisteluokan tai pysyivät tunnistamatta. Validoida havaittu metabolomic allekirjoitus luun metastaattisen kudosten ja tutkia, ainutlaatuinen aineenvaihduntatuote malli PCA olemassa joukko muita näytteitä profiloitu erillisessä aikavälillä. Tämä ”Koepakettia” sisältyvät luumetastaasipotilailla näytteitä eturauhasen (6), rinta (3), munuainen (2) ja okasolusyöpä (2) adenokarsinooman sekä normaali luunäytteitä vastaavista potilaista valmis, profiloitu ja ennusti omana validointi kohortti (Pöytä 1). Ennustaminen PCA luuetäpesäkkeistä ja vastaavat normaalin luun näytettä (sokea malli) tulee OPLS-DA malli paljasti selvän syrjiä näytteen luokkien testipakkauksesta (kuva 2c). Lisäksi erillinen OPLS-DA malli saatiin merkitsevä ero (

P

0,001) välillä PCA luuetäpesäkkeistä ja vastaavassa normaalissa luunäytteitä koepaketin ja metaboliitit merkittävästi erottaa ne näytteen ryhmät (taulukko S2 ) päällekkäin pitkälti merkittävät aineenvaihduntatuotteet havaittu mallissa set (taulukko S1). Lisäksi OPLS-DA altistuvat ilmeinen ja merkittävä (P 0,005) erottaminen toisistaan ​​PCA luumetastaaseja ja etäpesäkkeitä muista syövistä (kuva S1).

Tunnistetut metaboliitit luokitellaan sen mukaan kemiallinen luokka ja numero metaboliittien per luokka merkitsevästi yhteydessä etäpesäke on merkitty (

P

0,05, Mann Whitneyn U-testi, tai VIP 0,9). Luokittelu aineenvaihduntatuotteiden mukaan kemiallinen luokka (ihmisen Metabolomi DB; www.hmdb.ca). n = tunnistettu aineenvaihduntatuotteiden kussakin aineenvaihduntatuotteen luokassa.

A) Korrelaatio kuormitukset (p [1]) peräisin OPLS-DA analyysi merkittävästi erottaa aineenvaihduntatuotteiden (

P

0,05, Mann Whitneyn U-testi, tai VIP 0,9) välillä eturauhassyövän luuetäpesäkkeistä ja normaalin luun positiivisia arvoja aineenvaihduntatuotteiden kohonneeseen luun etäpesäkkeitä ja negatiiviset arvot aineenvaihduntatuotteiden tason aleneminen luun etäpesäkkeitä. Luokittelu ei tunnistettuja mukaisia ​​yhdisteitä kemiallisen luokan (ihmisen Metabolomi DB; www.hmdb.ca) B) OPLS-DA pisteet käyrä, joka esittää tilastollisesti merkitsevä erotus (

P

0,001) välillä normaalin luun ja eturauhassyövän luustometastaaseja. C) Test set ennusteet eturauhassyövän luuetäpesäkkeistä ja vastaavat normaalin luun näytettä (sokea malli) tulee OPLS-DA malli osoittaa selvästi syrjiä näytteen luokkien havaitun metabolomic allekirjoitus.

Niistä havaittujen aineenvaihduntatuotteiden PCA luun etäpesäkkeitä (kuvio 2a ja taulukko S1) löysimme kohonnut useiden aminohappojen verrattuna normaaliin luuhun, mikä osoittaa korkea aminohappo aineenvaihduntaa. Niinpä alkuun 12 kanoninen reittejä PCA luuetäpesäkkeissä ehdottamia järjestelmiä koulutusjakson analyysi (Ingenuity Systems, Inc.) olivat kaikki liittyvät aminohapposynteesin ja aineenvaihdunnan (taulukko S3). Aminohappometabolian oli myös alkuun toiminto lueteltu Ingenuity koulutusjakson analyysi PCA luun etäpesäkkeitä (taulukko S4). Lisäksi olemme havainneet korkea kolesteroli, myo-inositoli-1-fosfaatti, sitruunahappo, fumaraatti, glyseroli-3-fosfaatti, ja rasvahappoja (taulukko S1), jotka liittyvät solu- ja molekyylitason toimintojen PCa luumetastaasien kuten taulukossa S4.

nimenomaan merkille korkea kolesteroli PCA luuetäpesäkkeissä kuten kolesteroli osoitti korkeimman VIP arvon, kun erottaa PCa luuetäpesäkkeistä normaalista luukudoksen (taulukko S1, kuva 2a) sekä muista luun etäpesäkkeitä (taulukko S5). Lisäksi kolesteroli on ehdotettu edistämään syövän kehittymisen ja etenemisen (tarkistetaan [17]), ja sen vuoksi valittiin lisäanalyysiä varten. Korkea kolesterolitaso PCA luuetäpesäkkeistä verrattuna normaaliin luuhun (

P

= 3.12E-5, kuva 3a) oli selvästi todennettu testipakkauksesta data (

P

= 0,001, Kuva 3b). Mielenkiintoista, kolesteroliarvot PCA luuetäpesäkkeissä olivat korkeat myös verrattuna tasojen luuetäpesäkkeistä muista syövistä (P = 0,0002, kuva 3b).

. Rasiakuvaaja kolesterolin pitoisuus (mg kolesterolia /g kudosta) osoittaa huomattavasti korkeampi eturauhassyövässä (PCA) luuetäpesäkkeistä verrattuna normaaliin luuhun. B. rasiakuvaaja kolesterolin pitoisuus (mg kolesterolia /g kudosta) testissä joukko osoittaa huomattavasti korkeampi PCA luun etäpesäkkeitä verrattuna normaalin luun sekä verrattuna luuetäpesäkkeistä muista syövistä; rinta-, munuais-, ja suomuinen syöpä (BCA, KCa ja SCa). C-E. Immunohistokemiallinen värjäys ja alhaisen tiheyden lipoproteiinin reseptorin (LDL-R), puhdistusalkuaineen reseptori B-tyypin 1 (SR-B1), ja 3-hydroksi-3-metyyliglutaryylikoentsyymi A: n reduktaasin (HMG-CoA-red.) PCA luun etäpesäkkeitä osoittaa voimakasta värjäytymistä ja osoittaa mahdollisuuksia tulva sekä

de novo

kolesterolin synteesiä kasvaimen epiteelisolujen, kuten ehdotetaan FF kolesteroli tulvan ja synteesi stimuloi androgeenireseptorin (AR) toiminta osittain aktivoimalla steroli säätelyelementti sitovan proteiinin (SREBP) ja myöhempi transkription LDL-R ja HMG-CoA punainen [24], [25] ja androgeenien voitaisiin saada kolesteroli sen muuntaminen useassa vaiheessa [27], [28].

Eturauhassyöpä luuetäpesäkkeistä on koneen käyttöönottoon ja

de novo

kolesterolin synteesiä

kolesteroli muodostaa mahdollisen terapeuttinen kohde ja siksi halusimme tutkia mahdollisia syitä korkeat kolesteroliarvot PCA luustometastaaseja. Solut voivat saada kolesterolia eksogeeninen tulva kautta alhaisen lipoproteiinin reseptorin (LDL-R), puhdistusalkuaineen reseptori B tyypin 1 (SR-B1) tai

de novo

synteesin asetyyli-CoA, joissa vähentäminen 3-hydroksi-3-metyyliglutaryylikoentsyymi A: n (HMG-CoA) otetaan mevalonaatin katsotaan olevan nopeutta rajoittava vaihe [18], [19]. Parafinoidut palasia PCA etäpesäkkeitä sisältyvät GC /TOFMS analyysi oli siten immunovärjättiin LDL-R, SR-B1 ja HMG-CoA-reduktaasin. Kaikki PCa tapauksissa osoitti vahvaa homogeeninen LDL-R-värjäys metastaattisen epiteelisolujen ja joskus vähemmän voimakas värjäytyminen vierekkäisten strooman solujen, endoteelisolujen, adiposyytit, ja luun soluja (kuvio 3c, taulukko 2). Epiteelin värjäytymisen SR-B1 ja HMG-CoA-reduktaasin oli heterogeeninen, jotka vaihtelevat heikko voimakkaan (taulukko 2). Mielenkiintoista on, että HMG-CoA-reduktaasin osoittivat erityisen voimakkaasti värjäytymistä endoteelisoluissa, verisuonten seinämien, immuunijärjestelmän soluja, ja luun soluja (kuvio 3e), kun taas SR-B1 oli negatiivinen strooman värjäytymistä (kuvio 3d). Tuloksemme osoittavat, että kasvaimen epiteelisolujen PCA luuetäpesäkkeissä mahdollisesti syntetisoida kolesterolia

de novo

kautta HMG-CoA, mutta myös, että muita solutyyppejä Luumetastaasit mikro-ympäristö ilmaista tätä entsyymiä mahdollisesti joiden avulla ne voivat tarjota kolesterolia että voitaisiin ottaa kasvaimen epiteelisolujen läpi LDL ja SRB-1-reseptorit (kuvio 3f). Ei ollut mitään selvää suhdetta heterogeenisyys SR-B1 ja HMG-CoA immunovärjäyksen ja vastaavat kolesterolitasoa PCA luun etäpesäkkeitä (tuloksia ei ole esitetty). Mielenkiintoista kyllä, PCA luuetäpesäkkeistä osoitti yleensä vahvempia immuunivärjäystä LDL-R ja SR-B1 kuin luuetäpesäkkeistä eri alkuperää (taulukko 2), mahdollisesti edistää suhteellisesti korkeammat kolesterolitasot nähty PCA etäpesäkkeitä (Fig. 3) .

Metabolinen eroja ensisijainen eturauhasen kasvain kudosten korkean riskin potilailla ja ilman perustettu luustometastaaseja

ensisijainen PCa kudosta saatiin potilailta, joilla korkean riskin kasvainten (määritelty paikallisesti edennyt tai huonosti eriytetty syöpää, vaihe T3-4 ja /tai GS 8-10) kanssa (M1, n = 7) tai ilman (M0, n = 6) diagnosoitiin luumetastaaseja profiloitiin verrattuna hyvänlaatuista eturauhasen näytteitä (n = 17, taulukko 3). Tämä johti 157 oletetun metaboliitin huiput, jotka 59 voitaisiin antaa identiteetin (kuvio 1). Kirkas ja tilastollinen merkittävää syrjintää (P 0,001), määräytyy ANOVA rajat validoitu malli, kaikkien kolmen eturauhasessa luokkaa (hyvänlaatuinen, M0, ja M1) paljastui OPLS-DA mallinnus (kuva S2). Merkittävät muutokset liittyvät etäpesäkkeitä, määritellään metaboliittina muutoksia M1 vs. hyvän- ja M1 vs. M0 (P 0,05 tai VIP 0,9) havaittiin 13 aineenvaihduntatuotteiden joista kahdeksan tunnistettiin (taulukot S6 ja S7). Kiinnostavaa, neljä näistä oli myös merkitsevästi lisääntynyt luun etäpesäkkeitä näytteissä verrattuna normaalin luun; Asparagiini, treoniini, fumaarihappo ja linolihappoa (taulukko S1).

Distinguishing aineenvaihduntatuote profiilit veriplasmassa potilaiden, joilla on suuri riski kasvaimia ja ilman perustettu luustometastaaseja

tutkinta plasman Metabolomi PCA sairastavilla potilailla (M1, n = 15) ja ilman (M0, n = 13) diagnosoitiin luustometastaaseja ja miesten hyvänlaatuinen sairaus perustui 179 ratkaistu otaksuttu aineenvaihduntatuotteiden, ja niistä 50 voitaisiin antaa identiteetin (kuva 1). Huolimatta selvästi päällekkäisyyttä seerumin PSA-tasot (taulukko 3), merkittävä erotus (P 0,003) käyttäen OPLS-DA mallinnus saatiin eroa M1 ja hyvänlaatuinen plasman välillä sekä M1 ja M0 plasma, määräytyy ANOVA on cross validoitu malleja. Kaksikymmentäseitsemän aineenvaihduntatuotteita, seitsemän tunnistettu, löydettiin muuttunut merkittävästi (P ​​ 0,05 tai VIP 0,9) veriplasmassa M1 potilaista verrattuna potilailla, joilla on hyvänlaatuinen (taulukko S8) ja M0 sairaus (taulukko S9). Mielenkiintoista, näistä 27, neljä aineenvaihduntatuotteet; glutamiinihappo, tauriini, ja fenyylialaniinin (koholla veressä) ja steariinihappoa (pienentynyt veren) on myös löydetty etäpesäke merkkiaineita luun (taulukko S1). Yhteenveto kaikkien tunnistettujen aineenvaihduntatuotteiden eri näytteille on esitetty taulukossa S10 ja tiedot löytyvät tuki- tiedosto (Data S1).

sarkosii- tasot kudos- ja plasmanäytteistä

sarkosiini-tasot mitattiin erikseen näytteitä AccQ • Tag johdannaisen seurasi LC /MS-analyysillä. Analyysi osoitti lisäystä sarkosiini PCa luun etäpesäkkeitä verrattuna normaalin luun, kun taas mitään eroa voitu havaita verrata luuetäpesäkkeistä muista syövistä (kuva S3). Lisäksi mitään selkeää taudin etenemisen nähtiin verrattaessa sarkosiini tasojen hyvänlaatuinen eturauhasen ja ensisijainen eturauhasen kasvainkudoksen, vaikka pieni määrä (n = 5) ensisijaisen kasvainuutteiden saatavilla tämän analyysin teki vaikuttaa tulosten luotettavuutta, ja myös verrannut primaarikasvaimen ja luun etäpesäke kudoksiin epäluotettavia. Vertailut sarkosiinimetyylieste- veren plasman paljastanut mitään merkittäviä eroja, jotka liittyvät PCa tai läsnäolo etäpesäkkeitä luustossa (tuloksia ei ole esitetty).

Keskustelu

Me täällä, ensimmäistä kertaa, Ilmoita kattavan analyysin metabolisen kuvioita PCA luuetäpesäkkeistä verrattuna ensisijaisen PCa, hyvänlaatuinen eturauhasen kudosta, ja normaali luukudosta. Olemme löytäneet aineenvaihduntatuotteita, jotka erottavat PCa luuetäpesäkkeistä normaalista luunäytteitä ja lisäksi luun etäpesäkkeitä eri alkuperää. Olemme myös löytäneet aineenvaihduntatuotteita, jotka, toisin kuin PSA, osoitti muuttunut plasman ja primäärikasvain tasoilla yksilöiden metastaattisen PCa verrattuna potilailla, joilla on korkean riskin kasvainten mutta ilman havaittavaa etäpesäkkeitä. Yksi merkittävimpiä havaintoja on korkea kolesteroli PCA luuetäpesäkkeistä, joka on todennäköisesti saavutetaan

de novo

kolesterolin synteesiä kasvaimen epiteelisolujen sekä virtaa tämän aineenvaihduntatuotteen ympäristöstä kautta LDL R ja SR-B1.

Lisääntynyt hyötyosuus kolesterolin kasvainsoluissa voi olla korkea biologinen merkitys luumetastaasien kasvulle, kuten kolesteroli lisäravinteen on osoitettu lisäävän PCa kasvainsolujen proliferaatiota, migraatiota, ja invaasio

vuonna vitro

[20], kun kolesteroli kohdistuksen indusoi apoptoosin [21], luultavasti alentamalla lipidilautan kolesterolipitoisuutta ja siten häiritsevän kasvutekijän signalointi [21], [22]. Eturauhanen sisältää yleensä korkea kolesteroli verrattuna muihin elimiin ja kohonnut kolesterolipitoisuus on aiemmin liittynyt PCa [23]. Edelleen korkeus kolesterolitasoa luuetäpesäkkeissä voisi ilmeisesti heijastaa suuri kysyntä kalvo biosynteesiin lisääntyvissä soluissa, mutta myös se, että kolesterolin aineenvaihduntaan suoraan säätelee androgeenien (tarkistetaan [24]). Androgeenit positiivisesti säädellä LDL-R-geenin transkription ja edistää myös kolesterolin synteesiä lisäämällä transkription HMG-CoA-reduktaasin [25], ja siten nopeutta rajoittava HMG-CoA mevalonaatin [26]. Koska androgeenireseptoreita ilmentyvät ja presumingly aktiivinen useimmissa luun etäpesäkkeiden CRPC [14], androgeenireseptorin toimia luultavasti tuottavan korkeamman kolesterolitasoa PCA etäpesäkkeitä verrattuna luuetäpesäkkeistä eri alkuperää. Kolesteroli puolestaan ​​mahdollisesti edistää androgeenireseptorin signalointi ja siten kastraatio kestävä kasvaimen kasvua hoidetuilla potilailla androgeenipuutteen hoito, sen muuntaminen androgeenien metabolisten entsyymien [27], [28]. Niinpä Länsi ruokavalio ja korkea seerumin kolesteroli on liittynyt lisääntynyt PCa riski useissa tutkimuksissa [29], [30], [31], vaikka tulokset eivät ole olleet täysin vakuuttavia (tarkistetaan [17]) . Mielenkiintoista, tuore tutkimus osoittaa pienempi riski sairastua korkealaatuisesta PCa miehille, joilla on alhainen seerumin kolesterolitasoa [32] ja, linjassa tämän, pitkäaikainen käyttö HMG-CoA-reduktaasin estäjät ( ”statiinit”) ehkäisyyn sydän- ja verisuonitauti on osoitettu vähentävän Eturauhassyövän eteneminen aggressiivinen, tappava sairaus [33], [34], [35], [36]. Kolesterolia alentavat lääkkeet on myös osoitettu estävän kasvua Eturauhassyövän soluja

in vitro

ja malli kokeellisen järjestelmissä

in vivo

[37], [38]. Yhdessä nämä tulokset osoittavat mahdollisuutta käyttää kolesterolin estäjien käsittely tai kemopreventiivisiä aineita PCa etäpesäkkeitä, mutta uusia lääkkeitä tarvitaan silloin, kun statiinit käytetään nykyisin keskitytään pääasiassa maksaan ja huonosti saavuttaa perifeeristen elinten [17].

havaittu korkea monien aminohappojen PCA luun etäpesäkkeitä, ja aminohappometabolian oli kaikkein muutettu toiminnallinen reitti liittyy PCa luun etäpesäkkeitä mukainen kekseliäisyyttä reitin analyysiin. Tuloksemme tukevat siten metabolomic perustuva tutkimus Sreekumar ja työtoverit [9] ja myös aiemmin geeni-ilmentymisen perustuvat tutkimukset osoittavat lisää proteiinisynteesiä aikana PCa etenemisen [39]. Mielenkiintoista, äskettäin paperi korkea-valaistu, että myös tasoja aminoasyyli-tRNA syntetaaseja (aaRSs) ovat suurempia aikana PCa etenemisen ja lisäksi, että transkriptio joidenkin aaRSs stimuloi Androgeenit [40]. Tämä merkittävä havainto saattaa mahdollisesti liittää siihen, että löysimme kohonneita tiettyjen aminohappojen kuten treoniini, glutamaatti, fenyylialaniinin sisällä PCa luustometastaaseja verrattuna luuetäpesäkkeistä eri alkuperää. Lisäksi aminohappoja, muita merkittäviä aineenvaihduntatuotteita meidän tiedot (sitruunahappo, fumaraatti, glyseroli-3-fosfaatti, ja rasvahapot) osoittavat korkea energia-aineenvaihduntaa, joka voi heijastaa suuri osa lisääntyvien solujen sisällä luumetastaasien [14]. Lisäksi korkea myoinositoli-1-fosfaatti voi olla merkki aktiivisen solusignalointia joihin inositoli-pohjainen molekyylien toisiolähetteinä, kuten inositolifosfaatit ja fosfatidyyli fosfaatteja. Ne molekyylit ovat mukana aktivoivat proteiinikinaasi C ja Akt ja siten säätelyyn pidetään tunnusmerkkejä syövän, eli solujen lisääntymistä, apoptoosin, erilaistuminen, invaasio, ja angiogeneesi [41]. Kaiken kaikkiaan muutokset siinä Metabolomi havaittu tässä tutkimuksessa liittyy PCa luuetäpesäkkeistä merkitty häiriintynyt molekyyli- ja solutason toimintoihin selkeitä merkitystä syövän etenemisen. Suhteellinen merkitys nämä toiminnot ovat kuitenkin vaikea määritellä, koska ne osittain riippuvaisia ​​aineenvaihduntatuotteen luokat havaittavissa sisällä GC /TOFMS analyysi ja identiteettien saavutettuihin tällä hetkellä saatavilla kirjastoissa. GC /TOFMS aineenvaihduntatuote profilointi menetelmä emme pystyneet havaitsemaan sarkosiini näytteissä. Kuitenkin käyttämällä kohdennettua analyysiä lähestymistapa, löysimme korkeat sarkosiini luumetastaaseja mukaisesti aiempia havaintoja kohonneeseen sarkosiinimetyylieste- PCA eteneminen [9]. Tärkeää on kuitenkin, emme nähneet mitään eroa sarkosiini tasojen PCa luuetäpesäkkeistä ja luustometastaaseja eri alkuperää, mikä osoittaa, että sarkosiini ei PCa erityisiä vaan liittyy edennyt syöpä ja etäpesäke. Laajempi kuva erityinen biologinen verkostojen merkitys PCA metastaasit kasvua saadaan analyysimenetelmien kehittämiseen ja kirjastojen tunnistamiseksi saada täydellisempi, mutta se voi myös saavuttaa yhdistämällä metabolomic tietoja genomista tai proteomic tietoja. Toistaiseksi olemme nimenomaan todeta, että treoniini, Asparagiini, fumaarihappo, ja linolihappo lisätään paitsi luun etäpesäkkeitä, mutta myös ensisijainen eturauhasen kudosta sairastavien potilaiden varmistettuja luustometastaaseja verrattuna M0 potilailla. Välttämättömien rasvahappojen, kuten linolihapon on osoitettu stimuloivan PCa kasvaimen kasvua mallijärjestelmissä [42], [43], ja linolihapon ja arakidonihapon ja edelleen prostaglandiinien voi mahdollisesti stimuloida tulehdusvastetta, joka liittyy patogeneesiin Eturauhassyövän [44].

Ei kolesteroli eikä sarkosiini olivat kuitenkin ennustetekijöitä luun etäpesäkkeiden plasmassa. Sen sijaan korkea glutamaatti, fenyylialaniinin, ja tauriini havaittiin PCa luumetastaasipotilailla kudoksen ja plasman välillä miesten diagnosoitu PCa luustometastaaseja. Glutamiinihappo äskettäin esitetty tutkimus Sreekumar ja kollegoja nostetaan PCA kudoksessa [9] ja kiinnostavaa, syöpäsolut, jotka aiheuttavat luun häiriöitä eläinmalleissa erittää glutamaatti ympäristöönsä [45]. Kuten glutamaterginen solujen välinen viestintä on tärkeä normaali luun homeostaasiin kautta Glutamaattireseptoreiden erityisistä luusoluissa (tarkistetaan [46]) on mahdollista, että häiriöt tässä järjestelmässä voitaisiin havaita prosessin aikana luun etäpesäke. Tuloksemme ovat sopusoinnussa myös äskettäin tehdyssä tutkimuksessa todettiin suurempia tauriinin tasot PCa kuin hyvänlaatuinen kudokseen tarkasteltuna magic angle spinning ((1) H HR-MAS) NMR-spektroskopia [47]. Arvo näiden metaboliittien plasman markkereita aggressiivinen PCa kuitenkin tulee varmistaa jatkotutkimuksissa.

Yhteenvetona olemme tunnistaneet aineenvaihduntatuotteiden liittyy eturauhasen syöpäsolujen leviämiseen ja erityisesti huomattava korkea kolesteroli PCA luustometastaaseja. Perustuen meidän havaintojen ja edellisen kirjallisuudessa, tämä tekee kolesteroli mahdollinen terapeuttinen kohde kehittyneitä Eturauhassyövän. Vaikka tämä on suurin metabolomic tutkimus Eturauhassyövän luuetäpesäkkeistä suorittaa se varmasti on rajansa. Edellinen

1 H-NMR tutkimukset ovat osoittaneet selvää muutoksia tasojen sitraattia ja koliini välillä hyvänlaatuinen eturauhasen ja kasvainkudoksen [5], [6], [7], mutta hieman huolestuttavia, emme pystyneet löytämään tällaisia ​​eroja sitraatti tasoilla. Kumpikaan voisimme meidän menetelmällä havaita koliini. Nämä tulokset eivät korostavat rajoitukset menetelmämme ja korostavat tarvetta täydentäviin lähestymistapoihin etsittäessä käyttökelpoisia metabolomic biomarkkereita. Lisäksi melko vähäinen määrä potilaista ja heterogeenisyys etäpesäkkeitä tehdä arviointi lisätutkimuksia tarpeen ennen merkitystä meidän tulokset voivat olla varmoja.

Materiaalit ja menetelmät

Ethics lausunto

Tutkimukset hyväksyi paikallinen eettinen tarkastelu hallituksen Uumajan yliopiston ja osallistujat antoivat kirjallinen tai suullinen suostumus.

näytteitä

Luuetäpesäkkeiden ja viereisen terveistä luukudoksen palaset olivat saatu sarja makean jäädytetty koepaloja kerättiin syöpäpotilaille diagnoosi tai epäily syövän, toiminut metastaattisen selkäydinkompressio tai patologisten murtumien (taulukko 1). Potilaat on perusteellisesti kuvattu [14].

veriplasma saatavissa useista miehiä, jotka tehtiin transrectal ultraääni-ohjattu neulabiopsiat eturauhasen vuoksi seerumin PSA-arvot, ja ensisijainen PCa ja hyvänlaatuinen eturauhasen koepaloja olivat arvioitavissa joissakin tapauksissa (taulukko 3). Potilaat mukana tässä tutkimuksessa olivat kaikki valitut olevan korkean riskin kasvainten määritelty; läsnäolo etäpesäkkeitä luustossa tai paikallisesti levinnyt kasvain tai huonosti eriytetty syöpä (M1 ja /tai T3-4 ja /tai GS 8-10), kun taas miehet hyvänlaatuinen tauti oli vähintään kaksi kierrosta negatiivinen koepaloja. PCA tapaukset ja hyvänlaatuisia tapaukset sovitettu ajan mukaan, koska näytteenottoa. Lisätietoja potilaiden ja näytteenvalmistus annetaan tukemisessa teksti (Text S1).

Metabolomic profilointi käyttäen GC /TOFMS

Ennen GC /TOFMS analyysi pienimolekyylipainoisen plasmaan näytteet olivat uutetaan ja derivatisoitu kuten aikaisemmin on kuvattu [48]. Kudosnäytteet uutetaan H

2O /metanoli /kloroformi (1:03:01) seos, joka sisältää 11 sisäisiä standardeja [48] (1 ml per 15 mg kudosta) tasaisesti jaettuna kromatografinen säilyttäminen span. Uutto kuljetettiin vuonna kuulamyllyssä kaksi volframi helmiä ja loput menettely oli sama kuin plasmanäytteistä. Derivatisoitu näyteuutteita injektoitiin sitten splitless tilassa jota CTC Combi Pal autosampler (CTC Analytics AG, Zwingen, Sveitsi) osaksi Agilent 6890 kaasukromatografi varustettu 10 m × 0,18 mm i.d. kvartsilasikapillaarikolonnissa kemiallisesti sidottu 0,18 pm DB 5-MS stationäärifaasin (J W Scientific, Folsom, CA, USA). Kolonnin effluentti syötettiin ionilähteeseen Pegasus III aika-of-lennon massaspektrometri, GC /TOFMS (Leco Corp., St. Joseph, MI, USA). Alkaanin serie (C10-C40) ajettiin erikseen kunkin GC /TOFMS aikavälillä. Lisätietoja koskien näytteen valmistus, johdannaisten ja GC /TOFMS analyysit löytyvät lisätiedot. Toistettavuus menetelmän on raportoitu aiemmin [16], [48].

Tietojenkäsittely

Data esikäsittely mukaan lukien lähtötilanteen korjaus, kromatogrammin kohdistus, aika-ikkuna-asetus, hierarkkinen monimuuttuja käyrä resoluutio (H-MCR) [11] ja normalisointi tehtiin MATLAB [versio 7.3] käyttämällä mukautettuja komentosarjoja. Lisätietoja koskien tietojenkäsittely löytyy tukeva tieto (Text S1).

Tietojen analysointi ja tilastot

Orthogonal osittainen pienimmän neliösumman – erotteluanalyysi (OPLS-DA) [49] oli sovellettu purkaa ja tulkita systemaattista vaihtelua ratkaistu GC /TOFMS kudoksen ja plasman profiileja liittyviä erityisiä ratkaisuja. Tavoitteena oli purkaa aineenvaihdunnan kuvioita liittyvät PCa ja tarkemmin sanottuna etäpesäkkeitä.