解读人：李琼，Metabolic profiling of tumors, sera and skeletal muscles from an orthotopic murine model of gastric cancer associated-cachexia（胃癌相关恶病质的原位小鼠模型中肿瘤，血清和骨骼肌的代谢谱分析）

发表时间：（2019年4月）

IF：3.950

单位：

1. 厦门大学
2. 厦门理工大学

物种：小鼠的肿瘤，血清和骨骼肌

技术：核磁共振代谢组学分析

一、 概述：（用精炼的语言描述文章的整体思路及结果）

本研究通过原位植入BGC823细胞系建立了GCC鼠模型，并对胃组织，血清和腓肠肌进行基于核磁共振的代谢组学分析。在肿瘤中鉴定出20种差异代谢物，在血清中鉴定出13种，在腓肠肌中鉴定出14种。提供与GCC诱导的肌肉萎缩相关的代谢改变信息。

二、 研究背景：（简要介绍研究进展动态、研究目的和意义）

恶病质是一种多因素代谢综合征，在晚期癌症患者中发生率高达80％，占癌症死亡率的30％左右。而目前癌症恶病质的分子机制仍不清楚。本文旨在通过将BGC823细胞系原位植入小鼠建立GCC的鼠模型。对源自小鼠模型的肿瘤，血清和腓肠肌进行基于核磁共振的代谢组学分析，旨在揭示代谢变化，并鉴定与GCC密切相关的差异代谢物和扰乱的代谢途径。有利于系统了解GCC诱导的骨骼肌萎缩的分子机制。

三、实验设计：

四、研究成果：（重点图表展示）

1、比较胃癌恶病质小鼠和对照组小鼠模型之间的代谢谱，对NMR数据进行多变量统计分析。PCA和PLS-DA得分图都表明BGC823小鼠的代谢特征与对照组明显不同。表明GCC显着改变了恶病质小鼠胃组织，血清和腓肠肌的代谢表型。

2、分析胃组织NMR光谱中49种代谢物（图3A）。从BGC823胃组织与对照的OPLS-DA图中鉴定出20种显着代谢物（图4A）。这些显着代谢物与鉴定的差异代谢物一致（图5A，5B）。 BGC823胃组织显示糖酵解代谢物，乙酸盐，甘氨酸，谷氨酸，缬氨酸，苏氨酸，天冬氨酸，UDPG和色氨酸水平显着增加；牛磺酸，GPC，肌酸，肌醇，GSH，核酸代谢物水平降低（图4A，5A，5B）。这些差异代谢物主要参与糖酵解，能量代谢和核酸代谢，表明恶性肿瘤组织的明显代谢表型。

从血清NMR光谱中鉴定出总共26种代谢物（图3B），OPLS-DA图显示BGC823血清中13种显着代谢物，（图4B）。这些显着代谢物与鉴定的差异代谢物一致（图5C，5D）。BGC823血清显示碳水化合物，脂质和丙氨酸水平下调，以及乳酸，乙酸盐，肌酸，氨基酸水平上调（图4B，5C，5D）。BGC823血清中的这些代谢物变化表明癌症恶病质的典型代谢表型，其特征在于葡萄糖降低和乳酸增加，以及血液中游离氨基酸升高。

在腓肠肌样品中鉴定了27种代谢物（图3C）。OPLS-DA图中鉴定了14种显着代谢物（图4C）。BGC823腓肠肌中葡萄糖，乳酸，甘氨酸和琥珀酸水平下降，乙酸盐，谷氨酸盐，谷氨酰胺，精氨酸，BCAAs，IMP和赖氨酸水平升高（图4C）。三种代谢物（酪氨酸，苯丙氨酸和3甲基组氨酸）在OPLS-DA分析中显示出相对稳定的水平，而在t检验中显示显着增加的水平。这些差异代谢物主要参与氨基酸和碳水化合物的代谢，表明癌症恶病质的突出代谢表型，其特征在于促进的肌肉蛋白水解和扰乱的氨基酸代谢（图5E，5F）。

3、根据BGC823小鼠与对照组小鼠OPLS-DA分析，在胃肿瘤，血清和腓肠肌中鉴定了20,13和14种差异代谢物（图7）。图8显示了与BGC823恶病质胃组织，血清和腓肠肌密切相关的显着改变的代谢谱的概述。与对照组相比，BGC823小鼠的整合代谢组学和转录组学分析中鉴定的代谢物和mRNA的上调和下调。

文章亮点（与产品的结合点）：

这篇文章基于GCC小数模型，阐明了恶病质小鼠的胃肿瘤，血清和骨骼肌的独特代谢特征。提供了对GCC复杂病理生理学的重要见解，并且还扩展了对与GCC诱导的骨骼肌萎缩相关的代谢改变的机制理解。另一方面，鉴定的差异代谢物主要涉及受损的代谢途径，包括葡萄糖和脂质代谢，嘌呤代谢，能量代谢，TCA循环补缺，碳水化合物代谢和氨基酸代谢。这些显着代谢途径可能有助于GCC发展的潜在代谢机制。结果突出了AKG在骨骼肌蛋白质周转中的作用。对恶病质患者的进一步临床治疗或者干预提供参考。