Dyagnostik diferansye nodul pulmonè idantifye pa tomografi òdinatè (CT) rete yon defi nan pratik klinik.Isit la, nou karakterize metabolom mondyal la nan 480 echantiyon serom, ki gen ladan kontwòl sante, nodul benign nan poumon, ak etap I adenokarcinom nan poumon.Adenokarcinom montre pwofil metabolomik inik, tandiske nodul benign ak moun ki an sante gen gwo resanblans nan pwofil metabolomik.Nan gwoup dekouvèt la (n = 306), yo te idantifye yon seri metabolit 27 pou fè diferans ant nodul benign ak malfezan.AUC modèl diskriminan nan gwoup validasyon entèn (n = 104) ak validasyon ekstèn (n = 111) te 0.915 ak 0.945, respektivman.Analiz chemen revele ogmante metabolit glikolitik ki asosye ak diminye triptofan nan serom adenokarcinom nan poumon konpare ak nodil benign ak kontwòl ki an sante, e li sijere ke absorption triptofan ankouraje glikoliz nan selil kansè nan poumon.Etid nou an mete aksan sou valè biomarkers metabolit serom nan evalye risk pou nodil poumon detekte pa CT.
Dyagnostik bonè enpòtan pou amelyore pousantaj siviv pou pasyan kansè yo.Rezilta ki soti nan US National Lung Cancer Screening Trial (NLST) ak Etid NELSON Ewopeyen an te montre ke tès depistaj ak ti dòz tomografi òdinatè (LDCT) ka siyifikativman diminye mòtalite kansè nan poumon nan gwoup ki gen gwo risk1,2,3.Depi lè yo sèvi ak LDCT toupatou pou tès depistaj kansè nan poumon, ensidans rezilta radyografi ensidan yo nan nodil pulmonè asymptomatik kontinye ogmante 4 .Nodil poumon yo defini kòm opakite fokal ki rive jiska 3 cm an dyamèt 5 .Nou fè fas ak difikilte nan evalye chans pou malfezans ak fè fas ak gwo kantite nodil poumon yo detekte ensidswit sou LDCT.Limit nan CT ka mennen nan egzamen swivi souvan ak rezilta fo-pozitif, ki mennen nan entèvansyon nesesè ak overtreatment6.Se poutèt sa, gen yon bezwen yo devlope byomarkè serye ak itil yo kòrèkteman idantifye kansè nan poumon nan premye etap yo ak diferansye pi nodul benign nan premye deteksyon 7 .
Analiz molekilè konplè nan san (serom, plasma, selil mononikleyè san periferik), ki gen ladan jenomik, proteomik oswa methylation ADN8,9,10, te mennen nan enterè k ap grandi nan dekouvèt biomarkers dyagnostik pou kansè nan poumon.Pandan se tan, apwòch metabolomik mezire pwodwi fen selilè ki enfliyanse pa aksyon andojèn ak ekzojèn epi yo se poutèt sa yo aplike pou predi aparisyon ak rezilta maladi.Likid chromatografi-tandem mas spèktrometri (LC-MS) se yon metòd lajman itilize pou etid metabolomik akòz sansiblite segondè li yo ak gwo ranje dinamik, ki ka kouvri metabolit ak diferan pwopriyete fizikochimik 11,12,13.Malgre ke mondyal analiz metabolomik nan plasma / serom yo te itilize yo idantifye byomarkè ki asosye ak dyagnostik kansè nan poumon14,15,16,17 ak efikasite tretman, 18 klasifikatè metabolit serom yo fè distenksyon ant nodil benign ak malfezan nan poumon rete yo dwe anpil etidye.-Rechèch masiv.
Adenokarcinom ak karsinom selil squamous yo se de kalite prensipal kansè nan poumon ki pa ti selil (NSCLC).Plizyè tès depistaj CT endike ke adenokarcinom se kalite ki pi komen nan kansè nan poumon histolojik1,19,20,21.Nan etid sa a, nou te itilize ultra-pèfòmans likid chromatografi-wo rezolisyon espektrometri mas (UPLC-HRMS) fè analiz metabolomik sou yon total de 695 echantiyon serom, ki gen ladan kontwòl sante, benign nodil poumon, ak CT-detekte ≤3 cm.Depistaj pou adenokarcinom nan poumon Etap I.Nou idantifye yon panèl metabolit serom ki fè distenksyon ant adenokarcinom nan poumon ak nodul benign ak kontwòl ki an sante.Analiz anrichisman chemen revele ke triptofan nòmal ak metabolis glikoz yo se chanjman komen nan adenokarcinom nan poumon konpare ak nodul benign ak kontwòl ki an sante.Finalman, nou te etabli ak valide yon klasifikasyon metabolik serom ki gen gwo espesifik ak sansiblite pou fè distenksyon ant nodil pulmonè malfezan ak benign detekte pa LDCT, ki ka ede nan dyagnostik diferans bonè ak evalyasyon risk.
Nan etid aktyèl la, echantiyon serik ki matche ak sèks ak laj yo te kolekte retrospektiv nan 174 kontwòl ki an sante, 292 pasyan ki gen nodul benign poumon, ak 229 pasyan ki gen etap I adenokarcinom nan poumon.Karakteristik demografik 695 sijè yo montre nan Tablo Siplemantè 1.
Jan yo montre nan Figi 1a, yon total de 480 echantiyon serom, ki gen ladan 174 kontwòl sante (HC), 170 nodul benign (BN), ak 136 etap I echantiyon adenokarcinom nan poumon (LA), yo te kolekte nan Sun Yat-sen University Cancer Center.Kowòt dekouvèt pou pwofil metabolomik ki pa sible lè l sèvi avèk ultra-pèfòmans likid chromatografi-wo rezolisyon espektrometri mas (UPLC-HRMS).Jan yo montre nan Figi Siplemantè 1, yo te idantifye metabolit diferans ant LA ak HC, LA ak BN pou etabli yon modèl klasifikasyon ak plis eksplore analiz wout diferans.104 echantiyon yo te kolekte pa Sun Yat-sen University Cancer Center ak 111 echantiyon kolekte pa de lòt lopital yo te sibi validasyon entèn ak ekstèn, respektivman.
yon Etid popilasyon nan kowòt dekouvèt la ki te sibi analiz global metabolomik serom lè l sèvi avèk ultra-pèfòmans likid chromatografi-wo rezolisyon espektrometri mas (UPLC-HRMS).b Analiz pasyèl pi piti kare diskriminan (PLS-DA) nan metabolom total 480 echantiyon serom ki soti nan kòwòt etid la, ki gen ladan kontwòl sante (HC, n = 174), nodul benign (BN, n = 170), ak etap I adenokarcinom nan poumon. (Los Angeles, n = 136).+ ESI, pozitif electrospray ionizasyon mòd, -ESI, negatif electrospray ionizasyon mòd.c–e Metabolit ki gen abondans siyifikativman diferan nan de gwoup yo bay yo (tès ran Wilcoxon ki siyen de ke, pousantaj dekouvèt fo ajiste valè p, FDR <0.05) yo montre an wouj (chanjman pliye > 1.2) ak ble (chanjman pliye <0.83) .) yo montre sou grafik vòlkan an.f Kat jeyografik chalè gwoupman ki montre diferans enpòtan nan kantite metabolit anote ant LA ak BN.Done sous yo bay sou fòm dosye done sous.
Metabolom total serik 174 HC, 170 BN ak 136 LA nan gwoup dekouvèt la te analize lè l sèvi avèk analiz UPLC-HRMS.Nou premye montre ke echantiyon kontwòl kalite (QC) gwoup byen sere nan sant la nan yon modèl analiz prensipal eleman (PCA) san sipèvizyon, ki konfime estabilite nan pèfòmans etid aktyèl la (figi siplemantè 2).
Jan yo montre nan analiz pasyèl pi piti kare-diskriminatif (PLS-DA) nan Figi 1 b, nou te jwenn ke te gen diferans klè ant LA ak BN, LA ak HC nan mòd ionizasyon elektwospray pozitif (+ ESI) ak negatif (-ESI). .izole.Sepandan, yo pa jwenn okenn diferans enpòtan ant BN ak HC nan kondisyon + ESI ak -ESI.
Nou te jwenn 382 karakteristik diferans ant LA ak HC, 231 karakteristik diferans ant LA ak BN, ak 95 karakteristik diferans ant BN ak HC (Wilcoxon siyen tès ran, FDR <0.05 ak chanjman miltip> 1.2 oswa <0.83) (Figi .1c-e )..Pik yo te plis anote (Done Siplemantè 3) kont yon baz done (mzCloud/HMDB/Chemspider bibliyotèk) pa valè m/z, tan retansyon ak fwagmantasyon mas spectre rechèch (detay ki dekri nan seksyon Metòd) 22 .Finalman, 33 ak 38 metabolit anote ak diferans enpòtan nan abondans yo te idantifye pou LA kont BN (Figi 1f ak Tablo Siplemantè 2) ak LA kont HC (Figi Siplemantè 3 ak Tablo Siplemantè 2), respektivman.Kontrèman, sèlman 3 metabolit ki gen diferans enpòtan nan abondans yo te idantifye nan BN ak HC (Tablo Siplemantè 2), ki konsistan avèk sipèpoze ki genyen ant BN ak HC nan PLS-DA.Metabolit diferans sa yo kouvri yon pakèt pwodwi byochimik (figi siplemantè 4).Ansanm, rezilta sa yo demontre chanjman enpòtan nan metabolom nan serik ki reflete transfòmasyon malfezan nan kansè nan poumon nan etap bonè konpare ak nodil nan poumon benign oswa matyè ki an sante.Pandan se tan, resanblans nan metabolom nan serom nan BN ak HC sijere ke nodul benign poumon ka pataje anpil karakteristik byolojik ak moun ki an sante.Etandone ke epidèm kwasans faktè reseptè (EGFR) mitasyon jèn yo komen nan adenokarcinom nan poumon subtip 23, nou t ap chèche detèmine enpak la nan mitasyon chofè sou metabolom nan serom.Lè sa a, nou analize pwofil metabolomik an jeneral nan 72 ka ak estati EGFR nan gwoup adenokarcinom nan poumon.Enteresan, nou te jwenn pwofil konparab ant pasyan mutan EGFR (n = 41) ak pasyan EGFR sovaj (n = 31) nan analiz PCA (Figi Siplemantè 5a).Sepandan, nou idantifye 7 metabolit ki gen abondans siyifikativman chanje nan pasyan ki gen mitasyon EGFR konpare ak pasyan ki gen EGFR sovaj (tès t, p <0.05 ak chanjman pliye> 1.2 oswa <0.83) (figi siplemantè 5b).Majorite metabolit sa yo (5 sou 7) se acylcarnitines, ki jwe yon wòl enpòtan nan chemen oksidasyon asid gra.
Kòm ilistre nan workflow yo montre nan Figi 2 a, yo te jwenn byomarkè pou klasifikasyon nodil lè l sèvi avèk operatè kontraksyon pi piti absoli ak seleksyon ki baze sou 33 metabolit diferans ki idantifye nan LA (n = 136) ak BN (n = 170).Pi bon konbinezon varyab (LASSO) - modèl regression lojistik binè.Yo te itilize dis-pliye kwa-validasyon pou teste fyab nan modèl la.Seleksyon varyab ak regilarize paramèt yo ajiste pa yon penalite maksimize chans ak paramèt λ24.Analiz metabolomik mondyal yo te fè plis poukont yo nan gwoup validasyon entèn (n = 104) ak ekstèn (n = 111) pou teste pèfòmans klasifikasyon modèl diskriminan an.Kòm yon rezilta, 27 metabolit nan seri a dekouvèt yo te idantifye kòm pi bon modèl diskriminan ak pi gwo valè AUC vle di (Fig. 2b), nan mitan ki 9 te ogmante aktivite ak 18 diminye aktivite nan LA konpare ak BN (Fig. 2c).
Workflow pou bati yon klasifikasyon nodil poumon, ki gen ladan seleksyon pi bon panèl metabolit serom nan seri dekouvèt la lè l sèvi avèk yon modèl regresyon lojistik binè atravè validasyon kwaze dis fwa ak evalye pèfòmans prediksyon nan seri validasyon entèn ak ekstèn.b Estatistik validasyon kwa nan modèl regression LASSO pou seleksyon biomarker metabolik.Nimewo yo bay pi wo a reprezante kantite mwayèn byomarkè yo chwazi nan yon λ yo bay.Liy pwenti wouj la reprezante valè AUC mwayèn nan lambda ki koresponn lan.Ba erè gri reprezante valè AUC minimòm ak maksimòm.Liy pwentiye a endike pi bon modèl la ak 27 biomarqueur yo chwazi.AUC, zòn anba reseptè a fonksyone karakteristik (ROC) koub.c Pliye chanjman nan 27 metabolit chwazi nan gwoup LA konpare ak gwoup BN nan gwoup dekouvèt la.Kolòn wouj - aktivasyon.Kolòn ble a se yon bès.d–f Koub karakteristik fonksyone reseptè (ROC) ki montre pouvwa modèl diskriminan an ki baze sou 27 konbinezon metabolit nan seri validasyon dekouvèt, entèn ak ekstèn.Done sous yo bay sou fòm dosye done sous.
Yo te kreye yon modèl prediksyon ki baze sou koyefisyan regresyon pondere 27 metabolit sa yo (Tablo Siplemantè 3).ROC analiz ki baze sou metabolit 27 sa yo te bay yon zòn anba valè koub (AUC) nan 0.933, sansiblite gwoup dekouvèt te 0.868, ak espesifik te 0.859 (Fig. 2d).Pandan se tan, pami 38 metabolit diferans ki genyen ant LA ak HC, yon seri metabolit 16 reyalize yon AUC nan 0.902 ak yon sansiblite nan 0.801 ak espesifik nan 0.856 nan diskriminasyon LA soti nan HC (figi siplemantè 6a-c).Valè AUC ki baze sou diferan papòt chanjman pliye pou metabolit diferans yo te konpare tou.Nou te jwenn ke modèl klasifikasyon an te fè pi byen nan diskriminasyon ant LA ak BN (HC) lè yo te mete nivo chanjman pliye a 1.2 kont 1.5 oswa 2.0 (Figi siplemantè 7a, b).Modèl klasifikasyon an, ki baze sou 27 gwoup metabolit, te plis valide nan kowòt entèn ak ekstèn.AUC a te 0.915 (sansiblite 0.867, espesifik 0.811) pou validation entèn ak 0.945 (sansiblite 0.810, espesifik 0.979) pou validation ekstèn (figi 2e, f).Pou evalye efikasite entèlaboratwa, yo te analize 40 echantiyon ki soti nan kòwòt ekstèn nan yon laboratwa ekstèn jan sa dekri nan seksyon Metòd la.Presizyon nan klasifikasyon reyalize yon AUC nan 0.925 (figi siplemantè 8).Paske kansòm selil squamous nan poumon (LUSC) se dezyèm subtip ki pi komen nan kansè nan poumon ki pa ti selil (NSCLC) apre adenokarcinom nan poumon (LUAD), nou menm tou nou teste itilite potansyèl valide pwofil metabolik yo.BN ak 16 ka LUSC.AUC diskriminasyon ant LUSC ak BN te 0.776 (figi siplemantè 9), ki endike pi pòv kapasite konpare ak diskriminasyon ant LUAD ak BN.
Etid yo montre ke gwosè a nan nodil sou imaj CT se pozitivman Koehle ak chans pou malfezans epi li rete yon gwo detèminan nan tretman nodil25,26,27.Analiz done ki soti nan gwo kòwòt etid tès depistaj NELSON la te montre ke risk pou malfezans nan sijè ki gen nœuds <5 mm te menm menm jan ak sa ki nan sijè ki pa gen nœuds 28 .Se poutèt sa, gwosè minimòm ki mande regilye siveyans CT se 5 mm, jan sa rekòmande pa British Thoracic Society (BTS), ak 6 mm, jan yo rekòmande pa Fleischner Society 29.Sepandan, nodil ki pi gwo pase 6 mm ak san karakteristik evidan benign, yo rele nodul pulmonè endetèmine (IPN), rete yon gwo defi nan evalyasyon ak jesyon nan pratik klinik30,31.Apre sa, nou te egzamine si gwosè nodil te enfliyanse siyati metabolomik lè l sèvi avèk echantiyon pisin ki soti nan kowòt dekouvèt ak validation entèn yo.Konsantre sou 27 biomarkers valide, nou premye konpare pwofil PCA nan metabolom HC ak BN sub-6 mm.Nou te jwenn ke pi fò nan pwen done yo pou HC ak BN sipèpoze, demontre ke nivo metabolit serom yo te menm jan an nan tou de gwoup (Fig. 3a).Kat karakteristik yo atravè seri gwosè diferan rete konsève nan BN ak LA (figi 3b, c), tandiske yo te obsève yon separasyon ant nodul malfezan ak benign nan seri a 6-20 mm (figi 3d).Kowòt sa a te gen yon AUC nan 0.927, espesifik nan 0.868, ak sansiblite nan 0.820 pou predi maliyans nan nodul mezire 6 a 20 mm (Fig. 3e, f).Rezilta nou yo montre ke klasifikasyon an ka kaptire chanjman metabolik ki te koze pa byen bonè transfòmasyon malfezan, kèlkeswa gwosè nodil.
anons Konparezon Des PCA ant gwoup espesifye ki baze sou yon klasifikasyon metabolik nan 27 metabolit.CC ak BN < 6 mm.b BN < 6 mm vs BN 6-20 mm.nan LA 6-20 mm kont LA 20-30 mm.g BN 6-20 mm ak LA 6-20 mm.GC, n = 174;BN < 6 mm, n = 153;BN 6-20 mm, n = 91;LA 6-20 mm, n = 89;LA 20–30 mm, n = 77. e Koub karakteristik fonksyònman reseptè (ROC) ki montre pèfòmans modèl diskriminan pou nodul 6–20 mm.f Valè pwobabilite yo te kalkile baze sou modèl regression lojistik pou nodil ki mezire 6-20 mm.Liy pwenti gri a reprezante pi bon valè koupe (0.455).Nimewo ki anwo yo reprezante pousantaj ka yo prevwa pou Los Angeles.Sèvi ak yon tès t Student a de ke.PCA, analiz eleman prensipal.Zòn AUC anba koub la.Done sous yo bay sou fòm dosye done sous.
Kat echantiyon (ki gen laj 44-61 ane) ki gen menm gwosè nodil poumon (7-9 mm) yo te chwazi plis pou ilistre pèfòmans modèl prediksyon malign pwopoze a (figi 4a, b).Nan premye tès depistaj, Ka 1 prezante kòm yon nodil solid ak kalsifikasyon, yon karakteristik ki asosye ak benignity, tandiske Ka 2 prezante kòm yon nodil endetèmine pasyèlman solid ki pa gen okenn karakteristik evidan.Twa jij nan swivi CT eskanè te montre ke ka sa yo rete estab sou yon peryòd 4 ane epi yo te Se poutèt sa konsidere kòm nodul benign (Fig. 4a).Konpare ak evalyasyon klinik nan analiz CT seri, analiz metabolit serom yon sèl-piki ak modèl klasifikasyon aktyèl la byen vit ak kòrèkteman idantifye nodul benign sa yo ki baze sou kontrent pwobabilite (Tablo 1).Figi 4b nan ka 3 montre yon nodil ak siy retraksyon pleural, ki pi souvan ki asosye ak maliyans32.Ka 4 prezante kòm yon nodil endetèmine pasyèlman solid ki pa gen okenn prèv ki montre yon kòz benign.Tout ka sa yo te prevwa kòm malfezan dapre modèl klasifikasyon an (Tablo 1).Evalyasyon adenokarcinom nan poumon te demontre pa egzamen istopatolojik apre operasyon reseksyon nan poumon (Fig. 4b).Pou seri validasyon ekstèn lan, klasifikasyon metabolik la te prevwa avèk presizyon de ka nodil poumon endetèmine ki pi gwo pase 6 mm (figi siplemantè 10).
Imaj CT nan fenèt la axial nan poumon yo nan de ka nan nodul benign.Nan ka 1, CT eskanè apre 4 ane te montre yon nodil solid ki estab ki mezire 7 mm ak kalsifikasyon nan lòb pi ba dwat la.Nan ka 2, CT eskanè apre 5 ane revele yon nodil ki estab, ki pasyèlman solid ak yon dyamèt 7 mm nan lòb anwo dwat la.b Fenèt axial CT imaj nan poumon yo ak korespondan etid patolojik nan de ka nan etap I adenokarcinom anvan reseksyon nan poumon.Ka 3 revele yon nodil ki gen yon dyamèt 8 mm nan lòb anwo dwat la ak retraksyon pleural.Ka 4 revele yon nodil tè-vè ki pasyèlman solid ki mezire 9 mm nan lòb anwo gòch la.Tach ematoksilin ak eozin (H&E) nan tisi nan poumon rezekte (ba echèl = 50 μm) ki montre modèl kwasans asinè adenokarcinom nan poumon.Flèch yo endike nodul yo detekte sou imaj CT.Imaj H&E yo se imaj reprezantatif plizyè (>3) jaden mikwoskopik patolojis la egzamine.
Ansanm, rezilta nou yo demontre valè potansyèl biomarkers metabolit serom nan dyagnostik diferansye nodil poumon yo, ki ka poze defi lè yo evalye tès depistaj CT.
Baze sou yon panèl metabolit diferans ki valide, nou t ap chèche idantifye korelasyon byolojik nan gwo chanjman metabolik yo.Analiz KEGG anrichisman pa MetaboAnalyst te idantifye 6 chemen komen siyifikativman chanje ant de gwoup yo bay yo (LA vs HC ak LA vs BN, ajiste p ≤ 0.001, efè > 0.01).Chanjman sa yo te karakterize pa latwoublay nan metabolis piruvat, metabolis triptofan, metabolis niacin ak nikotinamid, glikoliz, sik TCA, ak metabolis purin (Fig. 5a).Lè sa a, nou te fè plis metabolomik vize pou verifye gwo chanjman lè l sèvi avèk quantifikasyon absoli.Detèminasyon metabolit komen nan chemen souvan chanje pa espektometri mas trip quadrupole (QQQ) lè l sèvi avèk estanda metabolit natif natal.Karakteristik demografik echantiyon sib etid metabolomik yo enkli nan Tablo siplemantè 4. Konfòm ak rezilta metabolomik mondyal nou an, analiz quantitative konfime ke ipoxantin ak xanthine, piruvat, ak laktat yo te ogmante nan LA konpare ak BN ak HC (Fig. 5b, c,). p <0.05).Sepandan, pa gen okenn diferans enpòtan nan metabolit sa yo te jwenn ant BN ak HC.
Analiz anrichisman chemen KEGG nan metabolit siyifikativman diferan nan gwoup LA konpare ak gwoup BN ak HC.Yo te itilize yon Globaltest de keu, epi yo te ajiste valè p lè l sèvi avèk metòd Holm-Bonferroni (ajiste p ≤ 0.001 ak gwosè efè> 0.01).b–d Violon trase ki montre nivo ipoxantin, xanthine, laktat, piruvat, ak triptofan nan serik HC, BN, ak LA detèmine pa LC-MS/MS (n = 70 pou chak gwoup).Liy pwentiye blan ak nwa yo endike medyàn ak katil, respektivman.e Trase violon ki montre nòmal Log2TPM (transkripsyon pou chak milyon) mRNA ekspresyon SLC7A5 ak QPRT nan adenokarcinom nan poumon (n = 513) konpare ak tisi nòmal nan poumon (n = 59) nan seri done LUAD-TCGA.Bwat blan an reprezante seri entèrkwatil la, liy nwa orizontal ki nan sant la reprezante medyàn, ak liy vètikal nwa ki soti nan bwat la reprezante entèval konfyans 95% (CI).f Konplo korelasyon Pearson nan ekspresyon SLC7A5 ak GAPDH nan adenokarcinom nan poumon (n = 513) ak tisi nòmal nan poumon (n = 59) nan dataset TCGA.Zòn gri a reprezante 95% CI.r, koyefisyan korelasyon Pearson.g Nivo triptofan selilè nòmalize nan selil A549 transfekte ak kontwòl shRNA ki pa espesifik (NC) ak shSLC7A5 (Sh1, Sh2) detèmine pa LC-MS/MS.Yo prezante analiz estatistik senk echantiyon byolojik endepandan nan chak gwoup.h Nivo selilè NADt (total NAD, ki gen ladan NAD + ak NADH) nan selil A549 (NC) ak selil SLC7A5 knockdown A549 (Sh1, Sh2).Yo prezante analiz estatistik twa echantiyon byolojik endepandan nan chak gwoup.i Yo te mezire aktivite glikolitik selil A549 anvan ak apre kraze SLC7A5 pa pousantaj asidifikasyon ekstraselilè (ECAR) (n = 4 echantiyon byolojik endepandan pou chak gwoup).2-DG,2-deoxy-D-glikoz.Yo te itilize tès t Elèv de-ke nan (b–h).Nan (g–i), ba erè reprezante mwayèn ± SD, yo te fè chak eksperyans twa fwa poukont yo epi rezilta yo te sanble.Done sous yo bay sou fòm dosye done sous.
Lè nou konsidere enpak enpòtan nan metabolis triptofan ki chanje nan gwoup LA, nou te evalye tou nivo triptofan serik nan gwoup HC, BN, ak LA lè l sèvi avèk QQQ.Nou te jwenn ke triptofan serik te redwi nan LA konpare ak HC oswa BN (p <0.001, Figi 5d), ki se ki konsistan avèk rezilta anvan yo ki sikile nivo triptofan yo pi ba nan pasyan ki gen kansè nan poumon pase nan kontwòl ki an sante nan gwoup kontwòl la33,34. ,35.Yon lòt etid ki itilize PET/CT traseur 11C-methyl-L-tryptophan te jwenn ke tan an retansyon siyal triptofan nan tisi kansè nan poumon te siyifikativman ogmante konpare ak blesi benign oswa tisi nòmal36.Nou ipotèz ke diminisyon nan triptofan nan serom LA ka reflete absòpsyon triptofan aktif pa selil kansè nan poumon.
Li konnen tou ke pwodwi final la nan chemen an kynurenine nan katabolism triptofan se NAD + 37,38, ki se yon substra enpòtan pou reyaksyon an nan glyceraldehyde-3-fosfat ak 1,3-bisphosphoglycerate nan glycolysis39.Pandan ke etid anvan yo te konsantre sou wòl nan katabolis triptofan nan règleman iminitè, nou t'ap chache elicide entèaksyon ki genyen ant disregulasyon triptofan ak chemen glikolitik obsève nan etid aktyèl la.Solitè transpòtè fanmi 7 manm 5 (SLC7A5) konnen yo dwe yon transpòtè triptofan43,44,45.Quinolinic acid phosphoribosyltransferase (QPRT) se yon anzim ki sitiye en nan chemen kynurenine ki konvèti asid kinonik nan NAMN46.Enspeksyon nan LUAD TCGA dataset revele ke tou de SLC7A5 ak QPRT te siyifikativman upregulated nan tisi timè konpare ak tisi nòmal (Fig. 5e).Ogmantasyon sa a te obsève nan etap I ak II kòm byen ke etap III ak IV nan adenokarcinom nan poumon (figi siplemantè 11), ki endike twoub bonè nan metabolis triptofan ki asosye ak tumorigenesis.
Anplis de sa, done LUAD-TCGA te montre yon korelasyon pozitif ant ekspresyon SLC7A5 ak GAPDH mRNA nan echantiyon pasyan kansè yo (r = 0.45, p = 1.55E-26, Figi 5f).Kontrèman, pa gen okenn korelasyon enpòtan yo te jwenn ant siyati jèn sa yo nan tisi nòmal nan poumon (r = 0.25, p = 0.06, Figi 5f).Knockdown nan SLC7A5 (figi siplemantè 12) nan selil A549 siyifikativman redwi triptofan selilè ak nivo NAD (H) (Figi 5g, h), sa ki lakòz aktivite glikolitik atenue jan yo mezire pa pousantaj asidifikasyon ekstraselilè (ECAR) (Figi 1).5i).Kidonk, ki baze sou chanjman metabolik nan serom ak deteksyon vitro, nou ipotèz ke metabolis triptofan ka pwodui NAD + atravè chemen kynurenine la epi jwe yon wòl enpòtan nan fè pwomosyon glikoliz nan kansè nan poumon.
Etid yo montre ke yon gwo kantite nodul pulmonè endetèmine detekte pa LDCT ka mennen nan nesesite pou fè tès adisyonèl tankou PET-CT, byopsi nan poumon, ak twòp tretman akòz yon dyagnostik fo-pozitif nan malignity.31 Jan yo montre nan Figi 6, etid nou an te idantifye yon panèl metabolit serom ak valè potansyèl dyagnostik ki ka amelyore stratifikasyon risk ak jesyon ki vin apre nan nodil poumon detekte pa CT.
Nodil poumon yo evalye lè l sèvi avèk tomografi òdinatè (LDCT) ki gen dòz ki ba ak karakteristik imaj ki sigjere kòz benign oswa malfezan.Rezilta a ensèten nan nodil ka mennen nan vizit swivi souvan, entèvansyon nesesè, ak twòp tretman.Enklizyon klasifikasyon metabolik serom ak valè dyagnostik ka amelyore evalyasyon risk ak jesyon ki vin apre nan nodil poumon.Tomografi emisyon positron PET.
Done ki soti nan etid US NLST ak etid Ewopeyen an NELSON sijere ke tès depistaj gwoup ki gen gwo risk ak ti dòz tomografi òdinatè (LDCT) ka diminye mòtalite kansè nan poumon1,3.Sepandan, evalyasyon risk ak jesyon klinik ki vin apre nan gwo kantite nodul pulmonè ensidan detekte pa LDCT rete pi difisil la.Objektif prensipal la se optimize klasifikasyon ki kòrèk la nan pwotokòl ki baze sou LDCT ki deja egziste lè yo enkòpore byomaketè serye.
Sèten biomake molekilè, tankou metabolit san, yo te idantifye lè yo konpare kansè nan poumon ak kontwòl ki an sante15,17.Nan etid aktyèl la, nou konsantre sou aplikasyon an nan analiz metabolomik serom yo fè distenksyon ant benign ak malfezan nodul pulmonè ensidswit detekte pa LDCT.Nou konpare metabolom global serik kontwòl sante (HC), nodil benign nan poumon (BN), ak echantiyon adenokarcinom nan poumon etap I (LA) lè l sèvi avèk analiz UPLC-HRMS.Nou te jwenn ke HC ak BN te gen menm pwofil metabolik, tandiske LA te montre chanjman enpòtan konpare ak HC ak BN.Nou idantifye de seri metabolit serom ki diferansye LA ak HC ak BN.
Konplo idantifikasyon aktyèl ki baze sou LDCT pou nodil benign ak malfezan sitou baze sou gwosè, dansite, mòfoloji ak to kwasans nodul yo sou tan30.Etid anvan yo te montre ke gwosè a nan nodil se pre relasyon ak chans pou kansè nan poumon.Menm nan pasyan ki gen gwo risk, risk pou malfezans nan nœuds <6 mm se <1%.Risk pou malfezans pou nodul ki mezire 6 a 20 mm varye ant 8% ak 64%30.Se poutèt sa, Fleischner Society rekòmande yon dyamèt koupe 6 mm pou swivi CT woutin.29 Sepandan, evalyasyon risk ak jesyon nodul pulmonè endetèmine (IPN) ki pi gwo pase 6 mm pa te byen fèt 31 .Jesyon aktyèl maladi kè konjenital se anjeneral ki baze sou ap tann ak siveyans CT souvan.
Ki baze sou metabolom valide a, nou demontre pou premye fwa sipèpoze siyati metabolomik ant moun ki an sante ak nodul benign <6 mm.Resanblans byolojik la ki konsistan avèk rezilta CT anvan yo ke risk pou malfezans pou nodil <6 mm se osi ba ke pou sijè ki pa gen ne.30 Li ta dwe remake ke rezilta nou yo demontre tou ke nodil benign <6 mm ak ≥6 mm gen gwo. resanblans nan pwofil metabolomik, sijere ke definisyon an fonksyonèl nan etyoloji benign se konsistan kèlkeswa gwosè nodil.Kidonk, panno metabolit serom modèn dyagnostik yo ka bay yon sèl tès kòm yon tès règ lè nodil yo okòmansman detekte sou CT ak potansyèlman diminye siveyans seri.An menm tan an, menm panèl la nan byomarkè metabolik distenge nodul malfezan ≥6 mm nan gwosè ak nodil benign epi li bay prediksyon egzat pou IPN ki gen menm gwosè ak karakteristik mòfolojik Limit sou imaj CT.Klasifikasyon metabolis serik sa a te fè byen nan predi maliyans nodil ≥6 mm ak yon AUC 0.927.Ansanm, rezilta nou yo endike ke inik siyati metabolomik serom yo ka espesyalman reflete chanjman metabolik byen bonè timè-induit epi yo gen valè potansyèl kòm prediktè risk, endepandan de gwosè nodil.
Miyò, adenokarsinòm nan poumon (LUAD) ak karsinom selil squamous (LUSC) se kalite prensipal kansè nan poumon ki pa ti selil (NSCLC).Etandone ke LUSC fòtman asosye ak itilizasyon tabak47 ak LUAD se istoloji ki pi komen nan nodil nan poumon ensidan yo detekte sou tès depistaj CT48, modèl klasifikasyon nou an te bati espesyalman pou echantiyon adenokarcinom etap I.Wang ak kòlèg yo te konsantre tou sou LUAD epi yo te idantifye nèf siyati lipid lè l sèvi avèk lipidomik pou fè distenksyon ant kansè nan poumon nan etap bonè ak moun ki an sante17.Nou teste modèl klasifikasyon aktyèl la sou 16 ka etap I LUSC ak 74 nodul benign epi nou obsève presizyon prediksyon LUSC ki ba (AUC 0.776), sijere ke LUAD ak LUSC ka gen pwòp siyati metabolomik yo.Vreman vre, yo montre LUAD ak LUSC diferan nan etyoloji, orijin byolojik ak aberasyon jenetik49.Se poutèt sa, lòt kalite istoloji ta dwe enkli nan modèl fòmasyon pou deteksyon popilasyon ki baze sou kansè nan poumon nan pwogram tès depistaj.
Isit la, nou te idantifye sis chemen ki pi souvan chanje nan adenokarcinom nan poumon konpare ak kontwòl ki an sante ak nodul benign.Xanthine ak hypoxanthine se metabolit komen nan chemen metabolik purin la.Konfòm ak rezilta nou yo, entèmedyè ki asosye ak metabolis purin yo te ogmante siyifikativman nan serom oswa tisi pasyan ki gen adenokarcinom nan poumon konpare ak kontwòl ki an sante oswa pasyan nan etap preinvasif la15,50.Nivo elve nan serik xanthine ak ipoxantin ka reflete anabolism ki nesesè pa rapidman pwopagasyon selil kansè yo.Deregleman metabolis glikoz se yon mak ki byen koni nan metabolis kansè nan51.Isit la, nou te obsève yon ogmantasyon siyifikatif nan piruvat ak laktat nan gwoup LA konpare ak gwoup HC ak BN, ki konsistan avèk rapò anvan anòmal chemen glikolitik nan pwofil metabolom serik pasyan kansè nan poumon ki pa ti selil (NSCLC) ak kontwòl ki an sante.rezilta yo konsistan52,53.
Sa ki enpòtan, nou te obsève yon korelasyon envès ant metabolis piruvat ak triptofan nan serom adenokarcinom nan poumon.Nivo triptofan serik yo te redwi nan gwoup LA konpare ak gwoup HC oswa BN.Enteresan, yon etid anvan gwo echèl ki te itilize yon kòwòt potentiels te jwenn ke nivo ki ba nan sikile triptofan yo te asosye ak yon risk ogmante nan kansè nan poumon 54 .Triptofan se yon asid amine esansyèl ke nou jwenn antyèman nan manje.Nou konkli ke rediksyon triptofan serik nan adenokarcinom nan poumon ka reflete rapid rediksyon metabolit sa a.Li se byen li te ye ke pwodwi final la nan katabolism triptofan atravè chemen an kynurenine se sous la nan sentèz de novo NAD +.Paske NAD+ pwodui prensipalman atravè chemen sovtaj la, enpòtans NAD+ nan metabolis triptofan nan sante ak maladi rete pou detèmine46.Analiz nou nan baz done TCGA a te montre ke ekspresyon de tryptophan transporter solute transporter 7A5 (SLC7A5) te ogmante siyifikativman nan adenokarcinom nan poumon konpare ak kontwòl nòmal epi li te pozitivman korelasyon ak ekspresyon de anzim glikolitik GAPDH la.Etid anvan yo te konsantre sitou sou wòl katabolis triptofan nan siprime repons iminitè antitumoral la40,41,42.Isit la nou demontre ke anpèchman nan absorption triptofan pa knockdown nan SLC7A5 nan selil kansè nan poumon rezilta nan yon diminisyon ki vin apre nan nivo NAD selilè ak yon diminisyon koncomitan nan aktivite glikolitik.An rezime, etid nou an bay yon baz byolojik pou chanjman nan metabolis serom ki asosye ak transfòmasyon malfezan nan adenokarcinom nan poumon.
Mitasyon EGFR yo se mitasyon chofè ki pi komen nan pasyan ki gen NSCLC.Nan etid nou an, nou te jwenn ke pasyan ki gen mitasyon EGFR (n = 41) te gen pwofil metabolomik an jeneral ki sanble ak pasyan ki gen EGFR kalite sovaj (n = 31), byenke nou te jwenn diminye nivo serom nan kèk pasyan EGFR mutan nan pasyan Acylcarnitine.Fonksyon acilcarnitines etabli se transpòte gwoup acil soti nan sitoplasm nan nan matris mitokondriyo a, ki mennen nan oksidasyon asid gra yo pwodwi enèji 55 .Konfòm ak rezilta nou yo, yon etid resan te idantifye tou pwofil metabolom ki sanble ant EGFR mutan ak timè EGFR sovaj nan analize metabolom mondyal la nan 102 echantiyon tisi adenokarcinom nan poumon50.Enteresan, yo te jwenn kontni acylcarnitine tou nan gwoup mutan EGFR la.Se poutèt sa, si chanjman nan nivo acylcarnitine reflete chanjman metabolik EGFR-induit ak chemen molekilè ki kache yo ka merite plis etid.
An konklizyon, etid nou an etabli yon klasifikasyon metabolik serom pou dyagnostik diferansye nodil poumon epi pwopoze yon workflow ki ka optimize evalyasyon risk ak fasilite jesyon klinik ki baze sou tès depistaj CT.
Etid sa a te apwouve pa Komite Etik nan Sun Yat-sen University Cancer Hospital, Premye Lopital Afilye nan Sun Yat-sen University, ak Komite Etik nan Zhengzhou University Cancer Hospital.Nan gwoup dekouvèt ak validasyon entèn yo, yo te kolekte 174 sera ki soti nan moun ki an sante ak 244 sera ki soti nan nodul benign nan men moun ki sibi egzamen medikal chak ane nan Depatman Kontwòl ak Prevansyon Kansè, Sun Yat-sen University Cancer Center, ak 166 nodul benign.serom.Etap I adenokarcinom nan poumon yo te kolekte nan Sun Yat-sen University Cancer Center.Nan kòwòt validasyon ekstèn lan, te gen 48 ka nan nodul benign, 39 ka nan etap I adenokarcinom nan poumon nan Premye Lopital afilye nan Sun Yat-sen University, ak 24 ka nan etap I adenokarcinom nan poumon nan Zhengzhou Cancer Hospital.Sun Yat-sen University Cancer Center te kolekte tou 16 ka kansè nan poumon selil squamous etap I pou teste kapasite dyagnostik klasifikasyon metabolik etabli (karakteristik pasyan yo montre nan Tablo Siplemantè 5).Echantiyon nan kowòt dekouvèt la ak kowòt validasyon entèn yo te kolekte ant janvye 2018 ak me 2020. Yo te kolekte echantiyon pou kowòt validasyon ekstèn nan ant mwa Out 2021 ak Oktòb 2022. Pou minimize patipri sèks yo, yo te bay chak kantite ka gason ak fi. kòwòt.Ekip Dekouvèt ak Ekip Revizyon Entèn.Sèks patisipan yo te detèmine dapre rapò pwòp tèt yo.Yo te jwenn konsantman enfòme nan tout patisipan yo epi yo pa te bay okenn konpansasyon.Sijè ki gen nodil benign yo se moun ki gen yon nòt ki estab CT eskanè nan 2 a 5 ane nan moman analiz la, eksepte pou 1 ka nan echantiyon validasyon ekstèn lan, ki te kolekte preoperativ epi dyagnostike pa istopatoloji.Ak eksepsyon de bwonchit kwonik.Ka adenokarcinom nan poumon yo te kolekte anvan reseksyon nan poumon ak konfime pa dyagnostik patolojik.Echantiyon san jèn yo te kolekte nan tib separasyon serom san okenn anticoagulant.Echantiyon san yo te koagulasyon pou 1 èdtan nan tanperati chanm ak Lè sa a, santrifuje nan 2851 × g pou 10 minit nan 4 ° C pou kolekte supernatant serik.Aliquot serom yo te jele nan -80 ° C jiskaske ekstraksyon metabolit.Depatman Prevansyon Kansè ak Egzamen Medikal nan Sun Yat-sen University Cancer Center kolekte yon pisin serom nan men 100 donatè ki an sante, ki gen ladan yon kantite egal gason ak fanm ki gen laj 40 a 55 ane.Volim egal nan chak echantiyon donatè yo te melanje, pisin nan ki kapab lakòz yo te aliquoted ak estoke nan -80 ° C.Melanj nan serom te itilize kòm materyèl referans pou kontwòl kalite ak normalisation done.
Serom referans ak echantiyon tès yo te deglase ak metabolit yo te ekstrè lè l sèvi avèk yon metòd ekstraksyon konbine (MTBE / metanol / dlo) 56 .Yon ti tan, yo te melanje 50 μl serom ak 225 μl metanol frèt ak 750 μl etè methyl tert-butyl frèt (MTBE).Brase melanj lan epi enkube sou glas pou 1 èdtan.Lè sa a, echantiyon yo te melanje ak vortex melanje ak 188 μl nan MS-klas dlo ki gen estanda entèn (13C-lactate, 13C3-pyruvate, 13C-methionine, ak 13C6-isoleucine, achte nan Cambridge Isotope Laboratories).Lè sa a, melanj lan te santrifuje nan 15,000 × g pou 10 min nan 4 °C, epi yo te faz ki pi ba a transfere nan de tib (125 μL chak) pou analiz LC-MS nan mòd pozitif ak negatif.Finalman, echantiyon an te evapore nan sechrès nan yon konsantratè vakyòm gwo vitès.
Metabolit yo sèk yo te rekonstitye nan 120 μl nan 80% asetonitrile, vortexed pou 5 min, ak santrifuje nan 15,000 × g pou 10 min nan 4 ° C.Supernatant yo te transfere nan flakon vè Amber ak microinserts pou etid metabolomik.Untargeted metabolomics analiz sou yon platfòm ultra-pèfòmans likid chromatografi-wo rezolisyon mas spèktrometri (UPLC-HRMS).Metabolit yo te separe lè l sèvi avèk yon sistèm Dionex Ultimate 3000 UPLC ak yon kolòn ACQUITY BEH Amide (2.1 × 100 mm, 1.7 μm, Waters).Nan mòd ion pozitif, faz mobil yo te 95% (A) ak 50% acetonitrile (B), chak ki gen 10 mmol / L asetat amonyòm ak 0.1% asid fòmik.Nan mòd negatif, faz mobil A ak B te genyen 95% ak 50% acetonitrile, respektivman, tou de faz yo te genyen 10 mmol / L amonyòm acetate, pH = 9. Pwogram gradyan an te jan sa a: 0-0.5 min, 2% B;0.5-12 min, 2-50% B;12-14 min, 50-98% B;14-16 min, 98% B;16–16.1.min, 98 -2% B;16.1-20 min, 2% B. Te kolòn nan kenbe nan 40 ° C ak echantiyon an nan 10 ° C nan autosampler la.Pousantaj koule a te 0.3 ml / min, volim nan piki te 3 μl.Yon Q-Exactive Orbitrap mas spectrometer (Thermo Fisher Scientific) ak yon sous electrospray ionizasyon (ESI) te opere nan mòd eskanè konplè epi makonnen ak mòd siveyans ddMS2 pou kolekte gwo volim done.Paramèt MS yo te fikse jan sa a: vòltaj espre + 3.8 kV / - 3.2 kV, tanperati kapilè 320 ° C, gaz pwoteksyon 40 arb, gaz oksilyè 10 arb, tanperati aparèy chofaj sond 350 ° C, ranje optik 70-1050 m / h, rezolisyon.70 000. Done yo te akeri lè l sèvi avèk Xcalibur 4.1 (Thermo Fisher Scientific).
Pou evalye bon jan kalite done yo, echantiyon kontwòl kalite (QC) yo te pwodwi lè yo retire aliquot 10 μL nan supernatant nan chak echantiyon.Sis piki echantiyon kontwòl kalite yo te analize nan kòmansman an nan sekans analyse pou evalye estabilite sistèm UPLC-MS la.Lè sa a, echantiyon kontwòl kalite yo detanzantan prezante nan pakèt la.Tout 11 pakèt echantiyon serom nan etid sa a te analize pa LC-MS.Yo te itilize alikòt nan yon melanj pisin serom ki soti nan 100 donatè ki an sante kòm materyèl referans nan pakèt respektif pou kontwole pwosesis ekstraksyon an epi ajiste pou efè pakèt-a-pakèt.Analiz metabolomik ki pa sible nan kòwòt dekouvèt la, kòwòt validasyon entèn yo, ak kòwòt validasyon ekstèn yo te fèt nan Sant Metabolomik nan Inivèsite Sun Yat-sen.Laboratwa ekstèn nan Guangdong University of Teknoloji Analiz ak Tès Sant analize tou 40 echantiyon ki soti nan kòwòt ekstèn lan pou teste pèfòmans modèl klasifikasyon an.
Apre ekstraksyon ak rekonstitisyon, kantite absoli metabolit serom yo te mezire lè l sèvi avèk ultra-wo pèfòmans likid chromatografi-tandem mas spèktrometri (Agilent 6495 trip quadrupole) ak yon sous electrospray ionizasyon (ESI) nan mòd siveyans reyaksyon miltip (MRM).Yo te itilize yon kolòn ACQUITY BEH Amide (2.1 × 100 mm, 1.7 μm, Waters) pou separe metabolit yo.Faz mobil la fèt nan 90% (A) ak 5% acetonitrile (B) ak 10 mmol / L amonyòm acetate ak 0.1% solisyon amonyak.Pwogram gradyan an te jan sa a: 0-1.5 min, 0% B;1.5-6.5 min, 0-15% B;6.5-8 min, 15% B;8-8.5 min, 15%-0% B;8.5-11.5 min, 0%B.Kolòn nan te kenbe nan 40 °C ak echantiyon an nan 10 °C nan autosampler la.Pousantaj koule a te 0.3 mL / min ak volim nan piki te 1 μL.Paramèt MS yo te fikse jan sa a: vòltaj kapilè ± 3.5 kV, presyon nebilizè 35 psi, koule gaz djenn 12 L / min, tanperati gaz djenn 350 °C, tanperati gaz siye 250 °C, ak koule gaz siye 14 l / min.Konvèsyon MRM nan triptofan, piruvat, laktat, ipoxantin ak xanthine te 205.0-187.9, 87.0-43.4, 89.0-43.3, 135.0-92.3 ak 151.0-107.9 respektivman.Done yo te kolekte lè l sèvi avèk Mass Hunter B.07.00 (Agilent Technologies).Pou echantiyon serom, triptofan, piruvat, laktat, hypoxanthine, ak xanthine yo te quantifye lè l sèvi avèk koub kalibrasyon solisyon melanj estanda.Pou echantiyon selil yo, kontni triptofan te nòmalize nan estanda entèn la ak mas pwoteyin selil yo.
Ekstraksyon pik (m/z ak tan retansyon (RT)) te fèt lè l sèvi avèk Compound Discovery 3.1 ak TraceFinder 4.0 (Thermo Fisher Scientific).Pou elimine diferans potansyèl ant pakèt, chak pik karakteristik echantiyon tès la divize pa pik karakteristik materyèl referans ki soti nan menm pakèt la pou jwenn bondans relatif la.Devyasyon estanda relatif estanda entèn yo anvan ak apre normalisation yo montre nan Tablo siplemantè 6. Diferans ant de gwoup yo te karakterize pa pousantaj dekouvèt fo (FDR <0.05, Wilcoxon siyen tès ran) ak chanjman pliye (> 1.2 oswa <0.83).Done anvan tout koreksyon MS nan karakteristik yo ekstrè ak referans serik korije MS done yo montre nan Done Siplemantè 1 ak Done Siplemantè 2, respektivman.Anòt pik yo te fèt baze sou kat nivo idantifikasyon defini, ki gen ladan metabolit idantifye, konpoze ki gen anote yo, klas konpoze ki ka karakterize yo, ak konpoze enkoni 22 .Ki baze sou rechèch baz done nan Compound Discovery 3.1 (mzCloud, HMDB, Chemspider), konpoze byolojik ak MS / MS matche estanda valide oswa anotasyon matche ak egzak nan mzCloud (nòt> 85) oswa Chemspider te finalman chwazi kòm entèmedyè ant metabolom nan diferans.Anotasyon pik pou chak karakteristik yo enkli nan Done Siplemantè 3. MetaboAnalyst 5.0 te itilize pou analiz univariate nan abondans metabolit sòm nòmalize.MetaboAnalyst 5.0 te evalye tou analiz anrichisman chemen KEGG ki baze sou metabolit siyifikativman diferan.Analiz prensipal eleman (PCA) ak analiz pasyèl pi piti kare diskriminan (PLS-DA) yo te analize lè l sèvi avèk pake lojisyèl ropls (v.1.26.4) ak nòmalizasyon pile ak autoscaling.Modèl la pi bon metabolit biomarker pou predi maliyans nodil te pwodwi lè l sèvi avèk regression lojistik binè ak pi piti kontraksyon absoli ak operatè seleksyon (LASSO, R pake v.4.1-3).Pèfòmans modèl diskriminasyon an nan seri deteksyon ak validation karakterize pa estimasyon AUC ki baze sou analiz ROC dapre pake pROC (v.1.18.0.).Koupe pwobabilite pi bon an te jwenn ki baze sou endèks Youden maksimòm modèl la (sansiblite + espesifik - 1).Echantiyon ki gen valè mwens oswa pi gran pase papòt la pral prevwa kòm nodil benign ak adenokarcinom nan poumon, respektivman.
Selil A549 (#CCL-185, American Type Culture Collection) yo te grandi nan mwayen F-12K ki gen 10% FBS.Kout epeng cheve RNA (shRNA) sekans vize SLC7A5 ak yon nontargeting kontwòl (NC) yo te antre nan vektè lentiviral pLKO.1-puro a.Sekans antisans shSLC7A5 yo jan sa a: Sh1 (5′-GGAGAAACCTGATGAACAGTT-3′), Sh2 (5′-GCCGTGGACTTCGGGAACTAT-3′).Antikò SLC7A5 (#5347) ak tubulin (#2148) te achte nan men Cell Signaling Technology.Yo te itilize antikò SLC7A5 ak tubulin nan yon dilution 1:1000 pou analiz Western blot.
Seahorse XF Glycolytic Stress Test la mezire nivo asidifikasyon ekstraselilè (ECAR).Nan tès la, glikoz, oligomycin A, ak 2-DG yo te administre sekans pou teste kapasite glycolytic selilè jan ECAR mezire.
Selil A549 transfekte ak kontwòl ki pa vize (NC) ak shSLC7A5 (Sh1, Sh2) yo te plake lannwit lan nan asyèt 10 cm dyamèt.Metabolit selil yo te ekstrè ak 1 ml glas-frèt 80% metanol akeuz.Selil nan solisyon metanòl yo te grate, kolekte nan yon nouvo tib, ak santrifuje nan 15,000 × g pou 15 min nan 4 ° C.Kolekte 800 µl supernatant epi siye lè l sèvi avèk yon konsantratè vakyòm gwo vitès.Lè sa a, granules metabolit sèk yo te analize pou nivo triptofan lè l sèvi avèk LC-MS/MS jan sa dekri pi wo a.Nivo selilè NAD(H) nan selil A549 (NC ak shSLC7A5) yo te mezire lè l sèvi avèk yon twous kolorimetrik NAD +/NADH (#K337, BioVision) dapre enstriksyon manifakti a.Nivo pwoteyin yo te mezire pou chak echantiyon yo nòmalize kantite metabolit yo.
Pa gen okenn metòd estatistik yo te itilize pou preliminèman detèmine gwosè echantiyon an.Etid metabolomik anvan yo ki vize a dekouvèt biomarker15,18 yo te konsidere kòm referans pou detèminasyon gwosè, epi konpare ak rapò sa yo, echantiyon nou an te adekwa.Pa gen okenn echantiyon yo te eskli nan kòwòt etid la.Echantiyon serom yo te plase owaza nan yon gwoup dekouvèt (306 ka, 74.6%) ak yon gwoup validation entèn (104 ka, 25.4%) pou etid metabolomics untargeted.Nou menm tou nou te chwazi owaza 70 ka nan chak gwoup nan seri dekouvèt la pou etid metabolomik vize.Envestigatè yo te avèg nan gwoup plasman pandan koleksyon done LC-MS ak analiz.Analiz estatistik done metabolomik ak eksperyans selil yo dekri nan seksyon Rezilta yo, Lejand Figi, ak Metòd.Kantifikasyon triptofan selilè, NADT, ak aktivite glikolitik te fèt twa fwa poukont yo ak rezilta ki idantik.
Pou plis enfòmasyon sou konsepsyon etid la, gade Rezime Rapò Portfolio Natirèl ki asosye ak atik sa a.
Done MS anvan tout koreksyon nan karakteristik ekstrè yo ak done MS nòmalize nan serom referans yo montre nan Done Siplemantè 1 ak Done Siplemantè 2, respektivman.Annotasyon pik pou karakteristik diferans yo prezante nan Done Siplemantè 3. Ou ka telechaje seri done LUAD TCGA nan https://portal.gdc.cancer.gov/.Done antre pou trase graf la bay nan done sous yo.Done sous yo bay pou atik sa a.
National Lung Screening Study Group, elatriye. Diminye mòtalite kansè nan poumon ak tomografi òdinatè ki ba-dòz.Nò Angletè.J. Med.365, 395–409 (2011).
Kramer, BS, Berg, KD, Aberle, DR ak Prophet, PC Depistaj kansè nan poumon lè l sèvi avèk CT helicoïdal ki ba-dòz: rezilta etid nasyonal poumon (NLST).J. Med.Ekran 18, 109–111 (2011).
De Koning, HJ, et al.Diminye mòtalite kansè nan poumon ak tès depistaj CT volumetrik nan yon esè owaza.Nò Angletè.J. Med.382, 503–513 (2020).
Tan pòs: 18-Sep 2023