Extracto
En este estudio, hemos caracterizado el metaboloma del ovario humano y se identificaron alteraciones metabólicas que coinciden con cáncer primario de ovario epitelial (EOC) y los tumores metastásicos que resultan de cáncer de ovario primario (MOC) usando tres analítica plataformas: espectrometría de masa de cromatografía de gases (GC /MS) y espectrometría de masas en tándem de cromatografía líquida (LC /MS /MS) utilizando sistemas de amortiguación y los ajustes del instrumento para catalogar los iones positivos o negativos. Se encontró que el metaboloma de ovario humano para contener 364 productos bioquímicos y después de la transformación del ovario causado cambios en la utilización de la energía, alterando metabolitos asociados con la glucólisis y la β-oxidación de ácidos grasos, tales como la carnitina (1,79 veces en la EOC,
p
& lt; 0,001; 1,88 veces en la MOC,
p Hotel & lt; 0,001), acetilcarnitina (1,75 veces en la EOC,
p Hotel & lt; 0,001; 2,39 veces en la MOC,
p
& lt; 0,001), y butyrylcarnitine (3,62 veces,
p Hotel & lt; 0,0094 en la EOC; 7,88 veces,
p Hotel & lt; 0,001 en MOC). También hubo cambios significativos en el catabolismo de la fenilalanina marcados por el aumento de fenilpiruvato (4,21 veces;
p = 0,0098
) y fenil-lactato (195.45 redil;
p Hotel & lt; 0,0023) en el EOC. El cáncer de ovario también mostró una respuesta de estrés oxidativo mejorado como se indica por el aumento en 2-aminobutyrate en EOC (1,46 veces,
p = 0,0316
) y en el MOC (2,25 veces,
p Hotel & lt; 0,001 ) y varias isoformas de tocoferoles. También hemos identificado nuevos metabolitos en el ovario, específicamente N-acetylasparate y N-acetil-aspartil-glutamato, cuyo papel en la fisiología ovárica tiene aún por determinar. Estos datos mejorar nuestra comprensión de los diversos bioquímica del ovario humano y demuestran alteraciones metabólicas después de la transformación. Por otra parte, metabolitos con cambios significativos entre los grupos de dar una idea de las consecuencias bioquímicas de la transformación y son biomarcadores candidatos de la oncogénesis de ovario. Se requieren estudios de validación para determinar si estos compuestos tienen utilidad clínica en el diagnóstico o el tratamiento clínico de los pacientes con cáncer de ovario
Visto:. Fong MI, McDunn J, Kakar SS (2011) identificación de los metabolitos en el ovario y normal su transformación en el primario y metastásico del cáncer ovárico. PLoS ONE 6 (5): e19963. doi: 10.1371 /journal.pone.0019963
Editor: S. K. Batra, Universidad de Nebraska Medical Center, Estados Unidos de América
Recibido: March 1, 2011; Aceptado: April 15, 2011; Publicado: 19-may 2011
Derechos de Autor © 2011 Fong y col. Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la licencia Creative Commons Attribution License, que permite el uso ilimitado, distribución y reproducción en cualquier medio, siempre que el autor original y la fuente se acreditan
Financiación:. Los fondos utilizada para realizar este trabajo fueron apoyados por una beca de investigación CA124630 NIH /NCI para SSK. Los donantes no tenía papel en el diseño del estudio, la recogida y análisis de datos, decisión a publicar, o la preparación del manuscrito. Metabolon fue pagado por el servicio de perfiles de metabolitos peformed en conformidad con el contrato firmado
Conflicto de intereses:. JM es un empleado de Metabolon, Inc. y fue responsable de análisis preliminar de los datos y la edición final del manuscrito. Sin embargo, como parte de la Universidad de Louisville con el contrato de Metabolon, Inc., que no tiene ningún beneficio financiero o retención de invención o de los derechos de dominio, patentables o no. Esto no afecta a la adherencia a las políticas de PLoS ONE en el intercambio de datos y material.
Introducción
El cáncer de ovario es la neoplasia maligna más letal del sistema reproductivo femenino y el 5
ª causa de cáncer muerte en las mujeres. Se estima que 21.880 mujeres serán diagnosticadas y 13.850 morirán a causa de esta enfermedad este año. La tasa de supervivencia a cinco años en la Etapa I es del 93,5%, pero cae a 27,6% en estadio IV, donde la mayoría de los casos se diagnostican debido a la falta de síntomas en las etapas anteriores [1]. las estrategias de detección actuales incluyen ultrasonido y de sangre CA-125 niveles transvaginal. Sin embargo, ambos métodos de detección tienen deficiencias. Con el ultrasonido, el cáncer podría confundirse con quistes funcionales en las mujeres pre-menopáusicas debido a la naturaleza dinámica de la superficie del ovario [2]. CA-125 tiene una alta tasa de falsos positivos [2] que puede surgir a partir de una variedad de condiciones incluyendo la endometriosis, fibromas, quistes ováricos hemorrágicos, enfermedad pélvica inflamatoria aguda, la menstruación, primero trimestre del embarazo, y varios otros tipos de cáncer [3]. Además, CA-125 a menudo no es detectable en el cáncer de ovario de estadio temprano [4]. Los métodos alternativos se están desarrollando para los pacientes que tienen niveles de CA-125 normales, pero se sospecha que la enfermedad recurrente, que tiene base en los síntomas clínicos [5]. Estos métodos incluyen otros biomarcadores potenciales, el más prometedor es la proteína humana epydidimus 4 (HE4), [6], [7], [8], [9], [10] a pesar de las tasas de detección de 50-60% en las primeras etapas de ovario cáncer. Un amplio estudio que compara la sensibilidad de biomarcadores de cáncer de ovario para discriminar entre masas benignas y malignas se ha descrito [11], así como el papel de los marcadores moleculares en el pronóstico y el tratamiento revisado en [12]. Es importante que sugerido biomarcadores tienen valor predictivo tal como se indica por la sensibilidad de 75% o mayor, así como la especificidad de 99,6% para ser capaz de detectar el cáncer de etapa temprana, cuando es la más tratable [4].
Uno enfoque para identificar biomarcadores de la enfermedad es el uso de herramientas analíticas ricas en información, como los métodos biológicos ómicas escala para caracterizar la composición del tejido diana en la salud y la enfermedad. En este caso, es importante comprender las alteraciones bioquímicas que se sabe que se producen durante la transformación neoplásica. La primera alteración del metabolismo energético en células de cáncer fue descrito por Otto Warburg, que mostró células de cáncer de preferencia por la glucólisis que resulta en la generación de lactato para la producción de ATP durante el proceso más eficiente de la fosforilación oxidativa por la mitocondria [13]. Esto requiere que las células de cáncer para aumentar su captación de glucosa a través de la expresión de varias isoformas de los transportadores de glucosa (GLUT 1-9) [14] y para aumentar su catabolismo de la glucosa para compensar la pérdida de producción de energía, un hecho que puede ser explotada en el detección clínica de neoplasia mediante tomografía de emisión positiva (TEP) [15].
los mecanismos moleculares implicados en la glicólisis hiperactivos se han analizado y algunos de los factores clave identificados, incluyendo Akt, factor nuclear-kB (NF kappa B), factor inducible por hipoxia-1 (HIF1), y p53 [14], [16], [17], [18], [19], [20]. Los productos de estos genes están implicados en la activación celular, la importación de nutrientes y protección de la apoptosis. Estos genes se sabe que interactúan en las redes jerárquicas complejas. Por ejemplo, HIF-1 puede ser modulada por otros oncogenes tales como Akt [14], K-Ras [21], y Her-2 [22] para incrementar la expresión de varias enzimas glucolíticas. Otros mecanismos moleculares incluyen la regulación transcripcional por Myc de aumentar la expresión de los transportadores y enzimas, en particular-GLUT glicolíticas, hexoquinasa 2, y lactato deshidrogenasa [14], [23] -así como por el fosfoinositol-3-quinasa (PI3K) /Akt /diana de la rapamicina en mamíferos (mTOR) vía [24], [25], que es comúnmente hiperactiva en los carcinomas [26]. Además, el metabolismo tumor expresa diferencialmente isoenzimas glycoltyic, tales como la piruvato quinasa (PKM2), que puede cambiar entre un dímero y un tetrámero de adaptarse a las necesidades de energía de las células [27], [28]. Sin embargo, PKM2 también puede ser pasado por alto por la acumulación de fosfoenolpiruvato (PEP) resulta en la fosforilación y la activación de fosfoglicerato mutasa que produce piruvato directamente de 3-fosfoglicerato [29] dependiente de PEP. Vander Heiden
et al.
[29] la hipótesis de que este desacopla la producción de piruvato a partir de la generación de ATP, el mantenimiento de una relación ATP /AMP que no inhibe la glucólisis, y ofrece una piscina significativo de piruvato como un precursor anabólico. La mayor parte de la investigación sobre el metabolismo de las células tumorales se ha centrado en la utilización de glucosa. Cuando la glucosa es limitado, los tumores sólidos son forzados a catabolizar sustratos alternativos tales como ácidos grasos, y aminoácidos como fuente de energía alternativa.
Sin embargo, la oncogénesis puede resultar en un panel diverso de alteraciones metabólicas que podrían ser específica de tejido o genéricos a través de los cánceres humanos. Por lo tanto, un análisis metabólico completo de tumores sólidos podría revelar metabolitos valiosos tanto para el diagnóstico precoz del cáncer, así como para controlar la progresión y /o recurrencia de la enfermedad para informar a la gestión clínica de los pacientes con cáncer. Estos biomarcadores posiblemente podrían ser utilizados como criterios indirectos de valoración en los ensayos clínicos y podría sugerir nuevos objetivos metabólicos para el tratamiento del cáncer, así como proporcionar objetivos complementarios para el tratamiento de quimioterapia. Metabolómica es una herramienta de análisis sistemático utilizado para la identificación de los metabolitos bioquímicos de procesos celulares, un término que incluye varios tipos de análisis que van por espectroscopia de resonancia magnética nuclear (NMR), espectrometría de masas (MS), los estudios basados en trazadores, y la huella metabólica [30 ]. Si bien cada uno de estos métodos tiene ventajas únicas, MS ha establecido como el alto rendimiento y el enfoque industrial estable para evaluar tanto la composición de los diversos tipos de muestras, así como los cambios en esa composición siguientes perturbación. Aunque la metabolómica ha existido durante décadas, más recientemente se ha llamado la atención como una herramienta de traducción para la identificación y el tratamiento del cáncer en el ámbito clínico, así como para el desarrollo objetivo de drogas [31].
En una anterior estudio, Denkert
et al.
[32] utilizó cromatografía de gases MS /tiempo de vuelo (GC-MS /TOF) para comparar los tumores de ovario borderline a los carcinomas de ovario. Identificaron 114 de 291 compuestos (39,1%) y encontraron un aumento en los ácidos proteinogenic aminoácidos, purinas, pyrimides, y precursores de membrana lipídica en los carcinomas de ovario en comparación con los tumores borderline y se interpretan estos datos en el sentido de que los carcinomas tienen tasas más altas de proliferación celular. Además del análisis metabólico del tumor, también se han estudiado las muestras de orina de pacientes con cáncer de ovario. Woo
et al.
[33] llevó a cabo un estudio basado en la metabolómica para encontrar biomarcadores urinarios para el cáncer de ovario y de mama mediante GC /MS. Se identificaron dos biomarcadores conocidos para el cáncer de mama y 3 nuevos biomarcadores para el cáncer de ovario: 1-metiladenosina, 3-metiluridina, y 4-androsteno-3,17-diona. Los biomarcadores de cáncer de ovario se relacionaron con daño oxidativo del ADN y la metilación del ADN. Del mismo modo, Slupsky
et al.
[34] muestras de orina recogidas de pacientes con cáncer de mama inicial y tardía etapa o de ovario, así como de las mujeres sanas, para obtener un perfil metabólico mediante RMN. La concentración de metabolitos específicos disminuyó en pacientes con cáncer, lo que resulta en un perfil único. No se observaron alteraciones en los intermedios del ciclo del ácido tricarboxílico (TCA), así como moléculas relacionadas con el metabolismo de la energía y aminoácidos.
Antes de este estudio, sin embargo, el metaboloma de la ovario normal no se ha estudiado, ni los cambios que se producen con la transformación neoplásica y la progresión de la enfermedad metastásica. En el presente estudio, por primera vez se presenta el perfil metabólico del ovario humano normal y lo comparamos con el perfil metabólico del cáncer de ovario epitelial primario (EOC) y tumores metastásicos que resultan de inicial EOC (MOC) mediante GC /MS y LC /MS /MS.
resultados
La identificación de metabolitos, análisis estadístico, y vía de análisis
En las muestras de nuestros tres grupos (normal, EOC, y MOC), 364 moléculas se identificaron (Tabla S1) en comparación con la biblioteca Metabolon que contiene 1.700 moléculas. La identificación se basa en el tiempo de retención, la carga (
m /z
), aductos preferidos, y el patrón de fragmentación de la molécula. La biblioteca completa permitió la rápida identificación con una alta fidelidad. Estos compuestos incluyen una gran variedad de clases, que van desde simples aminoácidos y péptidos de hidratos de carbono, lípidos, nucleótidos, cofactores y vitaminas, y xenobióticos (Fig. 1).
n = número de metabolitos en cada clase.
de datos es una suma de individuos que pertenecen a un grupo. El uso de ANOVA de una vía con un post-test de Tukey para identificar diferencialmente abundantes metabolitos a través de las tres clases de tejidos analizados, 95 bioquímicos fueron estadísticamente significativas y además tenía un
p
≤0.05 en al menos una de las comparaciones por pares (EOC vs. normal, MOC vs. normal, MOC vs. EOC). Las identidades de estos metabolitos se dan en la Tabla S2. Utilización de los perfiles de abundancia de estos metabolitos, supervisado análisis de componentes principales (PCA) se llevó a cabo, dando una buena separación de los tres grupos (Fig. S1).
Uso del análisis Ingenuity Pathway (IPA), se identificaron los 15 primeros vías canónicas que participan en EOC (Tabla S3) y MOC (Tabla S4). En casi todos los casos, estos estaban relacionados con metabolismo de aminoácidos y biosíntesis. También hay que resaltar, pirimidina metabolismo, metabolismo de las purinas, y glycoxylate y vías de metabolismo DECARBOXYLATE sólo apareció en el caso del Ministerio de Comercio.
Perfil metabólico del ovario normal y pérdida de la función en la transformación
El primer componente principal separaron las muestras no transformadas de ovario de los tejidos transformados (ambos COE y MOC), mientras que el segundo componente principal identificado una nueva serie de alteraciones bioquímicas que se correspondían con metástasis (Figura S1). La evaluación de las cargas parcela clasifica los compuestos en la pérdida /ganancia de la función de transformación o con metástasis. Cuatro metabolitos eran en gran abundancia en el ovario antes de la transformación neoplásica: acetato de 1-metilimidazol (-2.06 veces,
p Hotel & lt; 0,001 en EOC; -2.18 veces,
p Hotel & lt; 0,001 en MOC), taurina (-1.75 veces,
p Hotel & lt; 0,001 en EOC, -1.97 veces,
p Hotel & lt; 0,001 en MOC), sulfato de fenol (-2,22 veces,
p = 0,0535
en EOC; -3,0 veces,
p = 0,0217
en MOC), y 6-fosfogluconato (-1,64 veces,
p = 0,0538
en EOC, -1.92 plegar,
p = 0,0264
; Fig. 2). Estos productos bioquímicos tienen una caída significativa en la abundancia después de la transformación. Dos de estos metabolitos (methylimidazoleacetate y 6-fosfogluconato) han sido previamente asociado con la función ovárica normal y la caída en la abundancia de ellos puede considerarse como una pérdida de la función asociada a la transformación. Analizaron
1-methylimidazoleacetate y taurina por LC pulverización iónica positiva /MS; sulfato de fenol y 6-fosfogluconato analizaron por LC pulverización de iones negativos /MS. leyenda cuadro: + cuadro interior representa valor medio, bar dentro de la caja representa valor de la mediana, la barra superior representa el máximo de la distribución, la barra inferior representa mínimo de distribución, círculo representa los puntos de datos extremos
Methylimidazoleacetate es el principal. metabolito de la histamina. Este producto final del catabolismo de la histamina está formado por N-metilación en el anillo de imidazol a metilhistamina por metiltransferasa de histamina y una desaminación oxidativa posterior en la cadena lateral por tipo B de la monoamina oxidasa. A partir de estudios se sabe que hasta un 70 a 80% de la histamina se metaboliza en el cuerpo se excreta en la orina como methylimidazoleacetate [35]. Por lo tanto, siendo el principal metabolito específico y la histamina methylimidazoleacetate urinaria es un claro indicador de los cambios en el metabolismo de la histamina en el cuerpo. la producción de histamina ovárica se produce por los mastocitos residentes tejido y se ha demostrado para coordinar con la ovulación [36].
taurina no está implicada en la síntesis de proteínas y /o ha participación en rutas bioquímicas limitada fuera de la formación de peroxisomal de N- conjugados de lípidos de acilo, tales como los ácidos biliares y los ácidos grasos. Sin embargo, varias funciones se han demostrado para la taurina, tales como la osmorregulación, estabilización de la membrana, la desintoxicación, antioxidación, la modulación del flujo de iones, y como un neurotransmisor inhibidor o neuromodulador [37], [38], [39], [40], [ ,,,0],41]. Los papeles de taurina en el sistema reproductivo son múltiples y complejas. La taurina es el aminoácido predominante en las secreciones, incluyendo genitales seminal, útero y fluidos oviducto [42], [43]. Se ha demostrado que el ovario contiene el mRNA de un transportador de la taurina [44] y que el oviducto de rata contiene hasta 10 mol taurina /g de tejido [45]. La taurina también está presente en altas concentraciones en la rata y el útero humano, y su concentración disminuye con el embarazo [46], [47]. A pesar de todos estos datos, los papeles de taurina en el sistema reproductor femenino son en gran parte desconocida y no existen estudios previos sobre su localización en estos órganos. Sulfato de
El fenol es un metabolito de la microflora intestinal hepática procesado, y la 6-fosfogluconato es un intermedio en la utilización de glucosa dentro de la vía de las pentosas fosfato, potencialmente significa que la glucosa está restringido de entrada en la ruta de la pentosa fosfato en el ovario sano y que después de la transformación no es un mecanismo de mayor afinidad en el lugar para este mecanismo. Esta interpretación tiene sentido ya que la vía de las pentosas fosfato produce tanto ribosa para la biosíntesis de nucleótidos, así como dos equivalentes molares de NAD (P) H que podrían mitigar el estrés oxidativo y la ayuda en el reciclaje de glutatión.
seis compuestos diferenciados transforman ovario independiente tejido de si el cáncer se ha localizado o metastásico (PC1 & gt; 0; PC2 = 0). Estos compuestos incluyen varias aminas cuaternarias (betaína, carnitina, y erogthionine), el TCA intermediarios del ciclo malato y fumarato y N-acetilglicina. concentraciones de amina cuaternaria aumento del tejido son típicamente debido a la demanda de tejido, ya sea para colina o carnitina como los transportadores de aminas cuaternarias son selectivos pero no específicos [48]. En total, se encontraron trece compuestos que contienen aminas cuaternarias haber aumentado la abundancia de tejido en uno o ambos de los grupos de cáncer de ovario en comparación con el tejido no transformado de ovario y dos lisolípidos colina que contienen había reducido significativamente la abundancia en el tejido de ovario transformado.
cáncer han alterado el metabolismo de hidratos de carbono
una de las características de la firma de cáncer es una alteración del metabolismo de la glucosa. En 1929, Otto Warburg propuso primero que las células cancerosas utilizan glucosa de manera diferente que las células normales, prefiriendo la glucosa para la glucólisis anaeroblic en lugar de la fosforilación oxidativa para la generación de ATP [13], lo que resulta en un aumento de la producción de lactato y un pH más bajo que el tejido normal, que a su vez esto daña los mecanismos de reparación del ADN [49]. Nuestros resultados mostraron un aumento en lactato en tanto EOC y MOC con un factor de cambio de 1,46 (
p
& lt; 0,001) y 1,37 (
p
= 0,0076), respectivamente, en comparación a la normalidad tejido ovárico. Sólo MOC mostró un aumento de la glucosa-6-fosfato (2,91 veces,
p = 0,0029
). No hubo cambios significativos en glucosa, piruvato, acetilfosfato, fosfato, pirofosfato, citrato o entre los grupos (Fig. 3). El aumento de lactato junto con cambios significativos en los niveles de citrato, indican que la glucólisis no fue impedida pero la fosforilación en lugar oxidativo. Curiosamente, otro aspecto del metabolismo de Warburg, la abundancia de fosfato de hexosa, solamente fue elevado en las muestras de MOC (datos no mostrados).
glucosa, glucosa-6-fosfato, fructosa-6-fosfato, 3-fosfoglicerato, fosfoenolpiruvato (PEP), el piruvato, lactato, citrato y analizado por GC /MS. leyenda cuadro: + cuadro interior representa valor medio, bar dentro de la caja representa valor de la mediana, la barra superior representa el máximo de la distribución, la barra inferior representa mínimo de distribución, círculo representa los puntos de datos extremos
El otro hidrato de carbono con. un aumento significativo en la abundancia en el tejido de ovario transformado se fucosa (2,75 veces,
p
& lt; 0,001 en EOC; 1,81 veces,
p = 0,0103
en MOC). Este hallazgo puede ser debido a una pérdida de la función de las vías específicas de glicosilación de ovario ya que se ha demostrado que el tejido ovárico normal expresa una vía específica fucosilación proteína que da como resultado el resto de fucosa que está acoplado directamente a la proteína a través de Ser /Thr [50]. Esta vía de glicosilación-ovario específico también es único en que la fucosa no es el azúcar terminal, pero un azúcar interna en el oligosacárido O-ligado.
aumento de la oxidación de ácidos grasos en EOC y MOC
como alternativa a la fosforilación oxidativa para la producción de ATP, EOC y MOC prefieren utilizar los ácidos grasos como se indica por un aumento de varios ácidos grasos (Fig. 4) que participan en el ácido graso y carnitina metabolismo-particularmente carnitina (1,79 veces en EOC,
p Hotel & lt; 0,001; 1,88 veces en la MOC,
p Hotel & lt; 0,001), acetilcarnitina (1,75 veces en la EOC,
p Hotel & lt; 0,001; 2,39 veces en la MOC,
p Hotel & lt; 0,001), butyrylcarnitine (3,62 veces,
p = 0,0094
en EOC; 7,88 veces,
p Hotel & lt; 0,001 en MOC), y propionilcarnitina aumentó 5,7 veces (
p = 0,0047
) en MOC solamente (Fig. 5). La carnitina ha sido reconocida como una proteína de transporte que proporciona los ácidos grasos en la mitocondria para la β-oxidación. acetilcarnitina endógeno ha sido utilizado como un indicador de la salud mitocondrial a través del equilibrio de la acetil-CoA:CoA mediante la transferencia del grupo acetilo a la carnitina para formar acetilcarnitina y proporcionar así grupos acetilo para la síntesis de esteroles, ácidos grasos, y los cuerpos cetónicos [51] .
La carnitina, acetilcarnitina, butrylcarnitine, y analizado por propionilcarnitina /EM de pulverización de iones positivos LC. 2-hidroxiglutarato y 3-hidroxibutirato analizado por GC /MS. leyenda cuadro: + cuadro interior representa valor medio, bar dentro de la caja representa valor de la mediana, la barra superior representa el máximo de la distribución, la barra inferior representa mínimo de distribución, círculo representa los puntos de datos extremos
El cuerpo cetona 3. hidroxibutirato (BHBA) se upregulated 8,63 veces (p = 0,0056) en comparación con MOC normal (Fig. 5). Además, la piscina citosólica de la acetil-CoA es esencial de la lipogénesis de novo [52]. El exceso de producción de citoplásmico acetil-CoA en comparación con la capacidad mitocondrial para su incorporación en el ciclo TCA se demuestra por el aumento de la abundancia de un panel de ácidos N-acetil amino en los tejidos, incluyendo cancerosas N-acetilglutamato, N-acetilglicina, N -acetylthreonine, los aminoácidos neuroactivo N-acetil aspartato (NAA) y N-acetil-aspartylglutamate (NAAG), el producto de degradación de poliamina N-acetylputrescine, e incluso N-acetilglucosamina-6-fosfato.
Curiosamente, también encontró que la recién descrita oncometabolite, 2-hidroxiglutarato había aumentado abundancia en EOC (3,06 veces,
p = 0,0114
en EOC; Fig. 5). [53]
fenilalanina aumento del catabolismo
catabolismo fenilalanina también resulta en la producción de cetonas, a saber, fenilpiruvato y 4-hidroxipiruvato. Los principales metabolitos de catabolismo fenilalanina se incrementaron significativamente en comparación con EOC normal (Fig. 6). Fenilpiruvato aumentó 4,21 veces (
p = 0,0098
) en EOC única en comparación a la normalidad, pero disminuyó -3.68 veces (
p = 0,036
) en comparación con MOC EOC. Fenil-lactato (PLA) aumentó 195.45 veces (
p Hotel & lt; 0,0023) en EOC, un hallazgo que normalmente se atribuye a una actividad insuficiente de la fenilalanina hidroxilasa [54]. Fenilacetato aumentó 1,93 veces (
p = 0,0203
) en comparación con sólo el EOC normal, mientras que 4 Hidroxifenilpiruvato se incrementó 17,82 veces (
p = 0,0069
) en EOC en comparación a la normalidad. Fenilalanina, tirosina, fenilacetilglutamina, y 4-hidroxifenilacetato no cambiaron significativamente. Fenilalanina y sus metabolitos principales-fenilpiruvato, PLA, y fenilacetato-inducen estrés oxidativo en el hipocampo y cortrex cerebral a través de la generación de especies reactivas de oxígeno, que fue mitigado por α-tocoferol [55]. Fenilacetato también se ha demostrado que tienen un efecto inhibidor del crecimiento en líneas celulares de cáncer de ovario [56], mientras que PLA puede promover el crecimiento [57]. Por lo tanto, parece razonable que el cáncer de ovario podría favorecer la producción de PLA sobre otros metabolitos alternativas, consistentes con nuestros resultados. Estos metabolitos son generados por transaminación de la fenilalanina y la posterior oxidación del fenilpiruvato.
fenilalanina y tirosina se analizó mediante LC MS pos /.; fenilpiruvato, phenyllacetate, fenilacetilglutamina, phenylactate y 4 Hidroxifenilpiruvato a través de LC /MS de pulverización de iones negativos; 4-hidroxifenilacetato vía GC /MS. leyenda cuadro: + cuadro interior representa valor medio, bar dentro de la caja representa valor de la mediana, la barra superior representa el máximo de la distribución, la barra inferior representa mínimo de distribución, círculo representa los puntos de datos extremos
Aumento de los niveles de tocoferoles. en MOC
Hay cuatro isoformas principales de tocoferoles: alfa, β, δ, y γ, con ser α-tocoferol la forma más biológicamente activa, que representa aproximadamente el 90% de la vitamina e encontraron en los tejidos animales, donde sirve como un antioxidante para eliminar los radicales libres y poner fin a la peroxidación lipídica [58], [59]. Por lo tanto, sirve como una defensa eficaz contra la radiación, que genera radicales libres de agua o biomoléculas [60]. análisis metabolómico mostró un aumento significativo en, δ-, y los niveles de γ-tocoferol alfa- en MOC. α-tocoferol aumentó 1,160.41 veces (
p
& lt; 0,001) en comparación a la normalidad y 627.67 veces (
p
= 0,0023) en comparación con EOC. δ-tocoferol aumentó 1,775.51 veces (
p
& lt; 0,001) en comparación a la normalidad y 1,950.08 veces (
p
& lt; 0,001) en comparación con EOC. γ-tocoferol aumentó 95,74 veces (
p
& lt; 0,001) en comparación a la normalidad y 83,79 veces (
p
& lt; 0,001) en comparación con EOC (Fig. 7). Como tocoferoles son solubles en grasa, que se llevan en la sangre envasados en las lipoproteínas, principalmente LDL y HDL, después de lo cual se pueden transportar a los tejidos y se someten a la absorción por el mismo mecanismo por el cual se entregan los lípidos [58]. La captación en el ovario normal está regulada por receptores de lipoproteínas [59]. Los tocoferoles también han sido implicados en la supresión de la respuesta del sistema inmune por la disminución de las especies reactivas de oxígeno y /o la alteración de metabolitos del ácido araquidónico [61]. Por lo tanto, parece razonable que el cáncer metastásico se acumularía a suprimir la respuesta inmune y proporcionar una defensa contra la radioterapia para el cáncer.
Los tocoferoles analizados mediante GC /MS. leyenda cuadro: + cuadro interior representa valor medio, bar dentro de la caja representa valor de la mediana, la barra superior representa el máximo de la distribución, la barra inferior representa mínimo de distribución, círculo representa los puntos de datos extremos
oxidativa mejorada respuesta al estrés.
Ophthalmate es un análogo de la forma reducida de glutatión (GSH) con el grupo tiol de GSH sustituido con un grupo metilo. Ophthalmate pueden sintetizarse a partir 2-aminobutirato y glutamato por la sintetasa de la enzima γ-glutamil cisteína (GCS) para formar γ-glutamil-2-aminobutirato de [62], que puede ser catalizada por la glutatión sintetasa (GS) para formar ophthalmate [63] (Fig. 7). Ophthalmate se ha indicado como un biomarcador de estrés oxidativo como los niveles insuficientes de los resultados de GSH en la síntesis ophthalmate través de la activación de GCS. GSH es uno de los antioxidantes intracelulares más abundantes que protege la mitocondria de los radicales de oxígeno endógenas [64] y también mantiene las enzimas y otros compuestos celulares en un estado reducido [65], por lo que es uno de los antioxidantes celulares más importantes, como sus clientes potenciales de agotamiento a la muerte celular. GSH también se ha implicado en la resistencia a la quimioterapia a través de la activación del transportador resistente a múltiples fármacos 1 (MDR-1) [66], [67].
La forma oxidada de glutatión (GSSG), GSH, γ- glutamil-2-aminobutirato, y ophthalmate puede ser detectada en el suero en ratones [67] para que todos tienen el potencial de biomarcadores. Sin embargo, hasta la fecha 2-aminobutyrate y ophthalmate no han sido investigados en el cáncer de ovario. Aquí nos informe de la primera vez, un aumento significativo de 2-aminobutyrate tanto en EOC (1,46 veces,
p = 0,0316
) y MOC (2,25 veces,
p Hotel & lt; 0,001), lo que sugiere una respuesta oxidativa mejorada. Ophthalmate aumentó 2,94 veces en MOC (
p
= 0,0128; Fig. 8). Sin embargo, no hubo cambios significativos en glutatión (reducido y oxidado estados) o glutamato.
2-hidroxibutirato y 2-aminobutyrate analizaron mediante GC /MS. Diagrama de cajas de glutamato y ophthalmate analizó por LC pulverización de iones positivos /MS. leyenda cuadro: + cuadro interior representa valor medio, bar dentro de la caja representa valor de la mediana, la barra superior representa el máximo de la distribución, la barra inferior representa mínimo de distribución, círculo representa los puntos de datos extremos
Aumento de la producción de NAA. y NAAG
N-acetylasparate (NAA) es un aminoácido libre que se encuentra en el cerebro en concentraciones muy altas que funciona como un osmolito en el equilibrio de líquidos para proteger a las neuronas contra el estrés osmótico [68], [69]. También se cree que sirven como fuente de acetato de lípidos y la síntesis de la mielina [70] y contribuir glutamato para la producción de energía en la mitocondria neuronal a través de una serie de reacciones [71], [72]. NAA se sintetiza a partir de L-aspartato y acetil-CoA por la enzima transferasa L-aspartato-N-acetilo y se hidroliza por la enzima aspartoacilasa II. NAA sirve como precursor para la N-ascetyl-aspartil-glutamato (NAAG) usando la enzima sintetasa NAA (Fig. 8). Debido a su embalaje con glutamato, el papel fisiológico de NAAG ha sido difícil de identificar, sin embargo, cumple con los criterios de un neurotransmisor, ya que se empaqueta en vesículas sinápticas y liberada en un
2 + -dependiente Ca de las terminales nerviosas [73]. Se ha propuesto para servir como un servicio de transporte para el glutamato para activar el receptor de glutamato mGluR3 debido a la naturaleza citotóxica de glutamato [74], [75]. Más recientemente, se ha utilizado para el diagnóstico de trastornos cerebrales. Por otra parte, las concentraciones de NAA se han encontrado en un paciente con cistoadenoma mucinoso de ovario [76] y en el líquido quiste de ovario de tumores de ovario seroso [77], aunque un papel fisiológico en el ovario no se ha determinado. Aquí mostramos que NAA y NAAG, dos aminoácidos libres, se detectaron en el ovario normal con un aumento significativo de los niveles de EOC que muestran un cambio múltiplo de 3,50 (
p = 0,0301
) y 2,19 (
p
= 0,0352), respectivamente, con incrementos adicionales en MOC con un factor de cambio de 85.60 veces (
p Hotel & lt; 0,001) y 8,09 (
p Hotel & lt; 0,001), respectivamente (Fig . 9).
NAA y NAAG analizaron a través de /MS negativo y LC /MS de pulverización de iones positivos LC, respectivamente. leyenda cuadro: + cuadro interior representa valor medio, bar dentro de la caja representa valor de la mediana, la barra superior representa el máximo de la distribución, la barra inferior representa mínimo de distribución, círculo representa los puntos de datos extremos
NAAG se descompone. por N-acetilado dipeptidasa ácida alfa-ligado (NAALADasa), una enzima catabólica NAAG específicos [78].