血清非靶向代谢组学联合靶向胆汁酸代谢组学筛查结直肠癌的潜在生物标志物

目的应用血清代谢组学技术发现结直肠癌(CRC)的生物标志物以微创且高效地筛查CRC。方法采用超高效液相色谱串联高分辨率质谱分析技术(UHPLC-HRMS)对79例健康对照(NR组)受试者和82例CRC患者(CRC组)的血清样本进行代谢组学分析。在两组血清代谢轮廓存在明显区别的基础上,采用单因素以及多元统计分析包括主成分分析和正交偏最小二乘判别分析进一步确定组间差异代谢物。以P<0.05,倍数变化<0.67或>1.50,结合变量重要性投影>1.00为筛选标准发现差异代谢物,并通过受试者工作特征曲线分析(ROC)筛选出对CRC具有良好诊断效能(曲线下面积AUC>0.80)的潜在诊断标志物。同时,应用靶向胆汁酸代谢组学对所筛选的胆汁酸类肿瘤生物标志物进行靶向验证。结果NR组和CRC组的血清代谢谱存在明显差异。基于上述标准共筛选获得82种组间差异代谢物,以脂肪酸和甘油磷脂为主。ROC分析表明包括腺嘌呤、胆红素、ACar(乙酰肉碱)12:0、ACar 10:1、ACar 9:0、PC(磷脂酰胆碱)18:2e、去氧胆酸、鹅去氧胆酸、ACar 14:1、棕榈酰肉碱这10个差异代谢物其AUC值>0.80。其中,与NR组相比,1个差异代谢物在CRC组中呈现显著上调,其余9个差异代谢物均呈显著下调(P<0.05)。此外,基于支持向量机算法的多变量ROC分析发现,其中7个差异代谢物组成的标志物组合的AUC值为0.94,对CRC具有出色的诊断效能。靶向胆汁酸代谢组学结果与非靶向代谢组学的结果一致,去氧胆酸和鹅去氧胆酸的相对血清水平较NR组在CRC中呈现显著下调趋势(P<0.05)。结论脂肪酸和甘油磷脂的代谢紊乱可能与CRC的形成密切相关。10个差异代谢物对CRC具有良好诊断效能,其中7个差异代谢物组成的标志物组合对CRC的临床诊断具有重要的应用潜力,特别是去氧胆酸和鹅去氧胆酸可作为CRC的潜在生物标志物。

基于胆汁酸代谢组学探讨芍药苷改善α-萘异硫氰酸酯诱导胆汁淤积的作用机制

目的 基于胆汁酸代谢组学及分子生物学探讨芍药苷调控胆汁酸改善胆汁淤积的作用及机制。方法 雄性SD大鼠连续7 d ig熊去氧胆酸(ursodesoxycholic acid,UDCA)或芍药苷,于实验第4天ig α-萘异硫氰酸酯(α-naphthylisothiocyanate,ANIT)建立胆汁淤积模型。通过血清生化指标、肝脏病理组织染色、胆汁酸体积流量明确芍药苷缓解胆汁淤积的药效学基础。收集大鼠胆汁进行胆汁酸代谢组学分析,收集肝脏检测法尼醇X受体(farnesoid X receptor,FXR)和胆酸盐外排泵(bile salt export pump,BSEP)表达。结果 药效学实验显示,与对照组比较,模型组大鼠血清中丙氨酸氨基转移酶(alanine aminotransferase,ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(aspartate aminotransferase,AST)、γ-谷氨酰转移酶(γ-glutamyltranspeptidase,γ-GT)、总胆汁酸(total bile acid,TBA)、总胆红素(total bilirubin,TBIL)和直接胆红素(direct bilirubin,DBIL)水平均显著升高(P<0.01);给予芍药苷后,上述指标显著降低(P<0.01),且呈剂量相关性。同时芍药苷能够改善大鼠肝组织水肿和炎性浸润,减少汇管区胆管增生,抑制肝细胞脂肪变性。胆汁酸代谢组学结果显示,与对照组比较,模型组牛磺胆酸(taurocholate acid,TCA)、牛磺α鼠胆酸(tauro-α-muricholic acid sodium,TαMCA)、胆酸(cholic acid,CA)、牛磺熊脱氧胆酸(tauroursodeoxycholicacid,TUDCA)、甘氨熊脱氧胆酸(glycoursodeoxycholicacid,GUDCA)、甘氨鹅脱氧胆酸(glycochenodeoxycholic acid,GCDCA)、甘氨胆酸(glycocholic acid,GCA)、熊脱氧胆酸(ursodeoxycholic acid,UDCA-7S)、牛磺石胆酸(taurocholic acid,TLCA)、牛磺猪脱氧胆酸(taurohyodeoxycholic acid,THDCA)、甘氨猪胆酸(glycohyocholic acid,GHCA)、甘氨脱氧胆酸(glycodeoxycholic acid,GDCA)、甘氨猪脱氧胆酸(glycohyodeoxycholic acid,GHDCA)、甘氨石胆酸(glycolithocholic acid,GLCA)、熊胆酸(ursocholic acid,UCA)、牛磺脱氧胆酸(taurodeoxycholate acid,TDCA)含量明显降低(P<0.05、0.01),牛磺β鼠胆酸(tauro-β-muricholic acid sodium,TβMCA)含量显著升高(P<0.01);上述胆汁酸含量在芍药苷干预后明显回调(P<0.05、0.01)。分子生物学验证结果显示模型组大鼠肝组织FXR和BSEP的m RNA和蛋白表达水平均明显降低(P<0.05、0.01),经芍药苷治疗后二者表达明显上调(P<0.05、0.01)。结论 芍药苷能够调节胆汁酸池组成,降低毒性胆汁酸含量,上调FXR和BSEP活性,恢复胆汁酸池稳态,改善ANIT诱导的胆汁淤积。