脂质组+空间代谢组学揭示在乳腺癌异种移植中的毒理学机制
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Sep 21,2023
前言
双酚F（BPF）是双酚a（BPA）的主要替代品，已被广泛使用。虽然已知BPA暴露会产生各种毒性效应，但BPF的毒性仍有待深入研究。本文采用一种综合方法，包括基于质谱（MS）的全局脂质组学和代谢组学以及空间代谢组学方法，研究BPF的毒性作用及其对乳腺癌异种移植物对肿瘤转移相关组织（肝和肾）的潜在毒理机制。
本文由香港浸会大学蔡宗苇教授团队发表在Journal of Hazardous Materials（IF:14.224）上发表的题为“Liquid chromatography-mass spectrometry-based metabolomics and lipidomics reveal toxicological mechanisms of bisphenol F in breast cancer xenografts”的研究成果，在双酚F处理的乳腺癌异种移植物中，运用脂质代谢组和空间代谢组开发并成功应用了一种新方法，用于肾脏和肝脏的整体脂质和代谢产物指纹图谱研究。
研究结果
1.BPF对乳腺癌异种移植物的影响
注射IRdye 800CW-EGF后4d MDA-MB-231异种移植物的代表性NIR图像(如图1A)。在每只小鼠的腋窝肿瘤区域观察到NIR信号。结果表明，与对照组相比，BPA和BPF组仅肿瘤重量和肿瘤体积显著增加。可以看出，BPF和BPA处理组的肿瘤体积显著增加（图1B）。橄榄油（对照）、双酚A-（100μg/kg体重/天）和双酚F（100μg/kg体重/日）处理组的肿瘤重量分别为0.3±0.15克、0.60±0.12克和0.56±0.10克。可以得出结论，BPF暴露可通过肿瘤转移相关组织（肝和肾）的分子改变增加乳腺癌异种移植物的肿瘤增殖。
2.组学分析：BPF对肿瘤转移相关组织代谢谱影响的组学分析
从图2中的热图来看，BPF治疗后，氨基酸、谷胱甘肽（GSH）相关化学物质、糖酵解中间体、脂质和其他有机化合物在肿瘤转移相关组织中显示出显著变化。
比较BPF处理组和对照组之间的肝脏样品时，BPF暴露诱导的内源性代谢产物显示谷氨酸、谷氨酰胺、GSH、甘氨酸、丝氨酸、半胱氨酸、G-6P、乳酸和酮酸显著增加，但脂质的生物合成和代谢无显著变化。对于肝脏和肾脏的代谢组学分析，与对照组相比，BPF处理组的脂质代谢产物丰度较高，包括磷脂酰胆碱（PC）、磷脂酰醇胺（PE）、磷脂酰肌醇（PI）、二酰甘油（DAG）和三酰甘油（TAG），而溶血磷脂酰胆碱和溶血磷脂酰基醇胺（LPE）丰度较低。结果表明，BPF暴露后，肾脏和肝脏的脂质组和代谢组分别受到显著干扰。
此外，通过UPLC-MS/MS方法检测肾脏和肝脏样品中BPF的浓度，以发现代谢物变化与BPF积累之间的关系。在BPF处理组中，肾脏样本中的BPF浓度高于肝脏样本。结果表明，BPF通过代谢组紊乱和BPF积累而具有毒性作用。
关键词：
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