脂質(zhì)組+空間代謝組學(xué)揭示在乳腺癌異種移植中的毒理學(xué)機(jī)制
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Sep 21,2023
前言
雙酚F（BPF）是雙酚a（BPA）的主要替代品，已被廣泛使用。雖然已知BPA暴露會(huì)產(chǎn)生各種毒性效應(yīng)，但BPF的毒性仍有待深入研究。本文采用一種綜合方法，包括基于質(zhì)譜（MS）的全局脂質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)以及空間代謝組學(xué)方法，研究BPF的毒性作用及其對(duì)乳腺癌異種移植物對(duì)腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)組織（肝和腎）的潛在毒理機(jī)制。
本文由香港浸會(huì)大學(xué)蔡宗葦教授團(tuán)隊(duì)發(fā)表在Journal of Hazardous Materials（IF:14.224）上發(fā)表的題為“Liquid chromatography-mass spectrometry-based metabolomics and lipidomics reveal toxicological mechanisms of bisphenol F in breast cancer xenografts”的研究成果，在雙酚F處理的乳腺癌異種移植物中，運(yùn)用脂質(zhì)代謝組和空間代謝組開(kāi)發(fā)并成功應(yīng)用了一種新方法，用于腎臟和肝臟的整體脂質(zhì)和代謝產(chǎn)物指紋圖譜研究。
研究結(jié)果
1.BPF對(duì)乳腺癌異種移植物的影響
注射IRdye 800CW-EGF后4d MDA-MB-231異種移植物的代表性NIR圖像(如圖1A)。在每只小鼠的腋窩腫瘤區(qū)域觀察到NIR信號(hào)。結(jié)果表明，與對(duì)照組相比，BPA和BPF組僅腫瘤重量和腫瘤體積顯著增加。可以看出，BPF和BPA處理組的腫瘤體積顯著增加（圖1B）。橄欖油（對(duì)照）、雙酚A-（100μg/kg體重/天）和雙酚F（100μg/kg體重/日）處理組的腫瘤重量分別為0.3±0.15克、0.60±0.12克和0.56±0.10克。可以得出結(jié)論，BPF暴露可通過(guò)腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)組織（肝和腎）的分子改變?cè)黾尤橄侔┊惙N移植物的腫瘤增殖。
2.組學(xué)分析：BPF對(duì)腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)組織代謝譜影響的組學(xué)分析
從圖2中的熱圖來(lái)看，BPF治療后，氨基酸、谷胱甘肽（GSH）相關(guān)化學(xué)物質(zhì)、糖酵解中間體、脂質(zhì)和其他有機(jī)化合物在腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)組織中顯示出顯著變化。
比較BPF處理組和對(duì)照組之間的肝臟樣品時(shí)，BPF暴露誘導(dǎo)的內(nèi)源性代謝產(chǎn)物顯示谷氨酸、谷氨酰胺、GSH、甘氨酸、絲氨酸、半胱氨酸、G-6P、乳酸和酮酸顯著增加，但脂質(zhì)的生物合成和代謝無(wú)顯著變化。對(duì)于肝臟和腎臟的代謝組學(xué)分析，與對(duì)照組相比，BPF處理組的脂質(zhì)代謝產(chǎn)物豐度較高，包括磷脂酰膽堿（PC）、磷脂酰醇胺（PE）、磷脂酰肌醇（PI）、二酰甘油（DAG）和三酰甘油（TAG），而溶血磷脂酰膽堿和溶血磷脂酰基醇胺（LPE）豐度較低。結(jié)果表明，BPF暴露后，腎臟和肝臟的脂質(zhì)組和代謝組分別受到顯著干擾。
此外，通過(guò)UPLC-MS/MS方法檢測(cè)腎臟和肝臟樣品中BPF的濃度，以發(fā)現(xiàn)代謝物變化與BPF積累之間的關(guān)系。在BPF處理組中，腎臟樣本中的BPF濃度高于肝臟樣本。結(jié)果表明，BPF通過(guò)代謝組紊亂和BPF積累而具有毒性作用。
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