空间分解代谢组学结合多细胞肿瘤球状体发现肿瘤组织相关代谢信号( Spatially resolved metabolomics combined with multicellular tumor spheroids to discover cancer tissue relevant metabolic signatures )

Q Zang C Sun X Chu L Li Z Abliz

空间分辨代谢组学为阐明癌症进展过程中的代谢机制提供了前所未有的机会。促进了细胞代谢异常的发现，具有临床应用潜力。在此，我们开发了一种新的策略，通过高空间分辨代谢组学结合多细胞肿瘤球体(MCTS)体外模型来发现肿瘤组织相关的代谢特征。利用KYSE-30人食管癌细胞完全模拟生理条件下的3D微环境生成食管癌MCTS。在此基础上,利用MALDI-MSI（MATLA-Assisted laser Desorption/Ionization mass spectrometry imaging,MATLA-Assisted laser Desorption/Ionization mass spectrometry imaging,MALDI-MSI）对MCTS中代谢产物和代谢途径的空间特征和时间变化进行了精确谷氨酸、酪氨酸、肌苷和各种脂类等代谢产物在MCTS内不同微区呈现异质性分布,揭示了癌细胞在不同增殖状态下代谢的异质性。随后，通过联合分析临床癌组织样本的代谢组学数据，鉴定了食管癌MCTS中癌组织相关代谢标志，包括谷氨酰胺代谢、脂肪酸代谢、从头合成磷脂酰胆碱(PC)和磷脂酰乙醇胺(PE)等，此外，进一步证实了所涉及的代谢酶，即GLS、FASN、CHKA和cPLA2的异常表达，并在食管癌MCTS和癌组织中表现出相似的倾向。MALDI-MSI结合MCTS技术为肿瘤代谢提供了具有真实意义的分子洞察力，这将有利于肿瘤生物标志物的发现和代谢机制的研究。

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