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肺癌和心血管疾病严重威胁人类健康，二者联系紧密。研究人员运用空间代谢组学和 4D-DIA 定量蛋白质组学技术，探究肺癌与心脏的关系。结果发现关键差异代谢物和蛋白质，这对两种疾病的治疗和干预意义重大。
在当今社会，肺癌和心血管疾病如同两颗 “健康炸弹”，时刻威胁着人们的生命安全。肺癌是全球发病率和死亡率极高的恶性肿瘤，非小细胞肺癌（NSCLC）约占 85%，小细胞肺癌（SCLC）占 15%，每年新增病例约 220 万，死亡约 180 万 。心血管疾病同样不容小觑，它涵盖缺血性心脏病、心肌病等多种病症，全球约 1.26 亿人受其威胁，每年夺走约 1790 万人的生命，且发病呈现年轻化趋势。
以往，人们常将癌症和心血管疾病看作相互独立的病症。但随着研究深入，发现它们之间存在着千丝万缕的联系。比如，很多癌症患者易出现心脏并发症，而心血管疾病也会因癌症而加重。而且，二者共享一些风险因素，如吸烟、高血压等，还会相互影响、相互促进。然而，目前针对它们之间关联的研究较少，大多聚焦于心血管疾病发展与肿瘤化疗药物的关系。为了深入探究肺癌与心血管疾病的内在联系，内蒙古民族大学附属医院的研究人员开展了一项极具意义的研究。
研究人员选用裸鼠，将 A549 细胞注入其腋窝，构建肺癌模型。随后，运用空间代谢组学和 4D-DIA 定量蛋白质组学技术，对裸鼠心脏代谢物和蛋白质表达变化进行研究。该研究成果发表在《Scientific Reports》上，为揭示肺癌与心血管疾病的关系提供了新的视角。
在技术方法上，研究人员主要运用了以下关键技术：一是空间代谢组学技术，通过样本制备、基质涂层和质谱成像等步骤，对心脏组织中的代谢物进行分析；二是 4D-DIA 定量蛋白质组学技术，涉及蛋白质提取、消化、液相色谱 - 串联质谱检测、质谱数据分析等流程，对蛋白质进行鉴定和定量。
下面来看具体的研究结果：
- A549 肺癌模型构建评估：植入 A549 细胞后，肿瘤模型构建成功，肿瘤重量稳步增加。
- 空间代谢组学质谱结果分析：对成像原始数据处理后，得到平均质谱图和代谢物空间分布图。通过空间分割分析、t - 分布随机邻域嵌入（t-SNE）分析、均匀流形近似和投影（UMAP）分析以及代谢物共定位分析等，发现不同心脏区域代谢物分布存在差异，且模型组和对照组有明显区别。
- 空间代谢组学代谢物数据评估与分析：通过多种分析方法，筛选出如 Gln-His-Val-Glu、LysoPC 22:6 等差异代谢物，主要涉及氨基酸、代谢物和甘油磷脂等。KEGG 富集分析表明，这些差异代谢物与代谢途径、胆碱代谢、甘油磷脂代谢等相关。
- 蛋白质组学结果分析：依据筛选标准，鉴定出 582 种差异蛋白质，如 Mknk1、Trafd1 等。对这些差异蛋白质进行基因本体（GO）富集分析、KEGG 富集分析、真核直系同源组（KOG）富集分析以及蛋白质相互作用网络分析，发现它们主要参与 IL-17 信号通路、TNF 信号通路等。
研究结论和讨论部分指出，本研究揭示了肺癌环境下裸鼠心脏代谢和蛋白质表达的显著变化。空间代谢组学发现的差异代谢物提示心脏代谢改变与氨基酸和脂质代谢有关，可能与心血管疾病和肺癌的共同发病机制相关。蛋白质组学鉴定的差异蛋白质在心血管损伤中起关键作用，表明肺癌环境会对心脏产生影响。二者结合表明，这些变化主要与 TNF、癌症相关和 HIF-1 信号通路有关，为确定潜在治疗靶点提供了依据。
这一研究成果意义非凡，它强调了在肺癌及其他肿瘤患者中，监测心脏功能和毒性的重要性。早期对心血管损伤进行检测和干预，同时采取心脏保护疗法，如健康饮食、适度运动等，对提高患者生存率、改善生活质量、减轻家庭经济负担至关重要。不过，目前该领域仍存在一些不足，如缺乏大规模临床研究，对潜在作用机制了解有限，缺少纵向研究监测肿瘤生长或治疗过程中的动态变化等。未来需要进一步研究，以更深入地探索肺癌与心血管疾病之间的关系，为临床治疗提供更有力的支持。
