全身体质谱成像技术揭示了食管鳞状细胞癌斑马鱼异种移植模型中的代谢组及脂质过氧化程度差异

《ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY》：Whole-body mass spectrometry imaging reveals metabolome and lipid peroxidation heterogeneity in zebrafish xenografts of esophageal squamous cell carcinoma

　　

摘要

食管鳞状细胞癌是中国高发的一种恶性肿瘤。了解其代谢异质性对于提高诊断和治疗的准确性具有重要意义。本研究创新性地采用了成年斑马鱼异种移植模型，结合基于气流辅助脱附电喷雾离子化-质谱成像技术的脂肪酸过氧化产物空间代谢组学及原位衍生化方法，旨在阐明与食管鳞状细胞癌及其分化程度相关的代谢模式。空间代谢组学数据表明，甘油磷脂和乙酰化氨基酸的丰度变化与食管鳞状细胞癌肿瘤的形成存在统计学关联。随着肿瘤病变恶性分化的进展，溶血磷脂和花生四烯酸相关代谢物的水平 tend to上升。对脂肪酸过氧化产物的分析显示，患癌斑马鱼体内的短链和中链脂肪酸过氧化产物含量升高，而长链相应物质则减少，这可能与肿瘤引发的氧化应激改变有关。具体而言，高度分化的食管鳞状细胞癌组织中富含短链和中链脂肪酸过氧化产物，而低分化的肿瘤则以长链脂肪酸过氧化产物为主，这说明不同分化阶段的食管鳞状细胞癌细胞存在差异化的脂质过氧化模式。此外，还有特定的标志性代谢物在大脑中积累，这一发现为食管鳞状细胞癌可能远程干扰宿主动物中枢神经系统代谢提供了实验依据。这项研究揭示了食管鳞状细胞癌的肿瘤诱导型以及分化依赖型代谢异质性，同时证明了全身体代谢组学分析是揭示肿瘤与宿主代谢相互作用的有效方法。

图形摘要