PLoS ONE: Metabolomics Evaluering af serummarkørerne for Kakeksi og deres Intra-Day Variation i patienter med fremskreden kræft i bugspytkirtlen

Abstrakt

Formål

Kræft kakeksi er et multifaktoriel syndrom karakteriseret ved fremadskridende tab af vægt og muskelatrofi. Ved hjælp af metabolomics, vi undersøgte serum markører og deres intra-dag variation i avancerede bugspytkirtlen kræftpatienter med kakeksi

Metoder

Patienterne blev inkluderet i to grupper:. Dem med eller uden kakeksi. Blodprøver indsamlet på 6:30 AM, 11.30 04:30, og 21:30 blev analyseret under anvendelse metabolomics, og serumniveauer af IL-6, TNF-α, og leptin blev målt og sammenlignet mellem de to grupper. Intra-dag variation blev derefter evalueret.

Resultater

Enogtyve patienter blev inkluderet i alt. I kakeksi (n = 9), median krop vægttab sats mere end 6 måneder var større, performance status var dårligere, og anoreksi var mere alvorlig end i den ikke-kakeksi (n = 12). Hver metabolitter niveau viste betydelig intra-dag variation, og nogle af dem viste signifikante forskelle mellem de to grupper. Niveauer af paraxanthin forblev markant lavere i kohorten med kakeksi på alle målepunkter. Desuden median IL-6 og TNF-a-niveauer viste højere og leptin koncentrationen dukkede lavere i kakeksi gruppen, dog uden statistisk signifikans.

Konklusion

Nogle metabolitter og nogle serologiske markør niveauer blev påvirket ved cancer kakeksi. Selvom paraxanthin niveauer var konsekvent lavere hos patienter med kakeksi, identificerede vi, at mange metabolitter angivne store intra- og inter-dages variation, og at det kan være nødvendigt at være opmærksom på intra-dag variation i metabolomics forskning.

Henvisning : Fujiwara Y, Kobayashi T, Chayahara N, Imamura Y, Toyoda M, Kiyota N, et al. (2014) Metabolomics Evaluering af serummarkørerne for Kakeksi og deres Intra-Day Variation hos patienter med fremskreden kræft i bugspytkirtlen. PLoS ONE 9 (11): e113259. doi: 10,1371 /journal.pone.0113259

Redaktør: Antonio Gonzalez-Bulnes, INIA, Spanien

Modtaget: 13 juli, 2014 Accepteret: 21 oktober, 2014; Udgivet: 20. november 2014

Copyright: © 2014 Fujiwara et al. Dette er en åben adgang artiklen distribueres under betingelserne i Creative Commons Attribution License, som tillader ubegrænset brug, distribution og reproduktion i ethvert medie, forudsat den oprindelige forfatter og kilde krediteres

Finansiering:. Denne undersøgelse blev understøttet af en bevilling til forskning i Anvendelse Sundhed Teknologi fra Ministeriet for sundhed, arbejde og velfærd i Japan. Men der finansierer havde ingen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet

Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklæret, at der ikke findes konkurrerende interesser

Introduktion

Cachexi er en multifaktoriel syndrom karakteriseret ved fremadskridende tab af vægt og muskelatrofi, som ikke fuldt ud kan vendes ved konventionel ernæringsmæssig støtte, hvilket fører til progressiv funktionsnedsættelse [1]. Dens patofysiologien anses for at indebære en negativ protein og energibalance drevet af en variabel kombination af reduceret fødeindtagelse og unormal metabolisme. Den aftalte diagnostiske kriterium for kakeksi er vægttab på mere end 5%, eller vægttab på mere end 2% i personer, der allerede viser udtømning, i henhold til gældende kropsvægt og højde (BMI 20 kg /m

2) eller skeletmuskelmasse [2].

Kakeksi er rapporteret hos ca. 80% af avancerede pancreas kræftpatienter, der udvikler typisk en nedsat kostindtagelse og en række symptomer, såsom anoreksi, tidlig mæthed, angst og depression [ ,,,0],3]. Kakeksi har vist sig at forværre prognosen, og har også været forbundet med nedsat fysisk funktion, øget psykisk lidelse, en reduktion i tolerance over og respons på behandlingen, et fald i livskvalitet og reduceret varighed af overlevelse [4], [5 ]. Men mens omfattende forskning er i øjeblikket fokuseret på at bestemme mekanismen bag kakeksi udvikling, der endnu ikke er opnået, ikke præcis forståelse

fastende hormoner, såsom leptin og ghrelin.; pro-inflammatoriske cytokiner, såsom tumornekrosefaktor-alfa (TNF-α), interferon gamma og interleukin 6 (IL-6); insulin-lignende vækstfaktor-1 (IGF-1); og tumor-secernerede proteolyse-inducerende faktor er alle blevet impliceret i en vis udstrækning i cachexia udvikling [6] – [9]. En forbedret forståelse af integrativ fysiologi kræft kakeksi kan således give yderligere nye behandlingsmetoder.

Metabolomics (metabolomet analyse) kan vise sig nyttige til at identificere den dynamiske metaboliske respons et levende system til patofysiologiske stimuli [10], [ ,,,0],11]. I metabolit profilering, er de udvalgte metabolitter i et bestemt miljø identificeret og derefter underkastes kvantitative eller semi-kvantitativ vurdering. Denne fremgangsmåde er nyttig til at lette forståelsen af ​​kendte metaboliske veje og biologiske ændringer i pattedyr homeostase og levende systemer i patofysiologi [12].

Metabolisme er kendt for at være omfattet af døgnrytmen. Det døgnrytmen tidtagning system pattedyr homeostase er en hierarkisk multi-oscillator-netværk, med suprachiasmatic kerne fungerer som den centrale pacemaker [13], [14], synkronisering til daglige lys-mørke cyklus og koordinere døgnrytmen metabolisme og fysiologi. En omfattende forståelse af patofysiologien af ​​cancer kakeksi kan kræve overvejelse af indflydelsen af ​​intra-day variation [15].

Her undersøgte vi forskellen i serum metabolitter i bugspytkirtlen kræftpatienter med og uden kakeksi og analyseret mønsteret og intra-dag variation i metabolit niveauer ved hjælp af metabolomics

Metoder

Patient udvælgelseskriterier

undersøgelsen (trial registrering ID: UMIN000002384). blev gennemført i hospitalsindlagte patienter på Kobe Universitetshospital med kræft i bugspytkirtlen, der var lokalt fremskreden eller metastatisk og ikke gøres til genstand for helbredende kirurgisk resektion. Yderligere støtteberettigelseskriterier var alder ≥20 år, histologisk bekræftet adenocarcinom eller adenosquamøst karcinom i bugspytkirtlen, og tilstrækkelig organfunktion (serum total bilirubin 1,5 × øvre normalgrænse [ULN], aspartataminotransferase [ASAT] 2,5 x ULN, alaninaminotransferase [ALAT] 2,5 x ULN, og serumkreatinin 1,5 x ULN). Nr kemoterapi i de foregående 7 dage blev ingen kirurgi eller endelig bestråling i de foregående 4 uger, og palliativ bestråling i de foregående 2 uger tilladt. Andre udelukkelseskriterier omfattede aktiv multipel kræft primær, alvorlig allerede eksisterende medicinsk tilstand, såsom ukontrolleret infektion, diabetes mellitus, og samtidig anvendelse af steroider.

For at skelne små variationer i metabolitter, denne undersøgelse omfattede kohorter med og uden kakeksi , defineret som følger: kohorten med kakeksi inkluderet dem med en Eastern Cooperative Oncology Group performance status (ECOG PS) 1 til 4, grad 1 til 4 anoreksi og vægttab på mere end 10% i løbet af de seneste 6 måneder; mens der uden kakeksi omfattede patienter med en ECOG PS 0 til 2, klasse fra 0 til 1 anoreksi, serumalbumin, der overstiger 3,5 mg /dl, og vægttab mindre end 5% over de seneste 6 måneder. Patienter, som ikke opfylder disse kohorte kriterier blev ligeledes udelukket i denne undersøgelse.

Alle patienter forudsat skriftligt informeret samtykke, og studiet godkendelse blev opnået fra Institutional Review Board of Kobe Universitetshospital.

mål og resultater

Formålet med dette observationsstudie var at undersøge forskellen i serum metabolit niveauer mellem bugspytkirtlen kræftpatienter med og uden kakeksi og til at udforske de mønster og intradag-variationer i metabolit niveauer ved hjælp af metabolomics. Støtteberettigede emner blev tildelt enten kohorte med kakeksi eller uden kakeksi. Primære endepunkt var identifikation af kakeksi-relaterede metabolitter hjælp metabolomics. Sekundære endepunkter var intra-day variation i involveret i kakeksi og ændringer i niveauet af serologiske markører involveret i kakeksi, såsom inflammatoriske cytokiner (for eksempel IL-6, TNFa) og leptin, i nærvær eller fravær af kakeksi metabolitter. Patientkarakteristika og medicinering oplysninger blev registreret gennem hele forsøget. Bivirkninger blev evalueret ved brug af CTCAE v4.0.

Den foreliggende undersøgelse featured 10 emner per gruppe, som selv denne undersøgelse var sonderende karakter, og derfor ikke medførte en statistisk rationale for beregning prøvestørrelse, forud undersøgelser af metabolomics har angivet betydelige resultater med en stikprøve på ca. 10 emner per gruppe. Men hvis der findes en mere anvendelig analysemetode fundet, kan implementeres i undersøgelsen, kan de analysemetoder, der skal ændres, og den nødvendige stikprøvestørrelse genberegnet.

Serum indsamling og forberedelse

Blodprøver fra indlagte emner blev indsamlet på 06:30 (efter at vågne tidligt om morgenen), 11:30 (sen formiddag), 04:30 (tidlig aften), og 9:30 (før du går i seng) med lige store intervaller på en enkelt dag til at analysere intra-dag variation. Efter opsamling af helblod blev prøver lov til at størkne ved stuetemperatur, og serum blev adskilt ved centrifugering ved 3.000 x g i 10 minutter ved 4 ° C og opbevaret ved -80 ° C indtil anvendelse.

For at ekstrahere lav molekylvægt metabolitter blev 50 pi serum blandes med 250 pi af en opløsningsmiddelblanding (MeOH: H

2O: CHC

3 = 2.5:1:1) indeholdende 10 pi 0,5 mg /ml 2 -isopropylmalic acid (Sigma-Aldrich, Tokyo, Japan) opløst i destilleret vand, og derefter blev opløsningen rystet ved 1.200 rpm i 30 min ved 37 ° C før den blev centrifugeret ved 16.000 x g i 5 minutter ved 4 ° C. I alt 225 pi af den opnåede supernatant blev overført til et rent rør, og 200 pi destilleret vand tilsat. Efter blanding blev opløsningen centrifugeret ved 16.000 x g i 5 minutter ved 4 ° C, og 250 pi af den resulterende supernatant blev overført til et rent rør, inden de blev lyofiliseret ved anvendelse af en frysetørrer. For oximering, 40 pi 20 mg /ml methoxyaminhydrochlorid (Sigma-Aldrich) opløst i pyridin blev blandet med en lyofiliseret prøve, og blandingen blev rystet ved 1200 rpm i 90 minutter ved 30 ° C. N-methyl-N-trimethylsilyltrifluoroacetamide (MSTFA; 20 pi) (GL Science, Tokyo, Japan) blev derefter tilsat til derivatisering, og blandingen blev inkuberet ved 1.200 rpm i 30 min ved 37 ° C. Blandingen blev derefter centrifugeret ved 16.000 x g i 5 minutter ved 20 ° C, og den resulterende supernatant blev underkastet gaskromatografi-massespektrometri (GC /MS) måling.

Serum leptin niveauer blev målt via radioimmunoassay som tidligere beskrevet i SRL Inc. (Tokyo, Japan) [16], [17]. Grænsen for følsomheden var 0,5 ng /ml, og den intra- og inter-variationskoefficienter både varierede fra 2,5% til 5,0% i prøvekoncentration interval. Serum IL-6 blev detekteret ved anvendelse af et kemiluminescerende enzymimmunanalysen fra SRL Inc. (Tokyo, Japan) [18]. Grænsen for følsomheden var 4,0 pg /ml, og den intra- og inter-variationskoefficienterne varierede fra 2,2% til 3,8% og 3,6% til 8,6%, henholdsvis over prøvekoncentration interval. Serum TNFa blev påvist under anvendelse af et enzymbundet immunosorbentassay fra SRL Inc. (Tokyo, Japan). Assayresultater varierede fra 0,6 til 2,8 pg /ml.

GC /MS-analyse og databehandling

GC /MS-analyse blev udført ved hjælp af en GCMS-QP2010 Ultra (Shimadzu Co., Kyoto, Japan ) med en kapillarsøjle med sintret silica (CP-SIL 8 CB low bleed /MS, indre diameter, 30 mm x 0,25 mm, filmtykkelse, 0,25 um, Agilent Co., Palo Alto, CA, USA), ifølge en tidligere beskrevne fremgangsmåde [19]. Den forreste indløbstemperatur var 230 ° C, og strømningshastigheden af ​​helium gas gennem søjlen var 39,0 cm /sek. Søjlen Temperaturen blev holdt ved 80 ° C i 2 minutter og derefter hævet med 15 ° C /min til 330 ° C og holdt der i 6 min. Overførselsledningen og ion-source temperaturer var 250 ° C og 200 ° C, hhv. Tyve scanninger i sekundet blev registreret over masseinterval 85-500 m /z ved hjælp af Advanced Scanning Speed ​​Protocol (ASSP, Shimadzu Co.).

Databehandling blev udført i overensstemmelse med de metoder, der er beskrevet i tidligere rapporter [ ,,,0],19], [20]. Kort fortalt blev MS-data udføres i NetCDF format og topdetektion og tilpasning blev udført under anvendelse MetAlign software (Wageningen UR, Holland). De fremkomne data blev derefter eksporteres i CSV-format og analyseret ved hjælp af in-house analytisk software. For semi-kvantificering blev tophøjden for hver ion beregnet og normaliseret til den maksimale højde på 2-isopropylæblesyre som en intern standard. Navne blev tildelt hver metabolit spids baseret på den beskrevet i en tidligere rapport [20] metode.

Statistisk analyse

Data udtrykkes som median og interval. Niveauer af serologiske markører og metabolitter mellem kohorter med og uden kakeksi blev sammenlignet ved anvendelse af Mann-Whitney U test eller Wilcoxon-test. Tilstedeværelse af intra-dag varianser i metabolit niveauer blev derefter bestemt ved anvendelse Kruskal-Wallis multiple sammenligning (z-test) med Bonferroni korrektion til at sammenligne værdier for hver metabolit på tværs af alle fire tidspunkter vurderes. Overlevelsestiden blev estimeret ved anvendelse af Kaplan-Meier-metoden. Alle statistiske analyser blev udført ved hjælp af NCSS 2007 software (NCSS, LLC. Kaysville, UT, USA).

Resultater

Patienternes karakteristika

Fra december 2009 til Juli 2011, 21 patienter blev inkluderet i denne undersøgelse: 9 med kakeksi og 12 uden (figur 1). Kliniske karakteristika er sammenfattet i tabel 1. Median kropsvægt tabsprocenter over 6 måneder i kohorter med og uden kakeksi var 13,4% og 2,5% (p = 0,0001). Af de 21 patienter, der deltog, 19 havde ingen historie forudgående behandling. Ingen signifikante forskelle blev noteret i niveauer af tumormarkører, LDH, CRP, eller HbA1c mellem kohorter. Men niveauer af total kolesterol og LDL-kolesterol var signifikant lavere i kohorten med kakeksi. Otte patienter i kohorten med kakeksi og 8 i at uden var mænd i den foreliggende undersøgelse. Median aldre i de kohorter med og uden kakeksi var 66,5 (interval 36 til 77) og 68,5 (39 76) år, (p = 0,98). Ingen alvorlige bivirkninger eller utilsigtede virkninger blev bemærket blandt alle deltagerne i denne undersøgelse.

Behandling og overlevelse

Efter tilmelding i denne undersøgelse, alle 19 patienter, som havde haft ingen forudgående behandling modtog efterfølgende kemoterapi (n = 15) eller strålebehandling (n = 4). Dosisregimer brugt til de 15 patienter behandlet med kemoterapi var gemcitabin monoterapi (n = 13) og kombinationsbehandling af gemcitabin plus TS-1, et oralt fluoropyrimidin prodrug (n = 2). I de fire patienter behandlet med strålebehandling til lokalt fremskreden cancer, anvendes de kombinerede terapier (som del af en anden klinisk undersøgelse) var samtidig kemostråleterapi med gemcitabin plus TS-1 (n = 2) og tunge-partikel strålebehandling med gemcitabin (n = 2). De resterende 2 patienter, der havde fået tidligere behandling modtog bedste understøttende behandling efter tilmelding i denne undersøgelse.

Vi analyserede overlevelse i de 19 patienter, der havde modtaget nogen forudgående behandling. Den mediane overlevelsestid hos patienter med stadie IV A (n = 9) og scene IVB (n = 10) var 15,6 og 7,0 måneder (logrank test, p 0,001), hvorimod der hos patienter behandlet med kemoterapi (n = 15) og strålebehandling (n = 4) var 9,5 og 19,7 måneder (logrank test, p = 0,004) henholdsvis. Selv om denne undersøgelse var for lille til at detektere overlevelse forskel, median overlevelsestid hos patienter, som modtog kemoterapi var 7,0 måneder med cachexi (n = 5) og 9,5 måneder uden (n = 10) (logrank test, p = 0,85), og 1 år ad overlevelsesrater var 20,0% og 30,0%, henholdsvis (figur 2).

metabolomics

I vores GC /MS-baserede metabolomics analysesystem, som primært målrettet vandopløselige metabolitter, blev påvist 124 metabolitter i forsøgspersonernes serumprøver (tabel S1). Af disse 124 metabolitter, 1 metabolit, nemlig 2-isopropylæblesyre, blev anvendt som en indre standard, og 8 blev sandsynligvis ekstraheret fra ikke-serum kilde, for eksempel fra eppendorfrør. Disse ni metabolitter blev derfor udelukket fra efterfølgende analyser.

Kruskal-Wallis multiple sammenligning (z-test) med Bonferroni korrektion blev brugt til at vurdere ændringer i metabolit niveauer på fire forskellige tidspunkter i løbet af dagen. Disse analyser viste, at niveauet for 60 af de 115 evaluerede metabolitter afveg betydeligt mellem disse midler på noget 1 af 4 tidspunkter. Univariate analyse af de 115 identificerede metabolitter betydelig inter-individuel variation af niveauet af visse metabolitter i løbet af en enkelt dag. Figur 3 beskriver repræsentative metabolitter, herunder mælkesyre, alanin, catechol, og paraxanthin. Metabolitter med betydelige forskelle i intra-day niveauer på univariat analyse var (fold ændring i niveauer i kohorten med kakeksi til at uden, p-værdi): 6:30 AM, catechol (0,70, p = 0,04) og paraxanthin (0,21 , p = 0,006); 11:30 AM, valin (0,68, p = 0,01), prolin (0,66, p = 0,049), p-hydroxybenzoesyre (0,79, p = 0,03), og paraxanthin (0,16, p = 0,006); og ved 4:30, valin (0,62, p = 0,02) og paraxanthin (0,13, p = 0,007). Selvom forskelle i paraxanthin ikke var statistisk signifikant (0,26, p = 0,08) ved 9:30, niveauerne var klart lavere i kohorten med kakeksi på alle tidspunkter (figur 4). Notatet den kvindelige patient med perifere paraxanthin værdier i kohorten med kakeksi var undersøgelsens eneste storforbruger af alkohol kaffe, hvilket er en metabolisk substrat af paraxanthin (Figur 3 D).

A. I alle patienter. Ved 06:30: 0,75 × 10

-3 (95% CI, 0,28 til 2,7 × 10

-3) hos patienter med kakeksi vs. 3,61 × 10

-3 (1,91-5,48 × 10

-3) pg /ml i dem uden kakeksi, p = 0,35; TNF-α: 7,1 (1,2 til 30.2) vs. 3,3 (1,2 til 30,0) pg /ml, p = 0,27; leptin: 2.4 (1,0 til 9,8) vs. 4,0 (2,0 til 9.9) ng /ml, p = 0,27 hhv. B. I mandlige patienter. IL-6: 15,2 (interval, 2,6 til 23.4) hos patienter med kakeksi vs. 9,4 (1,4 til 28,7) pg /ml i patienter uden kakeksi, p = 0,57; TNF-α: 12,4 (1,2 til 29,0) versus 3,2 (1,4 til 28,6) pg /ml, p = 0,29; leptin:. 2.3 (1,0 til 8,8) vs. 3,45 (2,0 til 2,8) ng /ml, p = 0,34, henholdsvis

serologiske markører

Median niveauer af IL-6, TNF-α, og leptin ved 06:30 var ikke signifikant forskellig mellem kohorter med og uden kakeksi, og de observerede tendenser i svingninger niveau svarede til dem, der tidligere rapporteret (figur 5A) [7] [9]. Fordi serum serologiske markør niveauer i raske frivillige varierer betydeligt afhængigt af køn og alder [21], vi analyserede værdier i mænd. I de 16 mandlige patienter, gjorde median niveauer af IL-6, TNF-α, og leptin ved 6:30 ikke signifikant forskellig mellem de årgange med og uden kakeksi (figur 5B). Leptin under dag ligget i kohorten med kakeksi end i at uden (figur 6). Men median leptin niveauer gjorde show betydelig intra-dag variation; 2,4 (interval 1,0 til 9,8) ng /ml og 1,1 (0,8 til 4.4) ng /ml på 6:30 og 11:30 for henholdsvis patienter med kakeksi (p = 0,003), og 3,95 (2,0 til 9.9) ng /ml og 3,1 (1,5-7,8) ng /ml ved 6:30 og 11:30 hhv for dem uden kakeksi (p = 0,03).

A. I alle patienter. IL-6: 13,8 (interval, 2,6 til 23.4) hos patienter med kakeksi vs. 6,8 (1,4 til 28,7) pg /ml i patienter uden kakeksi, p = 0,35; TNF-α: 7,1 (1,2 til 30.2) vs. 3,3 (1,2 til 30,0) pg /ml, p = 0,27; leptin: 2.4 (1,0 til 9,8) vs. 4,0 (2,0 til 9.9) ng /ml, p = 0,27 hhv. B. I mandlige patienter. IL-6: 15,2 (interval, 2,6 til 23.4) hos patienter med kakeksi vs. 9,4 (1,4 til 28,7) pg /ml i patienter uden kakeksi, p = 0,57; TNF-α: 12,4 (1,2 til 29,0) versus 3,2 (1,4 til 28,6) pg /ml, p = 0,29; leptin:. 2.3 (1,0-8,8) vs. 3,45 (2,0-2,8) ng /ml, p = 0,34, henholdsvis

Diskussion

Kræft kakeksi er et multifaktoriel syndrom karakteriseret ved tab af kropsvægt og muskel og fedtvæv spilde og inflammation, og er ofte forbundet med anoreksi. Abnormiteter almindeligvis er forbundet med kakeksi omfatter ændringer i kulhydrat, lipid og protein metabolisme. En væsentlig mængde forskning er i øjeblikket fokuseret på at bestemme mekanismen bag kakeksi udvikling med flere faktorer anses for at være formodede formidlere af kræft anoreksi, herunder hormoner (fx leptin), neuropeptider, cytokiner (f.eks IL-1, IL-6, og TNF -α), og neurotransmittere (f.eks serotonin og dopamin). Her undersøgte vi niveauet af typiske serologiske faktorer, såsom IL-6, TNF-α og leptin, og brugte metabolomics til at identificere metabolitter forbundet med kakeksi hos patienter med kræft i bugspytkirtlen og undersøge intradaglige variationer i niveauer af disse metabolitter. Til vores viden, dette er den første undersøgelse for at analysere kræft kakeksi med hensyn til indflydelsen af ​​intra-dag variation af metabolit niveauer.

Metabolomics analyse identificeret nogle metabolitter, hvis niveauer afveg signifikant hos patienter med kakeksi fra niveauer i dem uden. Mens spekulere på, hvorfor niveauet af et betydeligt antal metabolitter afveg markant ved tidspunktet for prøvetagningen er vanskeligt i den foreliggende undersøgelse, fandt vi, at niveauet af paraxanthin forblev lavere i kohorten med kakeksi end i at uden hele dagen. Paraxanthin, at dimethyl derivat af xanthin, er den foretrukne vej af koffein metabolisme hos mennesker. Paraxanthin kan ikke syntetiseres som en naturlig plante produkt og ses kun som en naturlig metabolit af koffein i dyr. Fordi paraxanthin, ligesom koffein, er et psykoaktivt stimulerer centralnervesystemet og øger energiforbruget og lipid omsætning, kan det være relateret til patogenesen af ​​cancer kakeksi eller anoreksi [22], [23]. Det er fortsat uklart, at reduktionen i niveauet af paraxanthin er forbundet med regulering for at opretholde homeostase lipid mobilisering.

Mens paraxanthin koncentrationer ikke påvises ved hjælp af den fælles HPLC-analysen under fastende betingelser i en tidligere undersøgelse [23 ], [24], var vi i stand til at måle værdier ved hjælp af en GCMS-QP2010 Ultra i nærværende undersøgelse. Vi har ikke streng kontrol koffein i fag, men anerkendt på post-hoc-undersøgelse, at en patient med perifere værdier i kohorten med kakeksi var en tung drinker kaffe. Sammenhængen mellem paraxanthin niveau og kakeksi bør bekræftes i yderligere valideringsstudier.

I overensstemmelse med resultaterne af tidligere undersøgelser [9], [21], [25], [26], median IL-6 og TNF-a-niveauer i kohorten med kakeksi var næsten det dobbelte i kohorten uden, og leptin niveauer i kohorten med kakeksi var omkring halvdelen dem i kohorten uden, dog uden statistisk signifikans. Serum leptin niveauer i raske frivillige varierer betydeligt efter køn (kvinder har tendens til at have højere værdier end mænd), alder (ældre har tendens til at have højere værdier end yngre individer), ernæringstilstand, og body mass index [21]. Wallace et al. viste en signifikant positiv sammenhæng mellem kropsfedt tab og øget leptin niveauer af raske individer og kræftpatienter (r = 0,731) [27]. Den store inter- og intra-individuel variation i niveauerne i denne undersøgelse tyder på, at selv om leptin faktisk er involveret i patofysiologien af ​​kakeksi, kan det ikke tjene som en nyttig markør på én gang. Intra-dag variation i leptin tyder på, at leptin niveau er forbundet med anoreksi og spiseadfærd hos patienter med cancer kakeksi, samt mængden af ​​kropsfedt [28], [29]. Salg

Adskillige farmakologiske og ernæringsmæssige tilgange til behandling af cancer kakeksi er blevet evalueret. Når ernæringsmæssige strategier alene blev fundet utilstrækkelig til at forbedre kakektiske syndrom, farmakologiske tilgange, såsom steroider, methylprogesterone og ghrelin-agonister, for at modvirke metaboliske ændringer blev forsøgt, men uden held [8]. Udvikling af en vellykket behandling metode vil sandsynligvis kræve en bedre forståelse af patogenesen af ​​kræft kakeksi og identifikation af en dynamisk metabolisk surrogat markør for farmakologisk intervention.

Vi udforskes intradag variation i metabolitter i kræft kakeksi ved hjælp af metabolomics. Selv om en væsentlig begrænsning af denne undersøgelse er den lille stikprøvestørrelse på kakektiske patienter med kræft i bugspytkirtlen, en kohorte, som omfattede kun én kvindelig, var fremtrædende intradag-varians i serum metabolitter demonstreret i bugspytkirtlen kræftpatienter, uanset kakeksi. Metabolomics kan være et nyttigt redskab til at identificere den dynamiske metaboliske respons. Men mange metabolitter identificeret af metabolomics viste, store intra- og inter-dages variationer i niveauer. Vi tror derfor, at metabolomics bør evalueres under hensyntagen til disse variationer [30]. Selv om niveauet for paraxanthin forblev signifikant lavere i kohorten med kakeksi hele dagen uden forbindelse med intra-dag variation, mener vi, at en tid-matchede metode kan være nødvendige for at minimere indflydelsen af ​​intra-dag variation af værdier på grund af døgnrytme i metabolomiske forskning. Disse resultater skal bekræftes i yderligere valideringsundersøgelser. Identifikationen af ​​metabolitter er involveret i kræft kakeksi vil fører til belysning af dens patofysiologi.

Som konklusion viste vi her, at niveauet af nogle serologiske markører og metabolitter blev ramt af kræft kakeksi. Vi fandt, at mange metabolitter udstillet betydelig intra- og inter-dages variation, hvilket tyder på det potentielle behov for at være opmærksom på intra-dag variation i disse niveauer i metabolomics forskning.

Støtte oplysninger

tabel S1.

Liste over metabolitter fundet i forsøgspersonernes serum ved hjælp af vores GC /MS-baserede metabolomics analysesystem

doi:. 10,1371 /journal.pone.0113259.s001

(DOCX)

Tjekliste S1. .

TREND Statement Tjekliste

doi: 10,1371 /journal.pone.0113259.s002

(PDF)

protokol S1.

Klinisk undersøgelse Protocol (japansk udgave)

doi:. 10,1371 /journal.pone.0113259.s003

(DOC)

protokol S2.

Klinisk undersøgelse Protocol (engelsk udgave)

doi:. 10,1371 /journal.pone.0113259.s004

(DOC)

Erklæring fra deres etiske udvalg eller Institutional Review Board S1.

doi: 10,1371 /journal.pone.0113259.s005

(PDF)

Tak

Vi takker alle patienter, der deltog i denne undersøgelse og deres familier og værdsætte bistand fra de ansatte i afdelingen for Medicinsk Onkologi /Hematology, Gastroenterology, og lever og galde-pancreas kirurgi, Kobe University Graduate School of Medicine (Hyogo, Japan), og af det integrerede center for massespektrometri, Kobe University Graduate School of Medicine (Hyogo , Japan).