PLoS ONE: Identifikation af metabolitter i normalt ovarie og deres Transformation i primære og metastatiske Ovarian Cancer

Abstrakt

I denne undersøgelse har vi karakteriseret metabolomet af den menneskelige æggestok og identificeret metaboliske vekslen, der falder sammen med primær epitelial ovariecancer (EOC) og metastatiske tumorer, der følger af primær ovariecancer (MOC) ved anvendelse af tre analytiske platforme: gaskromatografi-massespektrometri (GC /MS) og væskekromatografi tandem-massespektrometri (LC /MS /MS) under anvendelse af buffersystemer og instrumentindstillinger til katalog positive eller negative ioner. Den humane ovarie metabolomet viste sig at indeholde 364 biokemikalier og efter transformation i æggestokkene forårsagede ændringer i energiudnyttelse, ændring metabolitter forbundet med glykolyse og β-oxidation af fedtsyrer-såsom carnitin (1,79 fold i EOC,

s

0,001; 1,88 gange i MOC,

s

0,001), acetylcarnitin (1,75 gange i EOC,

s

0,001; 2,39 gange i MOC,

p

0,001), og butyrylcarnitin (3,62 gange,

s

0,0094 i EOC, 7,88 fold,

s

0,001 i MOC). Der var også betydelige ændringer i phenylalanin katabolisme præget af stigninger i phenylpyruvate (4,21 fold;

s

= 0,0098) og phenyllactat (195,45 fold;

s

0,0023) i EOC. Kræft i æggestokkene vises også en forbedret oxidativ stress respons som indikeret af stigninger i 2-aminobutyrat i EOC (1,46 gange,

s

= 0,0316), og i MOC (2,25 gange,

s

0,001 ) og flere isoformer af tocopheroler. Vi har også identificeret nye metabolitter i æggestokken, specielt N-acetylasparate og N-acetyl-aspartyl-glutamat, hvis rolle i æggestokkene fysiologi er endnu ikke fastlagt. Disse data kan forbedre vores forståelse af den forskelligartede biokemi af det humane ovarie og demonstrere stofskifteforandringer efter transformation. Desuden metabolitter med signifikante ændringer mellem grupper giver indsigt i biokemiske konsekvenser af transformation og er kandidat biomarkører for æggestokkene onkogenese. Validation studier er berettiget til at afgøre, om disse forbindelser har klinisk anvendelighed i diagnose eller kliniske behandling af patienter med ovariecancer

Henvisning:. Fong MY, McDunn J, Kakar SS (2011) identifikation af metabolitter i normalt ovarie og deres Transformation i primære og metastatiske kræft i æggestokkene. PLoS ONE 6 (5): e19963. doi: 10,1371 /journal.pone.0019963

Redaktør: S. K. Batra, University of Nebraska Medical Center, USA

Modtaget: Marts 1, 2011; Accepteret: April 15, 2011; Udgivet: 19 maj, 2011

Copyright: © 2011 Fong 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:. Midlerne anvendes til at udføre dette arbejde blev støttet af en NIH /NCI CA124630 forskning Grant til SSK. De finansieringskilder havde ingen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet. Metabolon blev betalt for tjenesten peformed i metabolitter profilering ifølge underskrevet kontrakt

Konkurrerende interesser:. JM er ansat i Metabolon, Inc. og var ansvarlig for foreløbig analyse af de data og den endelige redigering af manuskriptet. Men som en del af University of Louisville kontrakt med Metabolon, Inc., han ikke har nogen økonomisk fordel eller tilbageholdelse af opfindelsen eller ejendomsret, patenteres eller ej. Dette påvirker ikke overholdelse af PLoS ONE politikker på datadeling og materiale.

Introduktion

Kræft i æggestokkene er den mest dødbringende malignitet af den kvindelige reproduktive system og 5

th årsag til kræft dødsfald hos kvinder. Det anslås, at 21.880 kvinder vil blive diagnosticeret og 13.850 vil dø af sygdommen i år. De fem-års overlevelse på Trin I er 93,5%, men falder til 27,6% ved trin IV, hvor et flertal af tilfælde er diagnosticeret på grund af mangel på symptomer på de tidligere stadier [1]. Strømdetektion strategier omfatter transvaginal ultralyd og blodprodukter CA-125 niveauer. Men begge detektionsmetoder har mangler. Med ultralyd, kunne kræft forveksles med funktionelle cyster i præmenopausale kvinder på grund af den dynamiske karakter af æggestokkene overflade [2]. CA-125 har en høj falsk positiv rate [2], der kan opstå som følge af en række tilstande, herunder endometriose, fibromer, hæmoragisk ovariecyster, akut underlivsbetændelse, menstruation, første trimester af graviditeten, og flere andre cancertyper [3]. Desuden CA-125 er ofte ikke påviselig i tidligt stadium ovariecancer [4]. Alternative metoder er blevet udviklet til patienter, der har normale CA-125 niveauer, men som mistænkes for at have tilbagevendende sygdom baseret på kliniske symptomer [5]. Disse metoder omfatter andre potentielle biomarkører, den mest lovende være menneske epydidimus protein 4 (HE4), [6], [7], [8], [9], [10] trods afsløring satser på 50-60% i det tidlige stadie æggestokkene kræft. En omfattende undersøgelse, der sammenligner følsomheden af ​​kræft i æggestokkene biomarkører til at skelne mellem benigne og maligne masser er blevet beskrevet [11] samt den rolle, molekylære markører i prognose og terapi anmeldt i [12]. Det er vigtigt, foreslog biomarkører har prædiktiv værdi som indikeret ved sensitivitet på 75% eller mere samt specificitet på 99,6% for at være i stand til at detektere stadium kræft tidligt, når det er den mest behandles [4].

One tilgang til at identificere sygdom biomarkører er at bruge informations-rige analytiske værktøjer såsom omik skala biologiske metoder til at karakterisere sammensætningen af ​​målvævet i sundhed og sygdom. I dette tilfælde er det vigtigt at forstå de biokemiske ændringer, der vides at forekomme under neoplastisk transformation. Den første energimetabolisme ændring i cancerceller blev beskrevet af Otto Warburg, som viste præference cancerceller for glycolyse resulterer i frembringelsen af ​​lactat til ATP-produktion over mere effektiv proces af oxidativ phosphorylering af mitokondrier [13]. Dette kræver cancercellerne at øge deres glucoseoptagelse gennem ekspression af flere isoformer af (GLUT 1 til 9) [14] og for at øge deres glukose katabolisme at kompensere for den energi produktionstab, en omstændighed, der kan udnyttes i klinisk påvisning af neoplasme af positiv emission tomografi (PET) scanning [15].

de molekylære mekanismer involveret i den hyperaktive glykolysen er blevet analyseret, og nogle af de vigtigste faktorer identificeret-herunder Akt, nuklear faktor-KB (NF KB), hypoxi-inducerbare faktor-1 (HIF1), og p53 [14], [16], [17], [18], [19], [20]. Produkterne af disse gener er involveret i cellulær aktivering, import næringsstof, og beskyttelse mod apoptose. Disse gener er kendt for at interagere i komplekse hierarkiske webs. For eksempel kan HIF-1 moduleres af andre onkogener, såsom Akt [14], K-Ras [21], og Her-2 [22] for at øge ekspressionen af ​​adskillige glycolytiske enzymer. Andre molekylære mekanismer omfatter transkriptionel regulering af Myc at øge ekspressionen af ​​transportvirksomheder og glycolytiske enzymer-især GLUT, hexokinase 2, og laktat dehydrogenase [14], [23] -som samt ved phosphoinositol-3-kinase (PI3K) /Akt /pattedyr mål for rapamycin (mTOR) vej [24], [25], som er almindeligt overaktiv i karcinomer [26]. Desuden tumor metabolisme differentielt udtrykker glycoltyic isoenzymer, såsom pyruvatkinase (PKM2), som kan skifte mellem en dimer og en tetramer for at tilpasse sig energibehov cellerne [27], [28]. Imidlertid kan PKM2 også omgås ved akkumulering af phosphoenolpyruvat (PEP), hvilket resulterer i PEP-afhængig phosphorylering og aktivering af phosphoglyceratmutase som producerer pyruvat direkte fra 3-phosphoglycerat [29]. Vander Heiden

et al.

[29] hypotese, at dette afkobler pyruvat produktion fra ATP generation, opretholde en ATP /AMP-forhold, der ikke inhiberer glycolysen, og giver en betydelig pulje af pyruvat som en anabolsk precursor. Det meste af forskningen på tumorcellen metabolisme har fokuseret på glucoseudnyttelse. Når glucose er begrænset, er faste tumorer tvunget til at katabolisere alternative substrater, såsom fedtsyrer og aminosyrer som en alternativ energikilde.

Men onkogenese kan resultere i en forskelligartet panel af stofskifteforandringer, der kunne være vævsspecifik eller generisk tværs humane cancere. Derfor kunne en omfattende metabolisk analyse af solide tumorer afslører værdifulde metabolitter for både tidlig diagnosticering af kræft samt til at overvåge sygdomsprogression og /eller fornyet for at informere kliniske behandling af kræftpatienter. Disse biomarkører kunne tænkes bruges som surrogat endpoints i kliniske forsøg og kunne foreslå nye metaboliske mål for kræftbehandlingen samt give komplementære mål for behandling med kemoterapi. Metabolomics er en systematisk analytisk værktøj, der anvendes til identifikation af biokemiske metabolitter fra cellulære processer, et begreb, der omfatter flere typer af analyser spænder for nuklear magnetisk resonans spektroskopi (NMR), massespektrometri (MS), tracer-baserede undersøgelser, og metabolisk fodaftryk [30 ]. Mens hver af disse metoder har unikke fordele, har MS etableret sig som den high-throughput og industrielt stabil tilgang til at vurdere både sammensætningen af ​​forskellige prøvetyper samt ændringer af denne sammensætning følgende forstyrrelse. Selvom metabolomics har eksisteret i årtier, for nylig har vundet opmærksomhed som en translationel redskab til identifikation og behandling af kræft i kliniske omgivelser, samt for narkotika target udvikling [31].

I en tidligere undersøgelse, Denkert

et al.

[32] anvendte gaskromatografi MS /tid-søgning (GC-MS /TOF) at sammenligne borderline ovarietumorer til ovariecarcinomer. De identificerede 114 af 291 (39,1%) forbindelser og fundet en øget i standardaminosyre, puriner, pyrimides og lipid membran forstadier i ovariecarcinomer vs borderline tumorer og fortolket disse data til at betyde, at karcinomer har højere celleproliferation satser. Foruden tumor metabolisk analyse har urinprøver fra patienter med ovariecancer også blevet undersøgt. Woo

et al.

[33] gennemførte en metabolomiske-baseret undersøgelse for at finde urin biomarkører for æggestokkene og brystkræft ved hjælp af GC /MS. To kendte biomarkører for brystkræft og 3 nye biomarkører for ovariecancer blev identificeret: 1-methyladenosin, 3-methyluridin, og 4-androsten-3,17-dion. De ovariecancer biomarkører var relateret til oxidativ DNA-skader og DNA methylering. Tilsvarende Slupsky

et al.

[34] indsamlede urinprøver fra patienter med tidlige og sene bryst- eller ovariecancer, samt fra raske kvinder, for at opnå en metabolisk profil ved hjælp af NMR. Koncentrationen af ​​specifikke metabolitter nedsat hos patienter med cancer, hvilket resulterer i en unik profil. Ændringer i mellemprodukter med tricarboxylsyrecyklen (TCA) samt molekyler vedrørende metabolisme energi og aminosyrer blev observeret.

Forud for denne undersøgelse imidlertid metabolomet af normalt ovarie er ikke undersøgt, og heller ikke de forandringer, der sker med neoplastisk transformation og metastatisk sygdomsprogression. I den foreliggende undersøgelse, der for første gang rapporterer vi den metaboliske profil af normal human ovarie og sammenligne det med den metaboliske profil af primær epitelial ovariecancer (EOC) og metastatiske tumorer som følge af indledende EOC (MOC) ved GC /MS og LC /MS /MS.

Resultater

Identifikation af metabolitter, statistisk analyse, og sti analyse

i prøver fra vores tre grupper (normal, EOC, og MOC), 364 molekyler blev identificeret (tabel S1) sammenlignet med Metabolon bibliotek med 1.700 molekyler. Identifikation var baseret på opholdstid, ladning (

m /z

), foretrukne addukter, og fragmentering mønster af molekylet. Den omfattende bibliotek tilladt for hurtig identifikation med en high fidelity. Disse forbindelser indeholdt en lang række klasser, der spænder fra simple aminosyrer og peptider til kulhydrater, lipider, nukleotider, cofaktorer og vitaminer og xenobiotika (fig. 1).

n = antal metabolitter i hver klasse.

data er en opsummering af individer, der tilhører en gruppe. Under anvendelse envejs ANOVA med en Tukey post-test for at identificere differentielt rigelige metabolitter tværs af de tre klasser af væv analyseres, 95 biokemikalier var statistisk signifikante og havde endvidere en

s

≤0.05 i mindst én af de parvise sammenligninger (EOC vs. normal; MOC vs. normal; MOC vs. EOC). Identiteterne af disse metabolitter er angivet i tabel S2. Brug af overflod profiler af disse metabolitter, overvåget principal komponenter analyse (PCA) blev udført, hvilket giver god adskillelse af de tre grupper (fig. S1).

Brug Ingenuity Pathway Analysis (IPA), identificerede vi top 15 kanoniske involverede veje i EOC (tabel S3) og MOC (tabel S4). I næsten alle tilfælde blev disse relateret til aminosyre metabolisme og biosyntese. Også at bemærke, pyrimidin stofskifte, purin metabolisme og glycoxylate og decarboxylering stofskifte veje syntes kun i tilfælde af MOC.

Metabolisk profil af den normale æggestok og tab af funktion ved transformation

Den første principal komponent adskilt de ikke-transformerede æggestokkene prøver fra de transformerede væv (både EOC og MOC), mens den anden hovedkomponent identificeret en yderligere række biokemiske ændringer, der svarede med metastaser (figur S1). Evaluering af indlæsningsplot klassificeres yderligere forbindelserne i tab /gevinst af funktion med enten transformation eller metastase. Fire metabolitter var i høj overflod i æggestokken før neoplastisk transformation: 1-methylimidazol acetat (-2,06 fold,

s

0,001 i EOC, -2,18 fold,

s

0,001 i MOC), taurin (-1,75 fold,

s

0,001 i EOC, -1,97 fold,

s

0,001 i MOC), phenol sulfat (-2,22 fold,

s

= 0,0535 i EOC, -3,0 fold,

s

= 0,0217 i MOC), og 6-phosphogluconat (-1,64 fold,

s

= 0,0538 i EOC, -1,92 fold,

s

= 0,0264, figur 2).. Disse biokemikalier har et betydeligt fald i overflod på transformation. To af disse metabolitter (methylimidazoleacetate og 6-phosphogluconat) er tidligere blevet sat i forbindelse med normal ovarie funktion og kan betragtes som faldet i deres overflod et tab af funktion i forbindelse med transformation.

1-methylimidazoleacetate og taurin analyseret ved LC /MS positiv ion spray; phenol sulfat og 6-phosphogluconat analyseret ved LC /MS negative ion spray. Boks legende: + inde boks repræsenterer middelværdien, bar inde boks repræsenterer median værdi, øverste bjælke repræsenterer maksimalt distribution, lavere bar repræsenterer minimum af distribution, cirkel repræsenterer ekstreme datapunkter

Methylimidazoleacetate er det vigtigste. metabolit af histamin. Dette slutprodukt af histamin katabolisme er dannet af N-methylering i imidazolringen at methylhistamin af histamin methyltransferase og en efterfølgende oxidativ deaminering i sidekæden af ​​type B monoamin oxidase. Fra undersøgelser er det kendt, at så meget som 70-80% af histamin metaboliseres i kroppen udskilles i urinen som methylimidazoleacetate [35]. Således urin methylimidazoleacetate er den største og specifik histamin metabolit er en klar markør for eventuelle ændringer i histamin stofskifte i kroppen. Ovarie histamin produktion sker ved væv residente mastceller og har vist sig at koordinere med ovulation [36].

Taurin er ikke involveret i proteinsyntese og /eller har begrænset deltagelse i biokemiske veje uden for peroxisomal dannelse af N- acyl lipidkonjugater, såsom galdesyrer og fedtsyrer. Imidlertid har flere funktioner blevet påvist for taurin-såsom osmoregulering, stabilisering membran, afgiftning, antioxidation, modulation af ion flux, og som en inhibitorisk neurotransmitter eller neuromodulator [37], [38], [39], [40], [ ,,,0],41]. Roller taurin i det reproduktive system er mange og komplekse. Taurin er den fremherskende aminosyre i genitale sekreter, inklusive skelsættende, uterin, og æggelederen fluider [42], [43]. Det er blevet påvist, at æggestokkene indeholder mRNA for en taurin transportør [44], og at rottens æggeleder indeholder op til 10 pmol taurin /g væv [45]. Taurin er også til stede i høje koncentrationer i rotter og mennesker uterus, og dets koncentration falder med graviditet [46], [47]. Trods alle disse data, roller taurin i den kvindelige reproduktive system er stort set ukendt, og der er ingen tidligere studier om dens lokalisering i disse organer.

Phenol sulfat er en nedsat behandlet gut microfloral metabolit, og 6-phosphogluconat er et mellemprodukt i udnyttelsen af ​​glucose inden pentosephosphatvejen, potentielt som angiver, at glucose er begrænset fra indtræden i pentosephosphatvejen i den sunde æggestok og at ved transformation der er en højere affinitet mekanisme for en sådan mekanisme. Denne fortolkning giver mening, eftersom pentosephosphatvejen producerer både ribose for nukleotid biosyntese, samt to molære ækvivalenter af NAD (P) H, der kunne afbøde oxidativt stress og støtte i glutathion genbrug.

Seks forbindelser differentierede forvandlet ovarievæv uafhængig af, om canceren blev lokaliseret eller metastatisk (PC1 0; PC2 = 0). Disse forbindelser omfattede flere kvaternære aminer (betain, carnitin og erogthionine), TCA cyklus mellemprodukter malat og fumarat og N-acetylglycin. Øget væv kvaternære amin koncentrationer er typisk skyldes væv efterspørgsel efter enten cholin eller carnitin som transportørerne for kvaternære aminer er selektiv, men ikke specifikke [48]. I alt blev der fundet tretten forbindelser indeholdende kvaternære aminer at have øget væv overflod i en eller begge af kræft i æggestokkene grupper sammenlignet med den ikke-transformerede ovarievæv og to cholin-holdige lysolipider havde signifikant reduceret overflod i den transformerede ovarievæv.

Kræftceller har ændret kulhydratstofskiftet

en af ​​signatur kendetegnende for kræft er en ændret glukosemetabolismen. I 1929, Otto Warburg først foreslået at cancerceller udnyttede glucose anderledes end normale celler, foretrækker glukose til anaeroblic glycolyse stedet for oxidativ phosphorylering til generering af ATP [13], hvilket resulterer i forøget produktion af lactat og en lavere pH end normalt væv, som i vende svækker DNA reparationsmekanismer [49]. Vores resultater viste en stigning i lactat i både EOC og MOC med en fold ændring på 1,46 (

s Restaurant 0,001) og 1,37 (

s

= 0,0076), når det blev sammenlignet med den normale ovarievæv. Kun MOC viste en stigning i glucose-6-fosfat (2,91 gange,

s

= 0,0029). Der var ingen væsentlige ændringer i glukose, pyruvat, acetylphosphat, fosfat, pyrophosphat eller citrat mellem grupper (fig. 3). Stigningen i lactat kombineret med ingen væsentlige ændringer i citrat niveauer, indikerer, at glykolyse ikke blev hæmmet men snarere oxidativ phosphorylering. Interessant nok et andet aspekt af Warburg metabolisme, hexose phosphat overflod, kun blev forhøjet i MOC prøver (data ikke vist).

Glucose, glucose-6-phosphat, fructose-6-phosphat, 3-phosphoglycerat, phosphoenolpyruvat (PEP), pyruvat, lactat og citrat, analyseret ved GC /MS. Boks legende: + inde boks repræsenterer middelværdien, bar inde boks repræsenterer median værdi, øverste bjælke repræsenterer maksimalt distribution, lavere bar repræsenterer minimum af distribution, cirkel repræsenterer ekstreme datapunkter

Den anden kulhydrat med. en betydelig stigning i overflod i forvandlet ovarievæv var fucose (2,75 gange,

s

0,001 i EOC, 1,81 fold,

s

= 0,0103 i MOC). Dette resultat kan skyldes et tab af funktion af specifikke æggestokkene glycosyleringsveje da det er blevet påvist, at den normale ovarievæv udtrykker et specifikt protein fucosylering pathway, der resulterer i fucose del er direkte koblet til proteinet gennem Ser /Thr [50]. Denne æggestok-specifikke glycosyleringsvejen er også enestående i, at fucose ikke terminalen sukker, men en intern sukker i O-bundne oligosaccharid.

Øget fedtsyre oxidation i EOC og MOC

som alternativ til oxidativ phosphorylering for ATP-produktion, EOC og MOC foretrækker at anvende fedtsyrer som indikeret ved en stigning i flere fedtsyrer (fig. 4), der deltager i fedtsyre og carnitin metabolisme-især carnitin (1,79 fold i EOC,

s

0,001; 1,88 gange i MOC,

s

0,001), acetylcarnitin (1,75 gange i EOC,

s

0,001; 2,39 gange i MOC,

s

0,001), butyrylcarnitin (3,62 gange,

s

= 0,0094 i EOC, 7,88 fold,

s

0,001 i MOC), og propionylcarnitin steg 5,7 gange (

s

= 0,0047) i MOC (fig. 5). Carnitin er blevet anerkendt som et transportprotein, der leverer fedtsyrer ind i mitokondrierne for β-oxidation. Endogen acetylcarnitin er blevet anvendt som en indikator for mitochondrial sundhed gennem balancen af ​​acetyl-CoA:CoA ved at overføre acetylgruppen at carnitin til dannelse acetylcarnitin og således tilvejebringe acetylgrupper til syntese af steroler, fedtsyrer og ketonstoffer [51] .

carnitin, acetylcarnitin, butrylcarnitine, og propionylcarnitin analyseret ved LC /MS positiv ion spray. 2-hydroxyglutarate og 3-hydroxybutyrat analyseret ved GC /MS. Boks legende: + inde boks repræsenterer middelværdien, bar inde boks repræsenterer median værdi, øverste bjælke repræsenterer maksimalt distribution, lavere bar repræsenterer minimum af distribution, cirkel repræsenterer ekstreme datapunkter

ketonstof 3. hydroxybutyrat (BHBA) blev opreguleret 8,63 fold (p = 0,0056) i MOC sammenlignet med normale (fig. 5). Desuden den cytosoliske pulje af acetyl-CoA er afgørende for de novo lipogenese [52]. Den overskydende produktion af cytoplasmisk acetyl-CoA i forhold til det mitokondrielle kapacitet for dens inkorporering i TCA cyklus demonstreres af den øgede forekomst af et panel af N-acetyl aminosyrer i cancervæv, inklusive N-acetylglutamat, N-acetylglycin, N -acetylthreonine, det neuroaktive aminosyrer N-acetylaspartate (NAA) og N-acetyl-aspartylglutamate (NAAG), polyamin nedbrydningsprodukt N-acetylputrescine, og endda N-acetylglucosamin-6-phosphat.

Interessant, vi fandt også, at den nyligt beskrevne oncometabolite, havde to-hydroxyglutarate øget overflod i EOC (3,06 gange,

s

= 0,0114 i EOC,. figur 5). [53]

Forbedret phenylalanin katabolisme

Phenylalanin katabolisme resulterer også i produktionen af ​​ketoner, nemlig phenylpyruvate og 4-hydroxypyruvate. Større metabolitter af phenylalanin katabolisme blev forøget betydeligt i EOC sammenlignet med normale (fig. 6). Phenylpyruvate steg 4,21 gange (

s

= 0,0098) i EOC kun i forhold til normal, men faldt -3,68 fold (

s

= 0,036) i MOC forhold til EOC. Phenyllactat (PLA) steg 195,45 fold (

s

0,0023) i EOC, en konstatering, der typisk tilskrives utilstrækkelig aktivitet af phenylalanin hydroxylase [54]. Phenylacetat steg 1,93 gange (

s

= 0,0203) i EOC sammenlignet med kun normal, mens 4-hydroxyfenylpyruvatdioxygenase blev øget 17,82 gange (

s

= 0,0069) i EOC i forhold til det normale. Phenylalanin, tyrosin, phenylacetylglutamin, og 4-hydroxyphenylacetat blev ikke signifikant ændret. Phenylalanin og dets vigtigste metabolitter-phenylpyruvate, PLA, og phenylacetat-inducere oxidativt stress i hippocampus og cerebral cortrex via generering af reaktive oxygenarter, som blev formindsket på grund af α-tocopherol [55]. Phenylacetat har også vist sig at have en hæmmende vækst virkning i æggestokkene cancercellelinier [56], hvorimod PLA kan fremme vækst [57]. Derfor synes det rimeligt, at kræft i æggestokkene vil favorisere produktionen af ​​PLA i forhold til andre alternative metabolitter, i overensstemmelse med vores resultater. Disse metabolitter dannes ved transaminering af phenylalanin og efterfølgende oxidation af phenylpyruvate.

phenylalanin og tyrosin analyseret ved LC /MS pos .; phenylpyruvate, phenyllacetate, phenylacetylglutamin, phenylactate, og 4-hydroxyfenylpyruvatdioxygenase via LC /MS negative ion spray; 4-hydroxyphenylacetat via GC /MS. Boks legende: + inde boks repræsenterer middelværdien, bar inde boks repræsenterer median værdi, øverste bjælke repræsenterer maksimalt distribution, lavere bar repræsenterer minimum af distribution, cirkel repræsenterer ekstreme datapunkter

Øget tocopheroler. i MOC

Der er fire vigtigste isoformer af tocopheroler: a, β, δ, og γ, med α-tocopherol er den mest biologisk aktive form, der tegner sig for ca. 90% af E-vitamin findes i animalske væv, hvor det virker som en antioxidant for at standse frie radikaler og afbryde lipid peroxidation [58], [59]. Derfor tjener det som et effektivt forsvar mod stråling, som genererer frie radikaler fra vand eller biomolekyler [60]. Metabolomiske analyse viste en signifikant stigning i a-, δ- og γ-tocopherol niveauer i MOC. α-tocopherol steget 1,160.41 fold (

s

0,001) i forhold til normal og 627,67 fold (

s

= 0,0023) sammenlignet med EOC. δ-tocopherol steget 1,775.51 fold (

s

0,001) i forhold til normal og 1,950.08 fold (

s

0,001) i forhold til EOC. γ-tocopherol steg 95,74 gange (

s

0,001) i forhold til normal og 83,79 gange (

s

0,001) i forhold til EOC (. figur 7). Som tocopheroler er fedtopløselige, er de transporteres i blodet emballeret i lipoproteiner, hovedsagelig LDL og HDL, hvorefter de transporteres til væv og underkastes optagelse ved den samme mekanisme, ved hvilken lipider leveres [58]. Optagelse i normalt ovarie reguleres af lipoprotein receptorer [59]. Tocopheroler har også været impliceret i undertrykkelse af immunsystemet reaktionsevne ved at reducere de reaktive oxygenarter og /eller ændring af arachidonsyremetabolitter [61]. Derfor synes det rimeligt, at metastatisk kræft ville akkumulere dem til at undertrykke immunresponset og giver et forsvar mod strålebehandling for kræft.

tokoferoler analyseret via GC /MS. Boks legende: + inde boks repræsenterer middelværdien, bar inde boks repræsenterer median værdi, øverste bjælke repræsenterer maksimalt distribution, lavere bar repræsenterer minimum af distribution, cirkel repræsenterer ekstreme datapunkter

Forbedret oxidativ stress respons.

Ophthalmate er en analog af den reducerede form af glutathion (GSH) med thiolgruppen af ​​GSH erstattet med en methylgruppe. Ophthalmate kan syntetiseres ud fra 2-aminobutyrat og glutamat ved hjælp af enzymet γ-glutamyl cystein syntetase (GCS) til dannelse γ-glutamyl-2-aminobutyrat [62], som kan katalyseres af glutathionsyntetase (GS) til dannelse ophthalmate [63] (fig. 7). Ophthalmate er blevet angivet som en biomarkør for oxidativ stress som utilstrækkelige niveauer af GSH resulterer i ophthalmate syntese gennem aktivering af GCS. GSH er en af ​​de mest udbredte intracellulære antioxidanter, der beskytter mitokondrier fra endogene oxygenradikaler [64] og også holder enzymer og andre cellulære forbindelser i en reduceret tilstand [65], hvilket gør det til et af de vigtigste cellulære antioxidanter, som sine udtynding leads til celledød. GSH har også været impliceret i kemoterapi modstand gennem aktivering af multiresistent transportør 1 (MDR-1) [66], [67].

oxiderede form af glutathion (GSSG), GSH, γ- glutamyl-2-aminobutyrat, og ophthalmate kan detekteres i serum i mus [67], så alle har potentiale for biomarkører. Men til dato 2-aminobutyrat og ophthalmate er ikke blevet undersøgt i kræft i æggestokkene. Her rapporterer vi om første gang, markante 2-aminobutyrat i både EOC (1,46 gange,

s

= 0,0316) og MOC (2,25 gange,

s

0,001), hvilket tyder en forbedret oxidativ reaktion. Ophthalmate steg 2,94 gange i MOC (

s

= 0,0128, fig. 8). Der var imidlertid ingen væsentlige ændringer i glutathion (reduceret og oxideret stater) eller glutamat.

2-hydroxybutyrat og 2-aminobutyrat analyseret via GC /MS. Boxplot af glutamat og ophthalmate analyseret ved LC /MS positiv ion spray. Boks legende: + inde boks repræsenterer middelværdien, bar inde boks repræsenterer median værdi, øverste bjælke repræsenterer maksimalt distribution, lavere bar repræsenterer minimum af distribution, cirkel repræsenterer ekstreme datapunkter

Øget produktion af NAA. og NAAG

N-acetylasparate (NAA) er en fri aminosyre, der findes i hjernen ved meget høje koncentrationer, der fungerer som en osmolyt i væskebalancen at beskytte neuroner mod osmotisk stress [68], [69]. Det menes også at tjene som en kilde til acetat for lipid og myelin-syntese [70] og bidrage glutamat til energiproduktion i neuronal mitokondrier gennem en række reaktioner [71], [72]. NAA syntetiseres ud fra L-aspartat og acetyl-CoA ved hjælp af enzymet L-aspartat-N-acetyl-transferase og hydrolyseres af enzymet aspartoacylase II. NAA tjener som et forstadium for N-ascetyl-aspartyl-glutamat (NAAG) under anvendelse af enzymet NAA syntetase (fig. 8). På grund af sin emballage med glutamat, har den fysiologiske rolle for NAAG været vanskeligt at identificere, men det opfylder kriterierne for en neurotransmitter, som det er pakket ind i synaptiske vesikler og udgivet i en Ca

2 + -afhængig måde fra nerveender [73]. Det er blevet foreslået at fungere som en shuttle for glutamat at aktivere glutamatreceptor mGluR3 grund af den cytotoksiske karakter af glutamat [74], [75]. For nylig er det blevet brugt til at diagnosticere hjernesygdomme. Desuden har NAA koncentrationer er fundet hos en patient med ovariecancer mucinøs cystadenoma [76] og i æggestokkene cystevæske af serøse ovarietumorer [77], selv om en fysiologisk rolle i æggestokken ikke er blevet bestemt. Her rapporterer vi, at NAA og NAAG, to frie aminosyrer, blev påvist i den normale ovarie markant forøgede niveauer i EOC viser en fold ændring på 3,50 (

s

= 0,0301) og 2,19 (

p

= 0,0352), henholdsvis med yderligere stigninger i MOC med en fold ændring på 85,60 gange (

s

0,001) og 8,09 (

s

0,001) henholdsvis (fig . 9).

NAA og NAAG analyseret via LC /MS negative og LC /MS positiv ion spray hhv. Boks legende: + inde boks repræsenterer middelværdien, bar inde boks repræsenterer median værdi, øverste bjælke repræsenterer maksimalt distribution, lavere bar repræsenterer minimum af distribution, cirkel repræsenterer ekstreme datapunkter

NAAG nedbrydes. ved N-acetyleret a-koblet sur dipeptidase (NAALADase), en NAAG-specifik kataboliske enzym [78].