基于UPLC-Q-Tof技术的靶细胞内阿霉素代谢物分析及代谢组学研究

阿霉素自发现以来就备受关注,因为其出色的抗肿瘤活性,至今为止仍是最常用的临床抗肿瘤药物之一。但在使用阿霉素进行治疗的过程中,往往会产生不可避免的心脏毒副作用及难以控制的多药耐药。然而,细胞为何会产生耐药及怎样产生耐药仍然是目前尚未解决的一大难题。本论文首先以阿霉素抗癌谱细胞系—悬浮细胞髓系白血病细胞系K562为主要研究对象,利用UPLC-Q-Tof技术对前期研究应用于贴壁细胞的细胞裂解提取方案进行了优化和确认。通过比对不同细胞系的提取方案,建立了一个适用于不同细胞系的通用型细胞提取方法。利用该提取方法,比对了细胞进行分级离心处理和完整提取的差异,结果显示,在分级离心所获得的细胞核与线粒体中均存在阿霉素及其代谢物,该实验结果验证了阿霉素诱导细胞凋亡的过程与DNA紧密相关。其次,利用新建立的细胞提取方法对不同种类的细胞、不同药物浓度处理的细胞的裂解物进行了对比。对低浓度阿霉素处理的K562、MCF-7、HEK293细胞进行对比分析,在正常的人体细胞模型HEK293中除了阿霉素与其聚合物外并没有检测到其他代谢物,而在两种肿瘤细胞K562、MCF-7的野生LBH589使用方法株和耐药株中则MRTX849价格发现了不同的药物代谢形式,发现palliative medical care了不同条件下的两种特异性阿霉素代谢物F1(m/z 399)、F2(m/z 337),并通过F1的结构确认,首次发现了胞内代谢与体内代谢的关联。对高浓度阿霉素处理的K562、MCF-7野生与耐药细胞进行对比分析,结果显示两种细胞中,不管是耐药细胞还是野生细胞均出现了报道过的阿霉素代谢物,这可能表示细胞在濒死或死亡时发生了应激反应,导致细胞发生了与机体代谢完全不同的代谢方式。最后,利用多元统计学方法对K562野生株与耐药株的液质数据进行显著性差异物筛选,利用线上数据库进行生物标志物定性,共匹配筛选出16种可能的生物标志物,将定性后的生物标志物导入Metabo Analyst 5.0进行代谢通路匹配,匹配到2条较为显著的代谢通路,验证了代谢过程与耐药机制的关联性。同时,利用分子对接技术,将所有的阿霉素代谢物与DNA进行分子对接,并对比这些代谢物的结合能量,结果显示代谢物与DNA的结合能量均低于阿霉素与DNA的结合能量,且其插入DNA的平行状态被打破,这一发现对于阿霉素代谢特征的研究、基于这种代谢方式改良或设计新药等提供了实验依据和理论支撑。