通过空气污染指数大肠癌的基因突变

摘要

结直肠癌是最常见的癌症之一，是美国第二大癌症死亡原因，也是日本第三大癌症死亡因素。¹日本东京国家癌症中心医院（National Cancer Center Hospital，Tokyo，Japan）估计，I期结直肠癌患者的5年生存率超过90%，但随着疾病阶段的进展，生存率会下降。为了降低结直肠癌的死亡率，全世界都在研究新的筛查方法，特别是早期疾病的筛查方法和晚期疾病的新药物治疗方法。大多数恶性结直肠癌起源于先前存在的良性腺瘤。结直肠癌的发病率与癌基因和抑癌基因突变的多步骤积累有关。²,^三基因突变空气污染指数基因出现在结直肠癌的早期阶段，⁴该基因被认为是结直肠癌发生的把关者。²中的突变空气污染指数该基因也与家族性腺瘤性息肉病（FAP）有关。⁵,⁶,⁷这是一种常染色体显性遗传疾病，通常会导致成百上千的大肠腺瘤。此外，80-90%的散发性结直肠癌患者显示空气污染指数突变。APC蛋白通过帮助β-catenin的降解负调控Wnt途径，而空气污染指数突变导致β-catenin的稳定和Wnt通路的激活。稳定的β‐catenin促进Wnt靶基因的转录，然后导致异常细胞增殖。最近，蛋白质组分析显示，小鼠肝脏中β-catenin的激活可能影响葡萄糖代谢，⁸因此，对由以下因素引起的代谢物变化的研究空气污染指数突变可能有助于阐明结直肠癌发生的机制。

截至2003年底，人类基因组已被完全鉴定。蛋白质组学从此得到了深入研究。2002年，Petricoin等.⁹利用蛋白质组分析发现了一种有效的卵巢癌诊断标志物，包括I期疾病。因此，“临床蛋白质组学”应运而生，自那时以来，许多研究人员试图将蛋白质组学分析应用于医学领域，以找到有效的诊断标记并阐明未知的病理状况。此外，还开发了代谢组学，这是对低分子量代谢物的综合研究。在代谢组学的临床研究中，Sreekumar等.¹⁰利用高通量液相色谱-质谱和气相色谱-色谱-质谱联用技术（GCMS）揭示，肌氨酸是前列腺癌细胞侵袭性和侵袭性的潜在重要代谢中介因子。此外，代谢组学在研究诊断生物标志物和/或阐明肺癌、胃肠道癌、胰腺癌和炎症性肠病的病理条件方面的价值也得到了证明。¹¹,¹²,¹³,¹⁴,¹⁵,¹⁶,¹⁷

在这项研究中，我们使用了APC^最小值/+小鼠和人结直肠癌细胞移植裸鼠。APC多发性肠道肿瘤^最小值)是第一个可遗传的突变体空气污染指数在小鼠中诱导的等位基因。¹⁸空气污染指数^最小值/+小鼠出现许多类似人类FAP的肠道病变，是研究结肠肿瘤发生中恶性转化的有用模型。¹⁹众所周知，植入人类肿瘤的裸鼠不仅保持其组织学外观，还保持其功能机制。体外实验使用表达截短APC的SW480人上皮性结直肠癌细胞和表达全长APC的SW480转染体进行。APC的代谢组学分析^最小值/+小鼠、人结直肠癌细胞移植裸鼠、SW480细胞和SW480转染体通过GCMS进行检测，以及结直肠癌、，空气污染指数评估突变和代谢物水平。

材料和方法

结果

分析由空气污染指数突变，我们使用基于GCMS的代谢组分析，并评估APC组织和/或血清中代谢物的相对水平^最小值/+小鼠、SW480细胞和人类结直肠癌细胞植入裸鼠。如图所示1（A） 51种代谢物在组织、血清和培养细胞中共享，在我们的分析系统中，检测到的代谢物的化学类别在血清、组织和培养细胞之间的分布相似（图1B–D）。

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图1

代谢组分析空气污染指数 ^最小值/+小鼠和软件480人上皮性结直肠癌细胞。（A） 基于血清和组织中检测到的代谢物的维恩图空气污染指数 ^最小值/+小鼠、相应的对照小鼠，以及软件480个单元格。圆图表示在血清（B）、组织（C）和软件480个单元格（D）。其他包括胺、杂环、杂环分子、酮和醛。括号中的值表示总数的百分比。

血清和息肉的代谢物分析空气污染指数 ^最小值/+老鼠

用H&E染色进行组织病理学检查（图2C） 在APC的息肉病变中发现以细胞异型增生为特征的腺瘤增生^最小值/+小鼠及其部分非息肉病变。从APC的血清和肠道组织中提取低分子量代谢物^最小值/+小鼠和相应的对照小鼠的血清和肠道组织中分别检测到126和131种代谢物（图1，表S1、S2）。在这些检测到的代谢物中，88种代谢物在组织和血清中共享（图1A） ●●●●。在APC的血清中^最小值/+与相应的对照小鼠相比，44和27种代谢物的水平分别显著增加和减少（表1). APC息肉病变^最小值/+与相应对照小鼠正常肠道组织中的代谢产物相比，25种代谢产物的水平显著增加，18种代谢产物水平降低（表2). 此外，APC息肉病变中15和24种代谢物的水平分别显著升高和降低^最小值/+小鼠与APC非息肉病变小鼠的比较^最小值/+小鼠（表2). 这些结果表明，血清和组织的代谢产物谱在空气污染指数突变小鼠和相应的对照小鼠。

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图2

基因突变空气污染指数基因导致消化道腺瘤的发生。（A）软件480个大肠癌细胞表达截断空气污染指数和软件表达全长的480个转染体空气污染指数用抗β-catenin抗体进行免疫组化分析。显示了具有代表性的图像。绿色，β-catenin。放大倍数，×200。（B）软件480个细胞表达截断空气污染指数和软件表达全长的480个转染体空气污染指数进行Western blot分析空气污染指数抗体和抗‐β-actin抗体。显示了具有代表性的图像。（C） 小肠组织采集自空气污染指数 ^最小值/+患有非息肉和息肉病变以及C57的小鼠BL公司/6J型小鼠和H（H）&E类染色。显示了具有代表性的图像。放大倍数，×100。

表1

血清水平在空气污染指数 ^最小值/+小鼠和野生型小鼠

	化学类别	折叠感应	P（P）‐价值
		空气污染指数最小值/+/控制	空气污染指数最小值/+与控制相比
1-十六醇	醇和多元醇	4.56	<0.00001*
2-氨基丁酸	氨基酸	2.74	0.00081*
2-脱氢‐d‐葡萄糖酸盐	羟基酸	1.21	0.04400*
2′-脱氧尿苷	核苷类似物	2.41	0.01200*
3,4-二羟基扁桃酸	羟基酸	1.27	0.00240*
3-羟基异戊酸	羟基酸	1.40	0.04700*
4-羟基扁桃酸盐	芳香酸	3.05	0.07700*
腺嘌呤	嘌呤和嘌呤衍生物	2.01	0.00010*
丙氨酸	氨基酸	2.01	0.00010*
邻氨基苯甲酸	氨基酸	2.75	0.00045*
阿拉伯糖-5-磷酸盐	碳水化合物	0.24	0.00230*
阿糖醇	醇和多元醇	0.27	0.00006*
抗坏血酸	羟基酸	5.27	0.00011*
α‐山梨糖（或果糖）	碳水化合物	0.25	0.01600*
天门冬氨酸	氨基酸	1.98	0.00220*
β-丙氨酸	氨基酸	0.49	0.00071*
苯甲酸	芳香酸	3.03	<0.00001*
β‐谷氨酸	氨基酸	0.86	0.04800*
β-乳糖	碳水化合物	2.06	0.00260*
瓜氨酸	氨基酸	2.24	0.00019*
针叶醛	羟基酸	17.90	0.00023*
半胱氨酸+胱氨酸	氨基酸	1.79	0.00058*
多帕	儿茶酚胺及其衍生物	0.50	0.02100*
果糖	碳水化合物	0.60	0.00032*
果糖-6-磷酸	磷酸糖	0.63	0.02400*
半乳糖胺	碳水化合物	4.40	<0.00001*
半乳糖	碳水化合物	0.78	0.00330美元*
半乳糖醛酸	羟基酸	0.56	0.00024*
葡萄糖酸盐	二羧酸	1.54	0.00150*
氨基葡萄糖	氨基糖苷类	1.78	0.00440*
葡萄糖醛酸盐	碳水化合物	0.57	0.00058*
谷氨酰胺	氨基酸	1.35	0.03300*
甘油酸	羟基酸	0.75	0.00300*
甘油	醇和多元醇	0.61	0.00037*
乙醇酸	羟基酸	0.41	<0.00001*
组氨酸	氨基酸	2.01	0.00140*
高丝氨酸	氨基酸	3.91	<0.00001*
羟基丁酸盐	羟基酸	2.57	0.00110*
肌苷	核苷类似物	0.35	0.02300*
酮异亮氨酸	酮酸	0.37	<0.00001*
酮伐林	酮酸	0.65	0.00048*
月桂酸	脂肪酸	1.47	0.00210*
赖氨酸	氨基酸	3.07	0.00002*
Lyxose（或xlylose）	碳水化合物	1.52	0.000011*
丙二酸	二羧酸	1.87	0.00550*
甘露糖	碳水化合物	1.21	0.02900*
N个乙酰基d日葡糖胺	碳水化合物	0.60	0.04300美元*
N个辛酸	脂肪酸	5.57	<0.00001*
壬酸（C9）	氨基酸	1.90	0.00240*
O‐磷酸乙醇胺	酰基磷酸盐	0.57	0.02700*
鸟氨酸	氨基酸	3.07	0.00007*
香精酸	嘧啶及其衍生物	3.65	<0.00001*
棕榈油酸	脂肪酸	0.20	<0.00001*
泛酸盐	氨基醇	1.54	0.00620*
苯丙氨酸	芳香酸	1.34	0.02900*
脯氨酸	氨基酸	2.68	0.00013*
腐烂	多胺	1.20	0.02700*
核糖醇	醇和多元醇	0.44	0.00077*
核糖	碳水化合物	0.28	<0.00001*
核酮糖-5-磷酸	磷酸糖	0.17	0.00068*
糖精	氨基酸	1.39	0.03200*
肌氨酸	氨基酸	5.92	0.00130*
胸腺嘧啶	嘧啶及其衍生物	3.19	0.00220*
反式-4-羟基-L-脯氨酸	氨基酸	2.07	0.00310*
色氨酸	氨基酸	0.37	0.00150*
酪氨酸	氨基酸	1.46	0.00110*
乌拉西尔	嘧啶及其衍生物	1.74	0.00033*
尿酸	嘌呤和嘌呤衍生物	0.55	0.00930*
缬氨酸	氨基酸	1.34	0.02800*
木糖醇	醇和多元醇	0.42	0.00083*
木质果糖	碳水化合物	0.58	0.00260*

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值表示为APC峰值强度的折叠感应^最小值/+老鼠(n个=7）相对于相应控件(n个 = 6). 所有数据如表S1所示，显示水平显著变化的代谢物如表所示1.APC（自动控制中心）^最小值APC多发性肠肿瘤。P（P）使用Student’st吨‐测试*P（P）< 0.05.

表2

代谢产物的组织水平在空气污染指数 ^最小值/+小鼠和野生型小鼠

	化学类别	折叠感应			P（P）‐价值
		息肉/对照	息肉/非息肉	非息肉/对照	息肉与对照	息肉与非息肉	非息肉与对照
1,5‐水力发电‐d日葡萄糖醇	碳水化合物	0.41	1.35	0.30	0.00120*	0.20000	0.00011*
1,6-无水葡萄糖	碳水化合物	2.18	1.60	1.36	0.02900*	0.17000	0.33000
1-甲基组胺	环胺	2.59	1.91	1.35	0.08500	0.17000	0.04100*
2,3-二磷酸甘油酯	酰基磷酸盐	0.28	0.55	0.52	0.27000	0.04700*	0.46000
2-氨基丁酸	氨基酸	9.70	3.60	2.69	<0.00001*	<0.00001*	0.00540*
2-羟基吡啶	羟基酸	1.41	0.74	1.90	0.06200	0.04100*	0.00710*
3-羟基丁酸	羟基酸	2.47	1.43	1.73	0.00015*	0.04700*	0.04100*
4-氨基丁酸	氨基酸	1.22	0.57	2.14	0.13000	0.00250*	0.00077*
4-羟基苄醇	醇和多元醇	1.26	0.72	1.76	0.12000	0.06000	0.01100*
5-羟基吲哚乙酸	吲哚和吲哚衍生物	2.38	1.42	1.67	0.03200*	0.23000	0.01200*
腺嘌呤	嘌呤和嘌呤衍生物	1.95	1.65	1.18	0.02800*	0.05300	0.40000
阿糖醇	醇和多元醇	0.82	0.64	1.29	0.32000	0.03800*	0.09800
抗坏血酸	羟基酸	3.91	5.80	0.67	0.01400*	0.00290*	0.59000
α‐山梨糖（或果糖）	碳水化合物	1.77	1.26	1.40	0.00210*	0.14000	0.05400
β-丙氨酸	氨基酸	1.30	1.06	1.22	0.02400*	0.56000	0.20000
β‐谷氨酸	氨基酸	0.23	0.29	0.79	0.00003*	0.00330*	0.20000
纤毛碱	氨基酸	0.12	0.16	0.75	0.00330*	<0.00001*	0.32000
柠檬酸+异柠檬酸	三羧酸	8.18	4.60	1.78	0.16000	0.21000	0.02600*
胱硫醚	氨基酸	14.67	5.34	2.75	<0.00001*	0.00001*	0.01300*
半胱氨酸+胱氨酸	氨基酸	0.44	0.44	0.99	0.00480*	0.00100*	0.97000
二甲基苯并咪唑	杂环芳香族有机化合物	3.34	2.13	1.57	0.00250*	0.02100*	0.19000
果糖	碳水化合物	1.82	1.27	1.43	0.00160*	0.12000	0.04000*
果糖-6-磷酸	糖磷酸盐	3.67	1.32	2.78	0.01400*	0.42000	0.01200*
岩藻糖	碳水化合物	2.34	1.52	1.55	<0.00001*	0.00450*	0.02600*
富马酸	二羧酸	0.65	0.62	1.05	0.01000*	0.06100	0.81000
半乳糖醇	醇和多元醇	2.90	1	2.90	0.02100*	1	0.08900
半乳糖胺	碳水化合物	0.68	0.59	1.14	0.17000	0.00058*	0.56000
半乳糖	碳水化合物	0.78	0.59	1.32	0.19000	0.01800*	0.17000
半乳糖醛酸	羟基酸	0.61	0.71	0.87	0.05000	0.04400*	0.52000
氨基葡萄糖	氨基糖苷类	3.22	1.25	2.59	0.27000	0.79000	0.27000
葡萄糖	碳水化合物	0.53	0.61	0.88	0.01600*	0.04900*	0.56000
葡萄糖醛酸盐	碳水化合物	0.53	0.62	0.86	0.01300*	0.03800*	0.51000
戊二酸	二羧酸	0.79	0.49	1.61	0.16000	0.00260*	0.00750*
甘油醛	醇和多元醇	0.88	0.68	1.30	0.50000	0.04600*	0.22000
甘油酸	羟基酸	1.20	0.84	1.43	0.10000	0.21000	0.02000*
甘油	醇和多元醇	0.45	0.68	0.66	0.00007*	0.09800	0.03700*
高丝氨酸	氨基酸	9.43	2.95	3.20	<0.00001*	<0.00001*	0.00007*
低牛磺酸	氨基酸	2.53	2.61	0.97	0.01600*	0.01400*	0.90000
次黄嘌呤	嘌呤和嘌呤衍生物	3.49	6.80	0.51	0.00007*	0.00001*	0.08900
肌醇	醇和多元醇	0.77	0.65	1.18	0.01800*	0.02400*	0.30000
异亮氨酸	氨基酸	0.88	0.66	1.33	0.52000	0.02700*	0.17000
曲酸	羟基酸	2.90	1.74	1.67	0.00260*	0.02200*	0.13000
苹果酸	二羧酸	0.69	0.62	1.10	0.00210*	0.04700*	0.63000
N个‐α‐乙酰基‐我赖氨酸	氨基酸	0.59	0.55	1.07	0.07000	0.03500*	0.79000
N个乙酰基d日‐氨基葡萄糖	碳水化合物	1.16	0.79	1.47	0.43000	0.17000	0.01500*
O‐磷酸乙醇胺	酰基磷酸盐	2.43	1.05	2.33	0.00250*	0.85000	0.01400*
鸟氨酸	氨基酸	0.56	0.58	0.98	0.00700*	0.01400*	0.89000
香精酸	嘧啶及其衍生物	3.35	1.51	2.22	0.00008*	0.03400*	0.00260*
草酸盐	二羧酸	1.20	0.77	1.55	0.15000	0.09200	0.01300*
泛酸盐	氨基醇	0.50	0.47	1.07	0.00470*	0.00087*	0.70000
腐烂	多胺	14.01	13.63	1.03	0.04700*	0.04700*	0.95000
鼠李糖	碳水化合物	2.80	1.37	2.05	<0.00001*	0.08700	0.01600*
核糖	碳水化合物	0.42	0.42	1	0.00120*	0.00150*	1
核糖	碳水化合物	0.65	0.57	1.13	0.01600*	0.01万*	0.43000
肌氨酸	氨基酸	10.44	2.08	5.01	<0.00001*	0.00075*	<0.00001*
山梨醇	醇和多元醇	0.62	0.71	0.86	0.04100*	0.08100	0.49000
丁二酸（或醛）	二羧酸	0.53	0.63	0.85	0.03600*	0.09800	0.55000
塔格糖	碳水化合物	2.73	1.95	1.40	0.00030*	0.00630*	0.18000
反式-4-羟基-L-脯氨酸	氨基酸	4.30	2	2.15	<0.00001*	0.00011*	0.001万*
尿酸	嘌呤和嘌呤衍生物	0.73	0.37	1.95	0.03300*	0.00039*	0.00200*
木糖醇	醇类和多元醇	0.45	0.52	0.86	0.00160*	0.00620*	0.42000

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数值表示为息肉峰值强度的折叠诱导(n个=7）和非息肉组织(n个=7）^最小值/+小鼠和相应的对照肠道组织(n个=6）野生小鼠。表S2显示了所有数据，表S2中显示了显著变化水平的代谢物2.APC（自动控制中心）^最小值APC多发性肠肿瘤。P（P）使用Student’st吨‐测试*P（P） < 0.05.

扩散的变化软件480个用代谢物处理的细胞

接下来，我们评估代谢产物的水平是否因空气污染指数突变影响肿瘤增殖。APC息肉病变中脯氨酸、阿拉伯糖醇、肌醇、核糖醇、异亮氨酸、2-羟基丁酸和3-羟基丙酸的水平趋于降低^最小值/+小鼠和表达截短APC的SW480细胞。APC息肉病变中肌氨酸水平显著升高^最小值/+小鼠，在表达截短APC的SW480细胞中趋于增加（表2,​、3、S2、S3）。三、S2、S3）。因此，研究了用三种不同浓度的每种代谢物处理过的SW480细胞的生长速度。在表达全长APC的SW480细胞中，添加1 mM肌醇显著提高了其增殖率（图三A） ●●●●。添加1或10 mM核糖醇显著降低表达截短APC的SW480细胞的增殖率（图三B） ●●●●。添加50μM肌氨酸显著促进表达截短APC的SW480细胞的生长速度（图三E） ●●●●。在每个浓度下，2-羟基丁酸和3-羟基丙酸对SW480细胞增殖都有类似的影响（图三C、 D）。此外，L-脯氨酸（0.6-1.8 mM）、阿拉伯糖醇（0.1-10 mM）和异亮氨酸（0.6-18 mM）对细胞生长速度没有显著影响（数据未显示）。这些结果表明，一些代谢产物的水平被空气污染指数突变调节肿瘤环境和增殖。

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图3

靶向代谢物对细胞生长速率的影响软件480个结直肠癌细胞和软件480个转染体。软件480个细胞以5×10的速度生长⁴/在96孔板中放置24小时，然后暴露于指示浓度的肌醇（A）、核糖醇（B）、2-羟基丁酸（C）、3-羟基丙酸（D）和肌氨酸（E）。24小时后，评估细胞生长速度。数据显示为平均值±标准偏差,n个=3–10。统计显著性分析使用S公司学生的t吨检验，概率水平0.05被用作显著性标准*P（P） < 0.05. L-脯氨酸（0.6-1.8 mM）、阿拉伯糖醇（0.1-10 mM）和异亮氨酸（0.6-18 mM）对细胞生长速率没有显著影响（数据未显示）。

讨论

获得有关Wnt通路异常激活机制的新见解空气污染指数突变，我们使用在体外和体内实验。在肠道组织中，空气污染指数伴随Wnt途径激活的突变似乎会引起各种代谢物水平的改变。在APC中^最小值/+小鼠的组织学表现与人类大肠腺瘤相同（图2C） ，观察到息肉和非息肉区域代谢产物的差异（表2). APC中各种代谢物的血清水平^最小值/+与相应的对照小鼠相比，小鼠发生了显著变化（表1，S1）。此外，在植入HT‐29细胞和SW480细胞的裸鼠中，与对照裸鼠相比，各种代谢物的血清水平显著改变（表4,​,5),5)、和在体外表达截短APC的SW480细胞与表达正常APC的细胞之间的比较表明，这两种细胞类型之间的代谢物水平存在差异（表三). 这些结果表明空气污染指数肠组织和/或肠上皮细胞的突变通过Wnt通路的激活引起代谢组的改变。

正如肿瘤微环境诱导能量代谢途径发生许多变化以获得足够的能量用于细胞增殖这一概念所预期的那样，参与细胞内TCA循环后期阶段的中间产物水平，包括琥珀酸、富马酸和苹果酸，表达截短APC的SW480细胞明显高于表达全长APC的SW480转染细胞（表三,​,7).7). 平山等.¹⁷结果表明，三种TCA代谢物（琥珀酸、富马酸和苹果酸）在大肠肿瘤组织中的水平显著升高，癌细胞积极使用富马酸呼吸可能为富马酸与琥珀酸的积累提供了一个可行且有趣的解释。一些寄生虫和细菌能够在厌氧条件下通过产生富马酸合成ATP，富马酸接受丁二酸的电子。²⁴这一过程称为富马酸呼吸，在APC截短的SW480细胞中观察到的TCA循环中间产物水平的变化模式也表明富马酸的呼吸。相反，在APC的息肉区域，这些TCA循环中间产物的水平没有显著增加^最小值/+小鼠（即腺瘤）。研究表明，一种驱虫药，二甲酸吡维酮，是富马酸呼吸抑制剂，抑制了人类结肠癌细胞系WiDr和人类胰腺癌细胞系PANC-1的生长。²⁵这些发现表明空气污染指数突变引起能量代谢途径的改变，这种调节可能导致大肠癌治疗策略的发现。

氨基酸谱对于理解空气污染指数突变和随后的Wnt途径激活。平山等.¹⁷据报道，除谷氨酰胺外，大多数氨基酸在结直肠癌组织中的水平显著高于正常结肠组织，这表明结直肠癌与氨基酸之间存在关系。在这项研究中，APC的非息肉组织中大多数氨基酸的水平往往较高^最小值/+与对照组小鼠的正常组织相比（表7). APC息肉组织中的氨基酸水平^最小值/+小鼠也往往低于非息肉组织中的小鼠（表7，S2）。这些结果表明空气污染指数突变是结直肠癌发生的第一步，会引起氨基酸谱的变化，这种变化可能会导致息肉的形成。导致氨基酸水平变化的原因之一是空气污染指数突变可能是自噬引起的。自噬是一个分解代谢过程，通过溶酶体机械降解细胞自身成分，通过蛋白质降解产生肽和氨基酸。自噬途径在大肠肿瘤组织中下调，²⁶而在第53页研究发现，饥饿会削弱自噬通量，导致LC3过度积累，最终导致细胞凋亡。²⁷因此，必须对氨基酸谱和自噬之间的相互关系进行研究，以详细了解结直肠癌。

在代谢产物分析中，植入HT-29细胞、SW480细胞和SW480转染剂的小鼠血清中的乳酸水平显著降低（表4,​，5，5,​,6).6). 这些结果与之前使用结直肠癌患者临床样本进行的研究中的观察结果不同。¹⁶结直肠癌和其他癌症患者的血清乳酸水平高于健康志愿者。¹¹,²⁸然而，转移性结直肠癌患者的血清乳酸水平较低。²⁹转移性结直肠癌患者的糖异生可能掩盖了癌症末期葡萄糖的厌氧异化，³⁰人结直肠癌异种移植模型小鼠的情况可能与转移性结直肠癌患者相似。此外，可以证实，植入表达截短APC的SW480细胞的裸鼠血清和表达全长APC的SW480转染子的血清在代谢物谱方面存在差异（表5)这表明体内肿瘤的存在会导致血清代谢组的改变。尽管SW480细胞和转染SW480的裸鼠血清中代谢物的数量差异显著，但血清代谢组中的一些有趣变化是明显的。SW480细胞移植裸鼠的血清阿糖醇和核糖醇水平显著低于SW480转染裸鼠，这些现象与SW480和SW480转基因裸鼠的细胞内水平变化相似（表5,​,6).6). 此外，核糖醇可以影响APC截短的SW480细胞的增殖（图三B） ●●●●。这些结果表明，APC突变导致肿瘤细胞中核糖醇水平降低可能导致肿瘤细胞增殖。

代谢是细胞内发生的一系列化学反应，以维持细胞的生存、生长和分裂，这表明肿瘤微环境可能会引起代谢的许多变化，以获得更多能量。如上所述，利比特醇被认为是影响肿瘤细胞增殖的一种代谢物。核糖醇降低表达空气污染指数突变，但不影响表达全长APC的SW480转染体的生长（图三B） ●●●●。贝洛等.³¹揭示了5‐o个1，4-烷基亚氨基-1，4-二脱氧核糖醇作为癌细胞生长的抑制剂具有活性，研究表明其抑制活性取决于烷基侧链的长度，尽管核糖醇本身的抗癌活性尚未得到研究。相反，1mM肌醇显著增加了表达全长APC的SW480转染子的增殖率（图三A） ●●●●。以前有报道称结肠息肉中的肌醇水平显著降低，糖酵解可能在早期肿瘤发生中起关键作用。³²因此，肌醇对肿瘤细胞的作用可能导致糖酵解和癌细胞生长的上调。在每种浓度下，2-羟基丁酸和3-羟基丙酸对SW480细胞的增殖都产生了类似的影响（图三C、 D）。这些结果可能是由于2-羟基丁酸和3-羟基丙酸的细胞毒性，并且这种作用与空气污染指数尽管到目前为止还没有关于细胞毒性的报道，但细胞发生了突变。在这项研究中，我们观察到肌氨酸的有趣行为N个氨基酸甘氨酸的甲基衍生物。斯里库马尔等.¹⁰研究表明，在前列腺癌向转移的过程中，肌氨酸水平显著升高，并且可以在尿液中非侵袭性检测到。在我们的研究中，我们发现APC患者血清肌氨酸水平显著升高^最小值/+小鼠比相应的对照小鼠（表1)在APC的息肉组织中显著高于非息肉组织^最小值/+老鼠（表2). 用50μM肌氨酸处理表达截短APC的SW480细胞，可显著提高其生长速度(P（P）=0.043，图2E） ●●●●。在之前的一项研究中，接触25、50和100μM的人前列腺癌细胞系LNCaP细胞表现出上调HER2/neu mRNA表达，50μM时效果最强，¹⁷在暴露于50μM肌氨酸的细胞中观察到细胞内肌氨酸浓度增加。¹⁰因此，癌细胞可能在较小的浓度范围内受到肌氨酸的调节。据报道，在前列腺癌细胞中，肌氨酸水平可能参与HER2/neu的调节³³它们与带有表皮生长因子和两个卵泡抑素基序2的跨膜蛋白的抑癌活性相关，³⁴尽管肌氨酸与人类结直肠癌的关系尚待证实。总之，肌氨酸和相关分子可能有潜力作为早期结直肠癌的生物标志物空气污染指数突变，可以作为新的治疗干预的靶点。

总之，我们分析了细胞和组织的代谢组学状态空气污染指数基因突变，发现空气污染指数该基因可能调节氨基酸相关途径和其他能量相关代谢途径。也有人认为某些代谢物可能会影响癌细胞的增殖。这项代谢组学研究将有助于发现早期癌症的新生物标记物和癌症特异性治疗的发展，并且这项研究的结果增加了我们对结直肠癌的了解。

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作者没有利益冲突。

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