目的：本研究旨在通过建立代谢组学实验平台,对照分析动物成骨肉瘤(Osteosarcoma；OS)实验模型与临床OS、良性骨肿瘤患者的血清/尿液特征代谢产物,并通过建立OS代谢谱数学模型,对动物模型及OS患者参比研究,建立血清、尿液代谢标志物组,并试图从机体的动态代谢途径寻找OS诊断标志物.
　　方法：本研究分3部分进行：建立模型动物OS的代谢谱.通过建立MG-63(人成骨肉瘤细胞株)C3H鼠模型和健康对照组,采用氯甲酸乙酯(ECF)衍生的气质联用(GC/MS)技术平台,分别观察模型鼠荷瘤后第3、5、7周的内源性小分子代谢谱相对于健康对照组尿液的变化.用主成分分析(PCA)的方法，判断荷瘤鼠同一时间点的尿液样本代谢谱轮廓和趋势,鉴定差异代谢产物中主成分.建立临床骨肿瘤的代谢谱.将13名OS患者,18名良性肿瘤患者和20名健康对照人群分成3组,通过ECF衍生GC/MS技术平台对三组尿液样本代谢进行分析；同步基于三甲基硅烷(TMS)衍生的气相色谱飞行时,间质谱联用分析(GC/TOF-MS)分析的方法，考察三组血清样本.以此分别得到三组血清/尿液样本的代谢物谱变化,鉴定出代谢产物中比较明显的成分.OS代谢标记物与代谢通路相关的综合分析。将实验鼠和临床研究的结果予以对比,得出交集的代谢产物,在Metabolic Pathway以及KEGG数据库进行代谢通路的查询.通过综合分析,获得OS在发生发展过程中内源性小分子比较明显的代谢变化,推测OS代谢诊断标记物、主要代谢通路以及影响其代谢通路的关键酶.
　　结果：1.实验中发现伴随着OS的形成与进展,鼠代谢轮廓在实验第3周开始出现偏移、第5周已经初步显现分离趋势,第7周已经完全可以区分.可找出的与OS形成相关的37个差异代谢物,并利用NIST谱库等数据库,鉴定了其中10个代谢物.2.利用非监督的PCA方法，得到健康对照组与骨肿瘤患者代谢谱的分离趋势.进一步观察到OS、良性骨肿瘤患者与正常对照之间的代谢轮廓的差异,得到与OS临床病理相关的代谢通路的变化.3.发现OS代谢产物的主要共同通路异常为肿瘤能量代谢异常和鸟氨酸循环-多胺代谢的异常.在OS尿液代谢组学研究中,柠檬酸、马尿酸盐、腐胺、亚精胺,鸟氨酸可能成为代谢诊断的标志物,关键酶推测是鸟氨酸脱羧酶(ODC),谷胱甘肽-S-转移酶(GST)的同工酶和GSTM1、GSTT1.OS血清代谢组学研究结果显示,苹果酸、十二烷酸、羊毛硫氨酸、有可能成为代谢诊断的标志物,推测的关键酶是鸟氨酸循环中负责调控/转运N.乙酰谷氨酸合酶(NAGAS)和鸟氨酸转移酶(OCT).4.代谢差异结果表明：OS对能量代谢、鸟氨酸循环-多胺代谢等多个生理系统产生显著影响,并且可能直接导致代谢通路损伤.
　　结论：1.基于ECF和TMS衍生的GC/MS的OS代谢组学实验平台,进行OS动物模型和临床OS患者的血/尿液的代谢组学研究,能够初步得到组别代谢轮廓的分离趋势,表明基于色谱/质谱的尿样代谢组学方法在OS的早期诊断上有很大的潜力.2.本实验证明：能量代谢异常和鸟氨酸循环.多胺代谢等代谢通路碍在OS发生、发展病理过程中具有重要作用,与OS形成、恶化和转移具有重要相关性。