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非小细胞肺癌和食管癌是我国最常见胸部恶性肿瘤,其发病率呈上升趋势,而胸部肿瘤死亡病例约占了恶性肿瘤相关死亡病例的1/3。本研究拟探讨iEESI-MS在快速区分胸部常见恶性肿瘤的癌组织及配对癌旁正常组织的应用价值,并探索其差异性离子在肿瘤发生发展中的生物学意义。 1.内部萃取电喷雾电离质谱技术在快速区分NSCLC组织中的实验研究 目的:探讨内部萃取电喷雾电离质谱技术(iEESI-MS)在快速区分配对肺癌组织及癌旁正常肺组织中的应用价值,研究磷脂类物质差异性表达在肺癌发生发展中的生物学意义。 方法:采用自主设计的自制精密取样器及自主开发的iEESI-MS在无需预处理的情况下对我院纳入研究的51例配对肺癌组织和癌旁正常肺组织进行分析;设置iEESI-MS离子源为正离子模式,质谱扫描范围设置为m/z50-2000 Da;电离电压为+4.5 kV;离子传输管温度设置为150℃;离子传输管电压设置为35 V;透镜电压设置为100 V;其它质谱参数均由LTQ-MS系统自动优化;萃取剂为水/甲醇/乙酸(35:65:0.01,v/v/v),流速为0.5μL/min。在Matlab软件对获得样本iEESI-MS质谱指纹图谱数据进行PLS计算分析得到区分结果。差异性离子相对丰度用SPSS21.0进行比较。 结果:本方法能在1min内完成取样、质谱指纹数据获得及分析;肺癌组织一级质谱指纹谱图主要离子为m/z154.00,m/z188.14,m/z301.19,m/z317.14, m/z772.65,m/z782.72,m/z798.67,m/z824.70,m/z848.70;而癌旁正常肺组织一级质谱指纹谱图主要离子为m/z158.16,m/z227.26,m/z274.41, m/z318.45,m/z518.56,m/z728.76,m/z756.80,m/z782.76,m/z804.72, m/z832.76。经过 PLS分析,两组样本的质谱指纹图谱数据能够明显区分,且发现对于区分两组样本的主要差异性离子为m/z706,m/z757,m/z773,m/z783, m/z799。比较发现肺癌组织中 m/z706,m/z773,m/z783,m/z799明显高于正常组织,而正常组织中 m/z757的相对丰度明显高于癌组织(P<0.05)。运用CID实验,差异性离子m/z757,m/z773,m/z783,m/z799被鉴别为二棕榈磷脂酰胆碱+钠离子(DPPC+Na+),二棕榈磷脂酰胆碱+钾离子(DPPC+ K+),鞘磷脂+氢离子(SM+H+),磷脂酰甘油+氢离子(PG+H+)。 结论:内部萃取电喷雾电离质谱技术(iEESI-MS)耦合 PLS能够快速区分肺癌组织及癌旁正常肺组织,有望成为术中快速区分肺癌组织的新方法,并为探索NSCLC的磷脂类物质代谢组学提供新方向。 2.内部萃取电喷雾电离质谱法在快速区分食管癌组织中的实验研究 目的:探讨内部萃取电喷雾电离质谱技术(iEESI-MS)在快速区分配对食管癌组织及癌旁正常食管组织中的应用价值,探讨氨基酸类物质差异性表达的食管癌发生发展中的生物学意义。 方法:采用自主设计的自制精密取样器及自主开发的iEESI-MS在无预处理的情况下对我院纳入研究的32例配对食管癌组织及正常食管样本进行分析;设置iEESI-MS离子源为正离子模式,质谱扫描范围m/z50-300 Da;电离电压为+4.5 kV;离子传输管温度为150℃;离子传输管电压为35 V;透镜电压为100 V;其它质谱参数均由 LTQ-MS系统自动优化;萃取剂为水:甲醇:乙酸溶液(50:50:0.01,v/v/v),流速为0.5μL/min。用Matlab软件对获得样本iEESI-MS质谱指纹图谱数据进行 PLS计算分析得到区分结果,用 SPSS21.0对差异性离子相对丰度进行比较及评估其对区分的有效性。 结果:本方法能在1min内完成取样、质谱指纹数据获得及分析;食管癌组织一级质谱指纹图谱主要离子为m/z56.97、m/z104.13、m/z116.10、m/z132.13、m/z147.16、m/z154.06、m/z156.08、m/z175.13等,而正常食管组织主要以m/z58.96、m/z74.03、m/z82.99、m/z133.11、m/z138.03、m/z147.09、m/z154.06、m/z175.12、m/z188.05等离子为主。经过PLS分析,两组样本的质谱指纹图谱数据能够明显区分,比较发现在食管癌组织中m/z104.13、m/z116.10、m/z132.13和 m/z175.13明显高于正常组织,而正常食管组织中m/z82.99、m/z133.11、m/z147.08、m/z154.06和 m/z188.05的相对丰度明显高于癌组织(P<0.05);运用CID实验,鉴别差异性离子m/z104.13为二甲基甘氨酸,m/z116.10为脯氨酸,m/z132.13为异亮氨酸,m/z133.11为天冬酰胺,m/z147.08为谷氨酰胺,而m/z175.13为精氨酸。运用 ROC曲线对差异性物质进行区分有效性的评估,发现二甲基甘氨酸(DMG)、脯氨酸、异亮氨酸、精氨酸对于区分两组样本的有效性优于天冬酰胺和谷氨酰胺。 结论:内部萃取电喷雾电离质谱法(iEESI-MS)耦合 PLS分析能够基于氨基酸类物质差异表达快速区分食管癌及癌旁正常组织,为术中快速区分食管癌组织提供了新方法,为食管癌氨基酸代谢的研究提供了新方向。