近日，生物医学1区杂志Theranostics (2019 IF: 8.579)在线发表了我院王晓研究员团队的最新研究成果“Mass spectrometry imaging-based metabolomics to visualize the spatially resolved reprogramming of carnitine metabolism in breast cancer”。该工作揭示了肉碱代谢重编程在肿瘤发生发展中的关键作用，并为肿瘤的免标记分子诊断提供了新手段。
肿瘤细胞通过代谢重编程满足自身恶性增殖，是其区别于正常细胞的重要特征。全面而深入地表征肿瘤代谢特征为寻找潜在的肿瘤诊疗靶点提供新的契机。肉碱是一类具有广泛生物活性的低分子量氨基酸，为人体所有组织正常功能所必需。其中左旋肉碱在机体中主要参与长链脂肪酸的β氧化，它作为一种“载体”将长链脂肪酸转运进入线粒体，从而使长链脂肪酸得以进一步氧化供能。
本研究构建了一种肉碱类分子高覆盖的MALDI质谱成像方法，实现了包括左旋肉碱、6种短链酰基肉碱、3种中链酰基肉碱和7种长链酰基肉碱在内的总共17种肉碱分子的肿瘤组织原位可视化表征。在模型动物和乳腺癌患者肿瘤组织上分别开展的质谱成像代谢组学研究均提示：左旋肉碱和短链酰基肉碱在肿瘤细胞中发生了非常显著的上调。依据肉碱分子表达水平构建的乳腺癌分类预测模型的预测准确率大于94%。进一步对肉碱代谢通路进行分析，发现脂肪酸和脂肪酸β氧化相关的代谢酶CPT 1A、CPT 2、CRAT在乳腺癌细胞中同样发生了上调。这为潜在乳腺癌治疗靶点的发现提供了一种新思路。
该工作主要由药学院/分析测试中心孙成龙博士、王晓研究员完成，并得到课题组其他研究人员及合作单位：山东第一医科大学、上海交通大学医学院的协助。项目得到国家自然科学基金（81903571）的资助。
全文链接：https://www.thno.org/v10p7070.htm