Journal of Experimental & Clinical Cancer Research
胶质母细胞瘤代谢组学揭示潜在诊断与治疗靶点

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本文系统回顾了胶质母细胞瘤（GBM）代谢组学研究的最新进展，揭示了代谢通路重编程与疾病进展、治疗反应和患者预后的关联。通过整合多种生物样本模型，包括体外、体内和临床样本，研究识别了多个与GBM恶性程度、IDH突变和MGMT启动子甲基化状态相关的代谢标志物，为开发非侵入性诊断工具和精准治疗策略提供了重要线索。

 

文献概述
本文《Glioblastoma metabolomics: uncovering biomarkers for diagnosis, prognosis and targeted therapy》，发表于《Journal of Experimental & Clinical Cancer Research》杂志，回顾并总结了胶质母细胞瘤（GBM）中代谢组学研究的最新进展。文章详细分析了GBM中糖酵解、氨基酸代谢、尿素循环等通路的失调，揭示了多个潜在的代谢标志物，并讨论了这些代谢物在疾病进展、假性进展识别及治疗反应中的应用价值。

背景知识
胶质母细胞瘤（GBM）是成人中最常见的原发性恶性脑肿瘤，其高侵袭性和治疗耐药性导致预后极差。尽管目前的标准治疗包括手术切除联合放化疗，但患者复发率高，生存期短。代谢组学作为组学研究的重要分支，通过全面分析细胞或体液中的代谢产物，为揭示GBM的分子机制、发现新的生物标志物和治疗靶点提供了有力工具。此外，本文还讨论了代谢组学在非侵入性液体活检、肿瘤微环境分析及个体化医疗中的应用潜力。

 

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研究方法与实验
文章总结了多种代谢组学技术在GBM研究中的应用，包括核磁共振（NMR）、磁共振波谱成像（MRSI）、液相色谱-质谱（LC-MS）和气相色谱-质谱（GC-MS）等。这些方法被应用于体外细胞模型（如2D和3D培养）、动物模型（如基因工程和原位模型）、组织样本及生物体液（血浆、脑脊液、唾液）等不同生物矩阵，以识别与疾病分级、突变状态和治疗反应相关的代谢特征。

关键结论与观点

• GBM细胞表现出显著的代谢重编程，包括糖酵-3-磷酸（G6P）、谷氨酸、琥珀酸等代谢物水平升高，而柠檬酸水平降低，提示Warburg效应在肿瘤发展中的作用。
• 高恶性GBM细胞中谷胱甘肽（GSH）表达上调，而低恶性细胞中较低，提示其可作为潜在治疗靶点。
• IDH突变GBM中2-羟基戊二酸（2-HG）水平显著升高，而谷氨酸、GSH和乳酸水平降低，为非侵入性IDH突变检测提供依据。
• GBM肿瘤核心与边缘区域存在显著代谢差异，如4-羟基苯丙酮酸、丙氨酸、肌酸等在边缘区域富集，提示代谢异质性可能影响治疗策略。
• 在生物体液中，血浆和脑脊液中的代谢物如鸟氨酸、尿苷、葡萄糖、乳酸等与GBM进展相关，为液体活检提供潜在标志物。

研究意义与展望
本文研究为基于代谢组学的精准医疗提供了理论基础，支持开发新型非侵入性诊断工具和个性化治疗策略。未来研究可进一步结合机器学习和多组学整合分析，以提高标志物的临床预测能力，并探索代谢物在肿瘤免疫调节中的作用，为GBM治疗提供新靶点。

 

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结语
本文系统总结了胶质母细胞瘤（GBM）中代谢组学研究的最新进展，强调了代谢通路的重编程在肿瘤发生、进展及治疗耐药中的关键作用。研究显示，代谢组学可有效揭示GBM的分子特征，特别是在IDH突变、MGMT启动子甲基化和肿瘤微环境方面。此外，多种生物体液（如血浆、脑脊液）中的代谢物变化为液体活检提供了潜在标志物。未来，结合代谢组学与基因组、蛋白质组等多组学数据，将有助于更全面理解GBM的生物过程，推动个性化医疗的发展，最终改善患者预后。

 

Susan Costantini, Elena Di Gennaro, Giulia Fanelli, Alfredo Budillon, and Claudia Abbruzzese. Glioblastoma metabolomics: uncovering biomarkers for diagnosis, prognosis and targeted therapy. Journal of Experimental & Clinical Cancer Research : CR.