The Journal of Practical Medicine >

2025 , Vol. 41 >Issue 11: 1742 - 1750

DOI: https://doi.org/10.3969/j.issn.1006-5725.2025.11.020

New Technology and New Method

Lipidomic profile of serum in colorectal cancer patients and its diagnostic significance

  • Xiao YANG ,
  • Tao WANG ,
  • Wei WANG ,
  • Yaohui PENG ,
  • Yan CHEN ,
  • Haiping ZENG ,
  • Bao YANG
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  • *.Hubei Provincial Key Laboratory of Occurrence and Intervention of Rheumatic Diseases，Hubei Minzu University，Enshi 445000，Hubei，China

Received date: 2025-03-05

  Online published: 2025-06-19

Fold

Abstract

Objective This study examines serum lipid metabolism characteristics in colorectal cancer patients and its diagnostic potential. Methods Serum samples from 57 colorectal cancer patients and 54 healthy controls underwent lipidomic analysis using ultra-high performance liquid chromatography-time-of-flight mass spectrometry， combined with principal component analysis （PCA） and orthogonal partial least squares discriminant analysis （OPLS-DA） . Differential lipids were identified based on criteria of P< 0.05， VIP > 1， and fold change < 0.67 or > 1.5. These lipids were further evaluated using receiver operating characteristic （ROC） analysis to identify biomarkers with strong diagnostic value. Results Five classes and 66 differential lipids were identified， with phosphatidylcholine （PC） and triglyceride （TG） comprising 59.09%. KEGG pathway enrichment indicated involvement in glycerophospholipid and glycerol ester metabolism pathways. ROC analysis identified Sphinganine， MG（19∶0）， LysoPC（18∶2）， PA（42∶6）， PC（36∶5）， PC（36∶4）， PC（38∶6）， and PC（40∶8） as having areas under the curve greater than 0.85. Conclusion The lipid metabolic profile of colorectal cancer （CRC） patients can be systematically analyzed through the efficient enrichment of lipid metabolites in serum using the UPLC-Q/TOF-MS technique， in conjunction with a modified Bligh-Dyer method. The identification of eight specific lipids including Sphinganine， MG（19∶0）， LysoPC（18∶2）， PA（42∶6）， PC（36∶5）， PC（36∶4）， PC（38∶6）， and PC（40∶8） offer novel insights and parameters for differentiating between healthy individuals and those diagnosed with colorectal cancer.

Key words： colorectal cancer; ultra performance liquid chromatography-time of flight mass spectrometry; lipidomics; early screening; biomarkers

Cite this article

Xiao YANG , Tao WANG , Wei WANG , Yaohui PENG , Yan CHEN , Haiping ZENG , Bao YANG . Lipidomic profile of serum in colorectal cancer patients and its diagnostic significance[J]. The Journal of Practical Medicine, 2025 , 41(11) : 1742 -1750 . DOI: 10.3969/j.issn.1006-5725.2025.11.020

References

1 SIEGEL R L， GIAQUINTO A N， JEMAL A. Cancer statistics， 2024［J］. CA Cancer J Clin， 2024， 74（1）： 12-49. doi:10.3322/caac.21820
2 QU R， MA Y， ZHANG Z， et al. Increasing burden of colorectal cancer in China［J］. Lancet Gastroenterol Hepatol， 2022， 7（8）： 700. doi:10.1016/s2468-1253(22)00156-x
3 LADABAUM U， DOMINITZ J A， KAHI C， et al. Strategies for colorectal cancer screening［J］. Gastroenterology， 2020， 158（2）： 418-432. doi:10.1053/j.gastro.2019.06.043
4 朱吉玥， 张波， 李亚茹， 等. 全身炎症反应指数对早期结直肠癌内镜黏膜下剥离术后非治愈性切除的预测价值［J］. 实用医学杂志， 2025， 41（5）： 716-723.
5 HEUSCHMID M， LUZ O， SCHAEFER J F， et al. Computed tomographic colonography （CTC）： Possibilities and limitations of clinical application in colorectal polyps and cancer［J］. Technol Cancer Res Treat， 2004， 3（2）： 201-207. doi:10.1177/153303460400300213
6 ZHONG J， GUO J， ZHANG X， et al. The remodeling roles of lipid metabolism in colorectal cancer cells and immune microenvironment［J］. Oncol Res， 2022， 30（5）： 231-242. doi:10.32604/or.2022.027900
7 STEVANOVIC M， VEKIC J， BOGAVAC-STANOJEVIC N， et al. Significance of LDL and HDL subclasses characterization in the assessment of risk for colorectal cancer development［J］. Biochem Med， 2018， 28（3）： 030703. doi:10.11613/bm.2018.030713
8 DU M， GU D， XIN J， et al. Integrated multi-omics approach to distinct molecular characterization and classification of early-onset colorectal cancer［J］. Cell Rep Med， 2023， 4（3）： 100974. doi:10.1016/j.xcrm.2023.100974
9 ZHANG S L， CHENG L S， ZHANG Z Y， et al. Untangling determinants of gut microbiota and tumor immunologic status through a multi-omics approach in colorectal cancer［J］. Pharmacol Res， 2023， 188： 106633. doi:10.1016/j.phrs.2022.106633
10 CLOS-GARCIA M， GARCIA K， ALONSO C， et al. Integrative Analysis of Fecal Metagenomics and Metabolomics in Colorectal Cancer［J］. Cancers， 2020， 12（5）： 1142. doi:10.3390/cancers12051142
11 王佳慧， 郑可， 李雪梅. 脂质组学在肾脏疾病中的应用与进展［J］. 实用医学杂志， 2025， 41（1）： 1-6.
12 ZHANG L， ZHU B， ZENG Y， et al. Clinical lipidomics in understanding of lung cancer： Opportunity and challenge［J］. Cancer Lett， 2020， 470： 75-83. doi:10.1016/j.canlet.2019.08.014
13 TAKANASHI Y， KAHYO T， SEKIHARA K， et al. Prognostic potential of lipid profiling in cancer patients： A systematic review of mass spectrometry-based studies［J］. Lipids Health Dis， 2024， 23（1）： 154. doi:10.1186/s12944-024-02121-0
14 WOLRAB D， JIRáSKO R， CíFKOVá E， et al. Lipidomic profiling of human serum enables detection of pancreatic cancer［J］. Nat Commun， 2022， 13（1）： 124. doi:10.1038/s41467-021-27765-9
15 刘锦燕， 郑彧鸣， 曹祎婕， 等. 结直肠癌诊断性生物标志物的研究进展［J］. 标记免疫分析与临床， 2022， 29（9）： 1592-1596.
16 LECH G， S?OTWI?SKI R， S?ODKOWSKI M， et al. Colorectal cancer tumour markers and biomarkers： Recent therapeutic advances［J］. World J Gastroenterol， 2016， 22（5）： 1745-1755. doi:10.3748/wjg.v22.i5.1745
17 HOSSAIN M S， KARUNIAWATI H， JAIROUN A A， et al. Colorectal cancer： A review of carcinogenesis， global epidemiology， current challenges， risk factors， preventive and treatment strategies［J］. Cancers， 2022， 14（7）： 1732. doi:10.3390/cancers14071732
18 杨宝， 梁运啸， 黄宗声， 等. 基于超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱质谱的结直肠腺瘤患者血清代谢组学研究［J］. 分析测试学报， 2022， 41（5）： 668-674.
19 OSAWA T， FUJIKAWA K， SHIMAMOTO K. Structures， functions， and syntheses of glycero-glycophospholipids［J］. Front Chem， 2024， 12： 1353688. doi:10.3389/fchem.2024.1353688
20 WANG Z， YANG M， YANG Y， et al. Structural basis for catalysis of human choline/ethanolamine phosphotransferase 1［J］. Nat Commun， 2023， 14（1）： 2529. doi:10.1038/s41467-023-38290-2
21 STOICA C， FERREIRA A K， HANNAN K， et al. Bilayer forming phospholipids as targets for cancer therapy［J］. Int J Mol Sci， 2022， 23（9）： 5266. doi:10.3390/ijms23095266
22 ZECHNER R， ZIMMERMANN R， EICHMANN T O， et al. FAT SIGNALS--lipases and lipolysis in lipid metabolism and signaling［J］. Cell Metab， 2012， 15（3）： 279-291. doi:10.1016/j.cmet.2011.12.018
23 ZHANG X， SAARINEN A M， HITOSUGI T， et al. Inhibition of intracellular lipolysis promotes human cancer cell adaptation to hypoxia［J］. eLife， 2017， 6： e31132. doi:10.7554/elife.31132
24 CHUNG Y W， HAN D S， PARK Y K， et al. Association of obesity， serum glucose and lipids with the risk of advanced colorectal adenoma and cancer： A case-control study in korea［J］. Dig Liver Dis， 2006， 38（9）： 668-672. doi:10.1016/j.dld.2006.05.014
25 CANALS D， PERRY D M， JENKINS R W， et al. Drug targeting of sphingolipid metabolism： Sphingomyelinases and ceramidases［J］. Br J Pharmacol， 2011， 163（4）： 694-712. doi:10.1111/j.1476-5381.2011.01279.x
26 MARKOWSKI A R， B?ACHNIO-ZABIELSKA A U， POGODZI?SKA K， et al. Diverse sphingolipid profiles in rectal and colon cancer［J］. Int J Mol Sci， 2023， 24（13）： 10867. doi:10.3390/ijms241310867
27 SUN R， GU J， CHANG X， et al. Metabonomics study on orthotopic transplantion mice model of colon cancer treated with astragalus membranaceus-curcuma wenyujin in different proportions via UPLC-Q-TOF/MS［J］. J Pharm Biomed Anal， 2021， 193： 113708. doi:10.1016/j.jpba.2020.113708
28 FHU C W， ALI A. Fatty acid synthase： An emerging target in cancer［J］. Molecules， 2020， 25（17）： 3935. doi:10.3390/molecules25173935
29 RUTTER M， SAUNDERS B， WILKINSON K， et al. Severity of inflammation is a risk factor for colorectal neoplasia in ulcerative colitis［J］. Gastroenterology， 2004， 126（2）： 451-459. doi:10.1053/j.gastro.2003.11.010
30 MARTIN-PEREZ M， URDIROZ-URRICELQUI U， BIGAS C， et al. The role of lipids in cancer progression and metastasis［J］. Cell Metab， 2022， 34（11）： 1675-1699. doi:10.1016/j.cmet.2022.09.023
31 CHANG J， TANG N， FANG Q， et al. Inhibition of COX-2 and 5-LOX regulates the progression of colorectal cancer by promoting PTEN and suppressing PI3K/AKT pathway［J］. Biochem Biophys Res Commun， 2019， 517（1）： 1-7. doi:10.1016/j.bbrc.2018.01.061
32 YANG K， LI H， DONG J， et al. Expression profile of polyunsaturated fatty acids in colorectal cancer［J］. World J Gastroenterol， 2015， 21（8）： 2405-2412. doi:10.3748/wjg.v21.i8.2405
33 林泽帅， 晏涛， 陈佳妮， 等. 尿液非极性代谢物中筛选结直肠癌诊断与化疗毒性标志物［J］. 中国医药导刊， 2022， 24（2）： 131-139.
34 ECKER J， BENEDETTI E， KINDT A S D， et al. The colorectal cancer lipidome： identification of a robust tumor-specific lipid species signature［J］. Gastroenterology， 2021， 161（3）： 910-923.e19. doi:10.1053/j.gastro.2021.05.009
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