Cationic liposomes (CLs) are vital nonviral vectors with a wide range of applications. Although the toxicity of CLs is far lower than that of viral vectors, increasing evidence suggests that there are limited clinical applications of CLs because of their potential toxicity. In the present study, the toxicity of CLs toward L02 cells was investigated and comprehensively analyzed based on proteomics and metabolomics data. Using quantitative iTRAQ-LC-MS/MS proteomics coupled with UHPLC-Q-TOF-MS based metabolomics, we determined that exposure to CLs generated 90 significantly altered proteins and 65 altered metabolites in cells. Metabolomic analysis also showed significant alterations in metabolic pathways, including small molecules involved in energy and lipid metabolism. Proteomics revealed that exposure to CLs significantly influenced multiple proteins, including those involved in the folding of proteins and metabolism. Furthermore, the proteins participated in oxidative stress, which also influenced lipid metabolism. Overall, our findings indicate that high-throughput metabolomics and proteomics can provide insight into the toxicological mechanisms of CLs using high-resolution mass spectrometry. To our knowledge, this is the first study combining proteomics and metabolomics to investigate the potential effects of CLs on any cells. Specifically, we integrated quantitative iTRAQ-based proteomics with UHPLC-Q-TOF-MS-based metabolomics datasets to comprehensively assess the potential mechanisms of CL toxicity towards L02 cells.

中文翻译：

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蛋白质组学和代谢组学的综合分析揭示了阳离子脂质体对人正常肝细胞L02的毒性

阳离子脂质体（CLs）是至关重要的非病毒载体，具有广泛的应用范围。尽管CL的毒性远低于病毒载体，但越来越多的证据表明，由于其潜在的毒性，CL的临床应用有限。在本研究中，基于蛋白质组学和代谢组学数据，研究了CL对L02细胞的毒性并进行了综合分析。使用定量的iTRAQ-LC-MS / MS蛋白质组学和基于UHPLC-Q-TOF-MS的代谢组学，我们确定暴露于CL会在细胞中产生90种显着改变的蛋白质和65种改变的代谢物。代谢组学分析还显示了代谢途径的重大改变，包括参与能量和脂质代谢的小分子。蛋白质组学显示，暴露于CL会显着影响多种蛋白质，包括那些参与蛋白质折叠和代谢的蛋白质。此外，蛋白质参与氧化应激，这也影响脂质代谢。总体而言，我们的研究结果表明，高通量代谢组学和蛋白质组学可以使用高分辨率质谱技术深入了解CL的毒理学机理。据我们所知，这是首次结合蛋白质组学和代谢组学研究CLs对任何细胞的潜在作用的研究。具体来说，我们将基于iTRAQ的定量蛋白质组学与基于UHPLC-Q-TOF-MS的代谢组学数据集整合在一起，以全面评估CL对L02细胞毒性的潜在机制。这些蛋白质参与了氧化应激，这也影响了脂质的代谢。总体而言，我们的研究结果表明，高通量代谢组学和蛋白质组学可以使用高分辨率质谱技术深入了解CL的毒理学机理。据我们所知，这是首次结合蛋白质组学和代谢组学研究CLs对任何细胞的潜在作用的研究。具体来说，我们将基于iTRAQ的定量蛋白质组学与基于UHPLC-Q-TOF-MS的代谢组学数据集整合在一起，以全面评估CL对L02细胞毒性的潜在机制。这些蛋白质参与了氧化应激，这也影响了脂质的代谢。总体而言，我们的研究结果表明，高通量代谢组学和蛋白质组学可以使用高分辨率质谱技术深入了解CL的毒理学机理。据我们所知，这是首次结合蛋白质组学和代谢组学研究CLs对任何细胞的潜在作用的研究。具体来说，我们将基于iTRAQ的定量蛋白质组学与基于UHPLC-Q-TOF-MS的代谢组学数据集整合在一起，以全面评估CL对L02细胞毒性的潜在机制。我们的发现表明，高通量代谢组学和蛋白质组学可以提供高分辨率质谱法对CL的毒理学机理的了解。据我们所知，这是首次结合蛋白质组学和代谢组学研究CLs对任何细胞的潜在作用的研究。具体来说，我们将基于iTRAQ的定量蛋白质组学与基于UHPLC-Q-TOF-MS的代谢组学数据集整合在一起，以全面评估CL对L02细胞毒性的潜在机制。我们的发现表明，高通量代谢组学和蛋白质组学可以提供高分辨率质谱法对CL的毒理学机理的了解。据我们所知，这是首次结合蛋白质组学和代谢组学研究CLs对任何细胞的潜在作用的研究。具体来说，我们将基于iTRAQ的定量蛋白质组学与基于UHPLC-Q-TOF-MS的代谢组学数据集整合在一起，以全面评估CL对L02细胞毒性的潜在机制。