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蛋白質組學技術---腫瘤標志物“雷達”

信息來源：金開瑞作者：genecreate 發布時間：2019-11-29 14:59:51

蛋白質組學可以分析、鑒定腫瘤細胞的蛋白質分子變化，為腫瘤的診斷提供極有價值的信息。目前，許多學者應用蛋白質組學技術已經在口腔鱗癌、前列腺癌、肝癌、乳腺癌、結直腸癌、卵巢癌、膀胱癌腎細胞癌、和肺癌等研究中取得了一定成果，部分腫瘤蛋白質組數據庫已建立，許多新的腫瘤標志物和一些腫瘤相關的蛋白質已經悄然問世。

蛋白質組學技術?：發現蛋白質組學、比較蛋白質組學、修飾蛋白質組學、靶向蛋白質組學、多肽組學

研究思路

案例分析

(1) 口腔鱗癌研究中的應用

口腔鱗癌（Ral squamous cell carcinoma，OSCC）是頭頸部惡性腫瘤的最常見類型，表現出高患病率和發病率，OSCC不同組織區域具有特定的組織病理學和分子特征，限制了基于腫瘤-結節-轉移（Tumor−node –metastasis，TNM）標準的臨床分期，接受標準治療的患者OSCC復發率在18％至76％之間。因此，評估OSCC患者的預后結果的生物學標志物具有重要的臨床意義。

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(2) 前列腺癌研究上的應用

前列腺癌是主要的新癌癥，是男性的第二大常見癌癥和全球第四大常見腫瘤類型。與正常前列腺細胞不同，前列腺癌細胞轉錄極大失調，細胞增殖不受控制。因此，新發現的控制前列腺癌轉錄組機制將為診斷和治療提供有價值的信息。人類基因組在細胞核的三維（3D）空間中分為活躍和不活躍的區室，高接觸頻率的區域稱為拓撲關聯域（TAD）。隨著細胞從一種類型變為另一種類型，部分TAD會在活躍和不活躍染色質狀態之間轉換，TAD的狀態改變會影響TAD內基因的表達水平，而且基因通常是由位于同一TAD中的增強子調控的。在由CTCF結合的調控元件對之間的染色質環改變，可能會使遠距離調控元件的啟動子聚集在一起（或分開），從而引起基因表達的變化。因此，轉錄組可能會受到TAD邊界變化的影響。通過原位Hi-C技術，結合ATAC-seq或NOMe-seq（核小體占據和甲基化測序）等方法從中推斷出染色質相互作用中涉及的TF，定義了與TF相對應的核小體耗盡區（NDR）。本文研究了a.TAD的表觀遺傳狀態，b.識別并表征正常和癌癥特異性的增強子-啟動子環。TAD和染色質環的這種特征提供了更詳細的前列腺腫瘤發生的表觀遺傳機制。

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(3) 肝細胞癌上的應用

肝細胞癌（HCC）是最常見的惡性腫瘤之一，發病率位居全球第六，全球死亡率位居第三。高頻率的早期轉移意味著HCC在確診時通常處于晚期，降低了患者獲得及時治愈的可能。因此，通過諸如血清生物標志物的檢測來診斷早期HCC是非常重要的。2017年，一篇報道在Oncotarget上的文章，利用iTRAQ蛋白質組學技術手段篩選出乙肝（HBV，n=10）組、肝硬化（LC，n=10）組、肝細胞癌（HCC，n=10）組和健康對照（HC，n=10）組之間的差異表達蛋白，并且對潛在的肝細胞癌標志物進行K均值聚類分析，GO和串聯網絡分析，最終選取3個肝癌標志物（CD14、GELS和QSOX1）。進行WB驗證，綜合分析后鎖定CD14分子進行ELISA實驗確證，發現其具有作為早期肝癌診斷標志物的潛能[1]。

實驗流程圖

(4) 膽管癌研究上的應用

膽管癌（CCA）包括一組異質性膽管癌，預后較差。某些情況（例如原發性硬化性膽管炎（PSC））是危險因素。肝內CCA和肝細胞癌（HCC）之間的非侵入性鑒別診斷有時很困難。Ander Arbelaiz[2]等人選擇43例膽管癌，30例膽管炎，29例肝癌患者與32例正常人的血清樣本，通過蛋白質組學分析鑒定樣本外泌體中的差異表達蛋白，研究者發現膽管癌中FIBG, IGHA1, VNN1, CRP, GGT1andA1AG1 的表達量顯著高于其他的三個樣本，其中CRP蛋白顯示出較高的診斷價值。

之后，異種移植CCA后，作者通過蛋白質組學分析小鼠血液外泌體，從中鑒定到23個人類蛋白，證明腫瘤的外泌體可以分泌到血液中。說明血清EV中發現的CRP蛋白等新型標志物蛋白質作為診斷工具具有潛在的應用價值。

(5) 肺癌研究上的應用

肺癌是死亡率極高的一種癌癥，其生存率為15%，是所有癌癥中最低的。Grasso CS[3]運用iTRAQ和質譜技術共鑒定出51種差異表達的蛋白質，29種蛋白被上調，22種蛋白被下調。下調的蛋白質主要是參與調節營養或藥物代謝的酶。而TGF-β 誘導的大部分蛋白（如原肌球蛋白、熱休克蛋白27、谷氨酰胺轉胺酶等）參與細胞遷移、粘附和侵襲的調節，在癌癥的發生發展過程中起到了一定的作用。

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參考文獻

[1] J Guo, R Jing, et al. Identification of CD14 as a potential biomarker of hepatocellular carcinoma using iTRAQ quantitative proteomics[J]. Oncotarget.

[2] Ander Arbelaiz, et al. Serum extracellular vesicles contain protein biomarkers for primary sclerosing cholangitis and cholangiocarcinoma[J]. Hepatology.

[3] Grasso C S . Differential protein expression profiling by iTRAQ-2DLC-MS/MS of lung cancer cells undergoing epithelial-mesenchymal transition reveals a migratory/invasive phenotype[J]. Journal of Proteome Research.

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