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作者：TMZHI
導(dǎo)讀：蛋白質(zhì)組研究，是在整體水平上研究細胞、組織乃至整個生命體內(nèi)蛋白質(zhì)組成及其活動規(guī)律的科學(xué)，由此從蛋白質(zhì)水平上獲得關(guān)于疾病發(fā)生、細胞代謝等過程整體而全面的認(rèn)識。而蛋白質(zhì)組學(xué)存在標(biāo)準(zhǔn)化、高通量的的特點，可提高將候選生物標(biāo)志物和藥物靶標(biāo)轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用的效率，已成為癌癥系統(tǒng)生物學(xué)的重要組成部分。
8月8日，《Cancer Cell》通過一項研究“Pan-cancer proteomic map of 949 human cell lines”公布了超過 40 種癌癥類型的 949 種人類癌細胞系的泛癌蛋白質(zhì)組圖譜，并發(fā)現(xiàn)有 8498 種蛋白質(zhì)具有廣泛的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控現(xiàn)象，并基于深度學(xué)習(xí)的發(fā)現(xiàn)藥物反應(yīng)相關(guān)的生物標(biāo)志物。
Doi: 10.1016/j.ccell.2022.06.010.
研究背景
01
蛋白質(zhì)的直接測量可以深入了解細胞的動態(tài)分子行為，并可以加深我們對于基因型與表型關(guān)系的理解，然而，癌癥的復(fù)雜性和基因組學(xué)無法準(zhǔn)確預(yù)測蛋白質(zhì)組。僅靠基因組學(xué)通常不足以為許多患者的臨床護理提供信息和指導(dǎo)，因此，蛋白質(zhì)組的測量有可能擴大我們對癌癥表型的理解并改進診斷和治療選擇。
細胞系是理解細胞過程和癌基因驅(qū)動特征的重要模型，然而，癌細胞系的蛋白質(zhì)組學(xué)受限于癌癥類型的范圍或樣本數(shù)量，在很大程度上無法獲取。迄今為止，癌癥脆弱性的生物標(biāo)志物主要基于基因組和轉(zhuǎn)錄組測量，因此，通過蛋白質(zhì)組研究癌癥細胞系發(fā)現(xiàn)癌癥的弱點至關(guān)重要。
研究過程
02
1.對 949 個癌癥細胞系進行蛋白質(zhì)組學(xué)檢測：為了構(gòu)建泛癌蛋白質(zhì)組圖譜，研究人員通過MIA-MS法（每組6個重復(fù)）對來自 28 個組織和 40 多種不同遺傳學(xué)及組織學(xué)的 949 種人類癌細胞系進行蛋白質(zhì)檢測，然后進行量化收集完整的蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)，在每個細胞系的重復(fù)之間觀察到高度相關(guān)性，并發(fā)現(xiàn)與其他蛋白質(zhì)相比，富含細胞類型的蛋白質(zhì)在轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組之間具有更高的相關(guān)性。因此，這些蛋白質(zhì)可以代表在轉(zhuǎn)錄和翻譯之間更高度保守的細胞類型特異性過程，且蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)與細胞譜系的總體一致性（圖1 ）。
圖1. 949 個人類癌細胞系的泛癌蛋白質(zhì)組圖譜
2.癌細胞的具體蛋白組改變：為探究何種驅(qū)動因素在腫瘤生物學(xué)行為中扮演重要角色，研究人員進行多組學(xué)因子分析，發(fā)現(xiàn)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化 (EMT) 經(jīng)典標(biāo)志物波形蛋白和 E-鈣粘蛋白在多種癌癥中顯著高表達，且EMT基因集富集分析的評分也顯著上調(diào)。此外，該蛋白質(zhì)組學(xué)亦揭示了不同不同細胞表型（耐藥、腫瘤發(fā)生等）的代表性因子，研究人員發(fā)現(xiàn)這些癌細胞中的蛋白質(zhì)存在表達差異，因此推測這些蛋白質(zhì)存在轉(zhuǎn)錄后調(diào)控的現(xiàn)象（圖2）。
圖2. 不同癌細胞類型的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控
3. 癌細胞特異性標(biāo)志物：為進一步通過蛋白組組學(xué)開發(fā)出可以預(yù)測藥物反應(yīng)的生物標(biāo)志物，研究人員通過蛋白質(zhì)組學(xué)與檢測藥物敏感性相結(jié)合的方式確定了189種藥物的敏感性標(biāo)志物，并通過深度學(xué)習(xí)的方式評估了這種藥物-蛋白相互作用，精確表征何種蛋白質(zhì)適用于對應(yīng)藥物（圖3）。
圖3. 蛋白質(zhì)生物標(biāo)志物
研究意義
03
這項研究公布了一個大型泛癌蛋白質(zhì)組圖，提供了超越現(xiàn)有組學(xué)數(shù)據(jù)的大量蛋白水平的癌癥數(shù)據(jù)-量化了代表 28 種組織和 40 多種組織學(xué)不同的癌癥類型的 949 種人類癌細胞系中的 8,498 種蛋白質(zhì)和廣泛的基因型。通過深度學(xué)習(xí)的方式開發(fā)出189種藥物敏感性預(yù)測的生物標(biāo)志物，對腫瘤科學(xué)研究及藥物應(yīng)用有深遠意義。
參考資料：
https://www./science/article/pii/S1535610822002744
注：本文旨在介紹醫(yī)學(xué)研究進展，不能作為治療方案參考。如需獲得健康指導(dǎo)，請至正規(guī)醫(yī)院就診。
