深入肿瘤组织

今天，和100年前一样，医生通过从病人身上提取组织样本来诊断癌症，他们通常把这些样本放在福尔马林中进行显微镜检查。在过去的20年里，已经建立了遗传学方法，可以更详细地描述肿瘤的突变，从而帮助临床医生选择最佳的治疗策略。

即使是微小的组织样本也可以用来检测蛋白质

现在，来自柏林Max Delbrück亥姆霍兹协会(MDC)分子医学中心、柏林卫生研究所(BIH)、Charité - Universitätsmedizin柏林和德国癌症协会(DKTK)的一组研究人员成功地使用质谱仪详细分析了肺癌组织固定样本中的8000多种蛋白质。

MDC和波黑研究所蛋白质组学平台负责人Philipp Mertins博士说:“使用我们开发的方法，已经有可能在蛋白质水平上对癌细胞的分子过程进行深入分析，并在日常临床实践中大量收集和存储的存档患者样本中进行分析。”“即使是非常小的组织样本，比如在针活检中获得的组织样本，对我们的实验来说也足够了。”

该研究发表在《自然通讯》杂志上，被认为是多模态临床质谱靶向治疗耐药性(MSTARS)研究项目的重大成功，该项目自2020年以来已由德国联邦教育和研究部(BMBF)资助，资金约为570万欧元。

由Mertins和Charité病理学研究所的Frederick Klauschen教授领导的研究小组已经能够证明，蛋白质与经常被研究但相当敏感的RNA分子不同，它在样品中保持稳定多年，并且可以精确量化。“此外，存在于肿瘤组织中的蛋白质能很好地描绘疾病进展，”该研究的主要作者、Mertins和Klauschen实验室的博士生Corinna Friedrich说。“这是因为它们提供了一些信息，比如哪些促进或抑制肿瘤生长的基因在细胞中特别活跃。”

这些方法有望帮助确定每种肿瘤的最佳治疗方法

研究小组对两种类型的肺癌——腺癌和鳞状细胞癌——的分析所获得的图像变得如此详细，是因为研究人员不仅发现了细胞中存在的大量蛋白质，而且还定量了超过14,000个磷酸基。在磷酸化(一种调节磷酸基与蛋白质可逆附着的机制)的帮助下，细胞通过打开或关闭某些信号通路来控制几乎所有的生物过程。

“因此，我们的论文为更好地了解肺癌和其他类型癌症的疾病进展提供了良好的基础，”Klauschen说，他和Mertins是这项研究的共同通讯作者。克劳申后来成为Ludwig-Maximilians-Universität München病理研究所的所长，但继续在Charité进行研究。病理学家补充说:“我们开发的方法也将使我们能够在未来更好地解释为什么一种非常特定的疗法对一些患者有效，而对另一些患者无效。”他说，这将使为每个病人找到最佳治疗方案变得更容易。

方法也适用于心血管疾病的研究

Mertins还希望，组织样本中蛋白质组的质谱分析不仅可以为发现治疗决策和患者生存预测的新生物标志物铺平道路，还可以为其他分子结构铺平道路，这些分子结构可以作为未来药物的靶点。

而且，根据研究人员的说法，新方法还有另一个优点:“我们的方法不仅适用于研究癌症，而且还可以广泛应用。”例如，蛋白质组学平台已经成功分析了COVID-19患者的固定免疫细胞的蛋白质组。作者还提供了关于哪种质谱方法最适合不同类型的临床研究的指南。

MDC平台的下一个议程是对额外的固定免疫细胞以及固定心血管组织进行质谱分析，以确定蛋白质和磷酸盐的存在。“我们的目标是更好地了解传染病和心血管疾病，”Mertins解释说，“这样有一天，我们就有可能以一种比目前更好的方式治疗这些疾病。”

参考:李国强，李国强，等。全面的微观蛋白质组和磷蛋白质组特征的存档回顾性癌症资料库。Nat Commun．2021; 12(1): 3576。doi:10.1038 / s41467 - 021 - 23855 - w

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