近日,康奈爾大學(xué)Weill Cornell Medicine科學(xué)家/外泌體與腫瘤領(lǐng)域大牛David Lyden和紀(jì)念斯隆-凱特琳癌癥中心William R. Jarnagin教授等團(tuán)隊合作在Cell雜志上發(fā)表文章,該研究對來自426個人源樣品的細(xì)胞外囊泡和顆粒(EVP)的全面蛋白質(zhì)組學(xué)分析,確定了泛EVP標(biāo)志性蛋白,用于EVP分離的生物標(biāo)記;和特異性EVP標(biāo)志性蛋白,用于癌癥檢測和確定癌癥類型。
(這Author list…夠長…)
病理學(xué)家通常使用組織活檢來診斷癌癥、癌癥擴(kuò)散并監(jiān)測治療反應(yīng)。液體活檢具有最小的侵入性,可以連續(xù)獲得,并且可以在更早、更可治愈的階段檢測到癌癥。隨著對液體活檢技術(shù)用于早期癌癥檢測的期望的增長,外泌體可能會提供寶貴的資源。
外泌體是內(nèi)體來源的30-150 nm納米囊泡,富含核酸、脂質(zhì)和蛋白質(zhì),可在正常的生理和病理學(xué)中介導(dǎo)細(xì)胞間的通訊。以前的研究報道了腫瘤來源的外泌體蛋白在腫瘤進(jìn)展、免疫調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)移中的預(yù)后和功能重要性。此外,該團(tuán)隊還闡明過細(xì)胞外納米顆粒的異質(zhì)性,定義了三個不同的亞群,即小外泌體(Exo-S)、大外泌體(Exo-L)和外泌顆粒(exomeres),統(tǒng)稱為細(xì)胞外囊泡和顆粒(EVP)(相關(guān)報道:https://www.exosomemed.com/4061.html)。
越來越多的證據(jù)表明,EVP可用于早期癌癥檢測、預(yù)后和指導(dǎo)治療。EVP以大于109囊泡/mL的濃度活躍地釋放在周圍循環(huán)中,為下游分析提供了充足的材料。基于質(zhì)譜的蛋白質(zhì)組分析已成為一種策略,可深入了解循環(huán)EVP的生物學(xué)和臨床潛力。
盡管有幾種EVP蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(例如Vesiclepedia、EVpedia、ExoCarta)公開可用,但關(guān)于EVP蛋白質(zhì)組的知識仍然很大程度上未知,包括:
(1)用于可靠分離人EVP的標(biāo)記物,不管是什么組織來源的;
(2)區(qū)分癌癥與非癌癥的標(biāo)志物;
(3)特定原發(fā)腫瘤(例如,肺、胰腺、乳腺等)特有的標(biāo)志物。
為了解決這一知識差距,該研究試圖定義EVP蛋白特征,以區(qū)分癌癥患者與健康個體。
為了鑒定通用的EVP標(biāo)記并改善人類EVP的分離方法,該研究通過蛋白質(zhì)組分析對497個樣品進(jìn)行了分析。在傳統(tǒng)的外泌體標(biāo)記中,熱休克相關(guān)的71 kDa蛋白(HSPA8)、熱休克蛋白HSP 90-beta(HSP90AB1)、CD9和程序性細(xì)胞死亡6相互作用蛋白(ALIX)是從細(xì)胞、組織和大多數(shù)生物流體中分離出來人EVP中最突出的標(biāo)記。該研究確定了>50%的人源樣品共享的13種其他蛋白質(zhì),從而極大地擴(kuò)展了人類EVP標(biāo)志性蛋白的范圍。
從7個不同來源的497個樣品中獲得的EVP的蛋白質(zhì)組學(xué)表征
各種癌癥患者血漿中與腫瘤相關(guān)的EVP標(biāo)志性蛋白的鑒定
通過對比分析胰腺癌和肺癌患者可行手術(shù)標(biāo)本中配對的腫瘤和鄰近組織的EVP蛋白質(zhì)組,研究確定了癌癥特異性EVP蛋白特征。此外,通過比較匹配的組織外植體(TE)和血漿衍生的EVP,發(fā)現(xiàn)了癌癥患者血漿中獨特的腫瘤相關(guān)EVP蛋白,并確定EVP血漿蛋白來源于腫瘤微環(huán)境、遠(yuǎn)處器官和免疫系統(tǒng)。接下來,分析了幾種兒童和成人癌癥的I-IV期癌癥的組織和血漿EVP蛋白質(zhì)組,并將它們與非腫瘤組織和健康對照(HC)血漿進(jìn)行了比較。EVP蛋白質(zhì)組的隨機(jī)森林分類顯示,癌癥檢測的特異性和敏感性分別為90%和94%(組織),95%和90%(血漿)。重要的是,血漿衍生的EVP組分可以區(qū)分患者的癌癥類型。這些數(shù)據(jù)表明,腫瘤相關(guān)的EVP蛋白可以作為早期癌癥檢測的生物標(biāo)志物,并對不確定的原發(fā)腫瘤類型進(jìn)行分類。
腫瘤衍生的EVP標(biāo)志性蛋白對原發(fā)性腫瘤進(jìn)行分類
圖解摘要
總之,該報道探究了來自組織外植體(TEs)、血漿和其它體液的426個人類樣品中細(xì)胞外囊泡和顆粒(EVP)的蛋白質(zhì)組學(xué)特征。在傳統(tǒng)的外泌體標(biāo)志性蛋白中,CD9、HSPA8、ALIX和HSP90AB1代表pan-EVP標(biāo)記,而ACTB、MSN和RAP1B是新穎的pan-EVP標(biāo)記。為了確認(rèn)EVP是理想的診斷工具,該研究分析了TE-(n=151)和血漿來源(n=120)EVP的蛋白質(zhì)組。TE EVP的比較鑒定出以90%的敏感性/94%的特異性將腫瘤與正常組織區(qū)分開的蛋白質(zhì)(例如VCAN、TNC和THBS2)。血漿來源的EVP組分(包括免疫球蛋白)的機(jī)器學(xué)習(xí)分類顯示,在檢測癌癥時靈敏度為95%/特異性為90%。最后,在TEs和血漿中定義了一組腫瘤類型特異性EVP蛋白,可以對未知原發(fā)性腫瘤進(jìn)行分類。因此,EVP蛋白可以用作癌癥檢測和確定癌癥類型的可靠生物標(biāo)記。
要點:
426個人源樣品的細(xì)胞外囊泡和顆粒(EVP)的蛋白質(zhì)組學(xué)概況泛EVP標(biāo)志性蛋白的鑒定人體組織和血漿中腫瘤來源的EVP標(biāo)志性蛋白的表征EVP蛋白可用于癌癥檢測和確定癌癥類型
DavidLyden外泌體研究相關(guān)文章報道:
1. Nat Cell Biol | 康奈爾大學(xué)科學(xué)家David Lyden揭示外泌體的不同亞群并發(fā)現(xiàn)一種新的更小的外泌顆粒https://www.exosomemed.com/4061.html2. NCB:腫瘤外泌體CEMIP蛋白促進(jìn)腦轉(zhuǎn)移中的癌細(xì)胞定植https://www.exosomemed.com/6437.html3. Nature:外泌體整合素分子決定了腫瘤轉(zhuǎn)移的器官傾向性https://www.exosomemed.com/114.html4. Nature cell biology:胰腺癌外泌體起始肝臟中轉(zhuǎn)移前微環(huán)境的形成https://www.exosomemed.com/96.html
參考文獻(xiàn):
ExtracellularVesicle and Particle Biomarkers Define Multiple Human Cancers. CellDOI: 10.1016/j.cell.2020.07.009
外泌體資訊網(wǎng) https://www.exosomemed.com/7565.html
如需了解更多關(guān)于“腫瘤”信息
請與我們進(jìn)一步聯(lián)系