8000多个蛋白质！科学家在蛋白质水平上深入分析癌细胞的分子过程

图像:肿瘤切片，背景中可见质谱仪。

资料来源:Corinna Friedrich

今天，医生们和100年前一样，都是通过从病人身上提取组织样本来诊断癌症，他们通常将样本固定在福尔马林中进行显微镜检查。在过去的20年里，遗传学方法也已经建立，可以更详细地描述肿瘤突变，帮助临床医生选择最佳的治疗策略。

即使是很小的组织样本也可以用来检测蛋白质 

最近，来自柏林Max Delbrück分子医学中心、柏林卫生研究所(BIH)的一组研究人员已经成功地使用质谱仪详细分析了肺癌组织固定样本中的8000多个蛋白质。

Philipp Mertins博士说:“使用我们开发的方法，可以在蛋白质水平上对癌细胞的分子过程进行深入分析，也可以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。即使是很小的组织样本，比如针头活检获得的样本，也足以用于我们的实验。”

这项研究发表在《自然通讯》杂志上，属于Multimodal Clinical Mass Spectrometry to Target Treatment Resistance (MSTARS)项目，已由德国联邦教育和研究协会(BMBF)资助了大约570万欧元。

研究团队表示，蛋白质与RNA分子不同，能在样本中保持稳定多年，并且可以被精确量化。“此外，肿瘤组织中存在的蛋白质对疾病进展的描绘特别好，它们提供了一些信息，比如哪些基因促进或抑制肿瘤生长在细胞中特别活跃，”主要作者Corinna Friedrich说。

这些方法有望帮助确定每种肿瘤的最佳治疗方法 

研究团队分析两种形式的肺癌,腺癌和鳞状细胞癌，从中他们不仅发现了很多的蛋白质存在于细胞,而且也对超过14000 个磷酸化（phosphosites）进行了量化。在磷酸化的帮助下，细胞通过开启或关闭特定的信号通路来控制几乎所有的生物过程。磷酸化是一种调节磷酸盐基团可逆附着在蛋白质上的机制。

“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，我们开发的方法也帮助在未来更好地解释为什么一种非常特殊的疗法对某些患者有效，但对其他患者无效。”

也适用于心血管疾病的研究 

Mertins还希望，对组织样本中的蛋白质组的质谱分析将不仅为发现治疗决策和患者生存预测的新的生物标记铺平道路，而且还为发现其他分子结构作为未来药物的靶标铺平道路。

新方法还有一个优点:“我们的方法不仅适用于癌症研究，而且可以应用得非常广泛。”例如，蛋白质组学平台已经成功分析了COVID-19患者固定免疫细胞的蛋白质组。作者还提供了哪些质谱方法最适合于不同类型的临床研究的指南。

MDC平台的下一个议程是质谱分析额外的固定免疫细胞以及固定心血管组织的蛋白质和磷蛋白的存在。“我们的目的是更好地了解传染性疾病和心血管疾病，”Mertins解释说，“这样也许有一天我们可以用比目前更好的方法来治疗这些疾病。”