愿iTRAQ亮劍，蛋白質(zhì)組學(xué)助力癌癥“登月計劃”

愿iTRAQ亮劍，蛋白質(zhì)組學(xué)助力癌癥“登月計劃”

老美大當(dāng)家的奧大叔似乎并不愿悄悄離去，在其任期最后一年又搞了個大動作。年初，奧叔在對國會發(fā)表的國情咨文中宣布將發(fā)起一項尋找癌癥治愈療法的“登月計劃”，并任命二當(dāng)家的拜登為該項目負(fù)責(zé)人。此外還有兩項分別由個人（陳頌雄）和醫(yī)院（美國MD安德森癌癥中心）發(fā)起的癌癥“登月計劃”，可見老美此次是傾全國之力向癌癥發(fā)起挑戰(zhàn)。

所謂“登月”，肯定不是把患者拉到月亮上面讓嫦娥姐姐給治治，而是指攻克癌癥所面臨的巨大挑戰(zhàn)，這是一個將要經(jīng)歷重重困難，且需長期堅持的過程，一如當(dāng)初人類排除萬難成功登月，借此寓意我們最終將會打敗癌癥這個大魔頭。如今，我們的長征七號火箭成功發(fā)射，五星紅旗插上月球指日可待，中國的腫瘤研究登月征途時不我待！

美帝癌癥“登月計劃”具體如何實施現(xiàn)在尚不明朗，小道消息稱明年會有10億刀（媽蛋！好多小錢錢）投入該項目，主要集中在免疫治療，基因組學(xué)和聯(lián)合治療等幾個方面。這下有人毛了，這不，來自Inova Schar癌癥研究所的Thomas P. Conrads與喬治梅森大學(xué)的Emanuel F Petricoin五月份在CCR上發(fā)文表示，希望人們對于蛋白質(zhì)組學(xué)在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)，特別是癌癥中的重要性投入更多關(guān)注。雖然對于癌癥“登月計劃”表示十分贊同，但是他們認(rèn)為這項計劃不應(yīng)僅以基因組學(xué)為重點(diǎn)，蛋白質(zhì)組學(xué)也是非常重要的一個方面。

用他們的話說就是：基因組只進(jìn)行信息的存檔，蛋白質(zhì)才是真正執(zhí)行細(xì)胞活動的執(zhí)行者。并且蛋白質(zhì)構(gòu)成了大多數(shù)用于癌癥檢測的生物標(biāo)記物，還組成了驅(qū)動免疫應(yīng)答以及細(xì)胞內(nèi)外信息交流的抗原，除此之外，幾乎每種靶向治療方法都以蛋白質(zhì)為靶向目標(biāo)。因此蛋白質(zhì)應(yīng)當(dāng)成為癌癥登月計劃的一個重要研究方向。黃博很腹黑的把它翻譯了一下：尼瑪！說好的雨露均沾呢？這么大塊蛋糕，可不能讓那幫玩基因組的獨(dú)吞嘍，咱也得分一杯羹啊，到時候功成名就，當(dāng)上CEO，迎娶白富美，走上人生巔峰，哇咔咔咔，光想想就好興奮……

話說回來，他們是有底氣這么說的，雖然癌癥發(fā)生基本都是基因?qū)用娈a(chǎn)生突變（Genotype），在此癌癥可以視作一種表型（Phenotype），但連接Genotype和Phenotype的是直接行使功能的蛋白質(zhì)，癌癥的發(fā)生過程中必然會有很多蛋白的表達(dá)或是修飾發(fā)生變化（Proteotype）。因此只有研究清楚癌癥發(fā)生過程中的蛋白質(zhì)組的變化，將Genotype-Proteotype-Phenotype這一條線完整的串聯(lián)起來，才能為人類最終在臨床上干趴癌癥大魔頭提供最有價值的戰(zhàn)略指導(dǎo)。

例如，在2014年9月的一篇Nature（Proteogenomic characterization of human colon and rectal cancer）中就第一次綜合闡析了人類結(jié)直腸癌的“蛋白質(zhì)基因組學(xué)”（Proteogenomic）特征，盡管已經(jīng)鑒別出了許多與癌癥相關(guān)的遺傳突變，然而對于實際上完成癌癥“工作”的那些蛋白質(zhì)，直到現(xiàn)在分析它們的結(jié)構(gòu)和功能都是很困難的一件事情。作者利用LC-MS/MS串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)，收集了以往TCGA已確定特征的95個人類結(jié)直腸癌腫瘤樣本的蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)。另外還基于蛋白質(zhì)含量確定了結(jié)直腸癌的5個亞型，其中一個具有不良的預(yù)后，蛋白質(zhì)組學(xué)因此可以幫助鑒別出手術(shù)后最能夠從化療中受益的患者。這將推動結(jié)直腸癌診斷和治療取得新的進(jìn)展。

基因組特征關(guān)聯(lián)的結(jié)直腸癌亞型蛋白質(zhì)組

蛋白質(zhì)組學(xué)的研究方法多種多樣，在上期已向大家簡單介紹了iTRAQ聯(lián)合串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)在定量蛋白質(zhì)組學(xué)中的應(yīng)用（詳見6月16日的文章《一篇iTRAQ小文章的血淚史》），這是迄今為止在定量蛋白組學(xué)研究中最先進(jìn)的技術(shù)，它能對不同來源的臨床樣本中的蛋白進(jìn)行定性和相對定量，具有良好的敏感性、可信性和重復(fù)性。后期可以通過IHC、WB及ELISA等簡單、廉價的手段對iTRAQ實驗篩選出的差異蛋白進(jìn)行表達(dá)水平的驗證，再到臨床上擴(kuò)大樣本檢測，以確定癌癥的生物標(biāo)志物，為我們在探索癌癥發(fā)病機(jī)制、尋找新的癌癥臨床早診手段、臨床療效監(jiān)測、預(yù)后評估及癌癥生物靶向治療等方面做出貢獻(xiàn)。

應(yīng)領(lǐng)導(dǎo)要求，本期插播這條新聞，下期咱接著聊iTRAQ，講一下科學(xué)家如何利用iTRAQ完成首個大規(guī)模的乳腺癌“蛋白質(zhì)基因組學(xué)”研究。