蛋白質(zhì)組學(xué)最新成果——胰腺癌治療靶點(diǎn)和診斷標(biāo)志物的突破性發(fā)現(xiàn)

胰腺癌是全球范圍內(nèi)死亡率最高的一種癌癥，其發(fā)生率高、生存期短的特點(diǎn)而被稱為“癌王”。胰腺癌是一種惡性程度極高的消化系統(tǒng)惡性腫瘤，其發(fā)病隱匿，早期診斷困難、進(jìn)展快，發(fā)現(xiàn)時(shí)已經(jīng)進(jìn)入中晚期且大多已經(jīng)轉(zhuǎn)移，再加上對(duì)化療藥物很強(qiáng)的耐藥性和對(duì)放射療法不敏感導(dǎo)致治療效果非常差，總體5年生存率徘徊在5％左右。因此，開發(fā)有效的靶向藥物和能用于早期檢測(cè)的高靈敏度的生物標(biāo)志物成為業(yè)內(nèi)科學(xué)家不懈努力的研究方向。

長(zhǎng)期以來(lái)，多數(shù)研究都關(guān)注著腫瘤細(xì)胞本身的特性。經(jīng)典理論認(rèn)為腫瘤是腫瘤細(xì)胞異常增殖形成的新生物。這一理論強(qiáng)調(diào)了腫瘤細(xì)胞本身的作用，而忽略了基質(zhì)微環(huán)境與腫瘤細(xì)胞之間的相互作用及其對(duì)腫瘤的影響，早在100多年以前，Stephen Paget提出了著名的“種子與土壤”的概念，腫瘤微環(huán)境就像是一個(gè)小的生態(tài)環(huán)境，由于其特殊的理化性質(zhì)及內(nèi)含各種生長(zhǎng)因子、細(xì)胞趨化因子以及蛋白水解酶等成分，與腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)增殖、侵襲、粘附、血管生成以及抗放射化療，促使惡性腫瘤產(chǎn)生有緊密聯(lián)系。因此，2011年著名腫瘤學(xué)者Hanahan和Weinberg教授發(fā)在《CELL》發(fā)表綜述，指出腫瘤微環(huán)境與腫瘤之間存在密切的聯(lián)系，且把腫瘤微環(huán)境作為癌癥的十大重要特征之一，暗示微環(huán)境具有潛在的腫瘤治療和診斷的開發(fā)潛力。

無(wú)獨(dú)有偶，4月17日南方科技大學(xué)田瑞軍教授與美國(guó)Salk研究所Tony Hunter院士合作在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《Nature》上發(fā)表了題為Targeting LIF-mediated paracrine interaction for pancreatic cancer therapy and monitoring的研究成果，報(bào)道了針對(duì)胰腺癌功能蛋白質(zhì)組學(xué)研究最新工作，研究者發(fā)現(xiàn)胰腺星狀細(xì)胞（PSCs）和胰腺癌細(xì)胞間的關(guān)鍵通訊因子---白血病抑制因子（Leukemia inhibitory factor, LIF），分析其調(diào)控胰腺癌發(fā)生發(fā)展機(jī)制，驗(yàn)證其作為胰腺癌治療靶點(diǎn)和臨床診斷生物標(biāo)志物的可行性。

研究者利用開發(fā)的腫瘤微環(huán)境細(xì)胞間信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的整合蛋白質(zhì)組學(xué)策略，包括磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)、分泌蛋白質(zhì)組學(xué)以及IP-MS蛋白質(zhì)互作組學(xué)，發(fā)現(xiàn)了PSCs細(xì)胞分泌物能刺激PCCs中轉(zhuǎn)錄因子STATs磷酸化通路激活，通過(guò)分泌蛋白質(zhì)組學(xué)鑒定出PSCs分泌的LIF是調(diào)控胰腺癌細(xì)胞這一分子事件的最關(guān)鍵旁分泌細(xì)胞因子，通過(guò)IP-LC-MS技術(shù)鑒定到存在于胰腺癌細(xì)胞表面與STAT3的互作蛋白復(fù)合體LIF receptor 和GP130介導(dǎo)星狀細(xì)胞到癌細(xì)胞的細(xì)胞間信號(hào)傳導(dǎo)的分子機(jī)制。

LIF是知名的細(xì)胞因子，可以調(diào)節(jié)細(xì)胞分化，增殖等過(guò)程，那么作為細(xì)胞間的通訊因子如何調(diào)控胰腺癌細(xì)胞的生理進(jìn)程？為了解決這個(gè)問(wèn)題，研究者采用了兩種手段：

第一，建立胰腺癌KPC小鼠模型以及敲除LIF的受體LIFR的胰腺癌KPC小鼠模型，發(fā)現(xiàn)LIFR敲除后可以減緩胰腺癌的惡性發(fā)展從而顯著延長(zhǎng)小鼠的存活時(shí)間，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)阻斷LIFR信號(hào)傳導(dǎo)通路后可以增強(qiáng)化學(xué)藥物吉西他濱（Gem）的療效，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)LIF主要作用在于促進(jìn)腫瘤發(fā)展進(jìn)程而不是起始階段起作用（下圖左）。 

第二，為了驗(yàn)證LIF作為潛在治療靶點(diǎn)的可行性，使用LIF的單克隆抗體作為阻斷劑處理胰腺癌KPC小鼠模型，發(fā)現(xiàn)LIF阻斷劑一樣可以延長(zhǎng)小鼠的存活時(shí)間，與化療藥物聯(lián)合效果更佳（下圖右）。而產(chǎn)生如此療效主要是LIF可以調(diào)節(jié)胰腺癌細(xì)胞的分化以及解除化療耐藥性癌細(xì)胞的狀態(tài)轉(zhuǎn)化。

臨床診斷標(biāo)志物的評(píng)估

LIF作為促進(jìn)腫瘤發(fā)生的關(guān)鍵細(xì)胞間因子，研究者對(duì)LIF表達(dá)水平與臨床參數(shù)相關(guān)性進(jìn)行評(píng)估，利用PRM靶向蛋白質(zhì)組學(xué)和ELISA技術(shù)相結(jié)合的方式，對(duì)臨床血液樣本和組織樣本進(jìn)行定量分析，發(fā)現(xiàn)與其它實(shí)體瘤相比，LIF在胰腺癌組織中高表達(dá)，并且與腫瘤分化狀態(tài)、癌癥進(jìn)程緊密相關(guān)，同時(shí)血液中LIF的變化水平與病人臨床治療結(jié)果高度一致，與CA19-9相比具有更好的指示效果，證明其作為胰腺癌生物標(biāo)志物的臨床應(yīng)用潛力。

與其它細(xì)胞因子比較應(yīng)用價(jià)值

最后文章也討論了PCCs另一細(xì)胞因子-白介素6（IL6）在胰腺癌中的應(yīng)用價(jià)值。指出IL6雖然也能結(jié)合GP130來(lái)激活STAT3，但是在人血液樣本中含量低不易檢測(cè)，另外在健康和病人組區(qū)別不明顯，同時(shí)與臨床病理參數(shù)如生存期相關(guān)不強(qiáng)，相比之下LIF具有更好的應(yīng)用價(jià)值。

小結(jié)

研究者借助于生物質(zhì)譜與蛋白質(zhì)組學(xué)​高端技術(shù)平臺(tái)，開發(fā)了腫瘤微環(huán)境系統(tǒng)蛋白功能研究方法新策略，不僅揭示了LIF作為重要的旁分泌細(xì)胞因子在胰腺癌發(fā)展分子機(jī)制中的重要功能，而且通過(guò)動(dòng)物模型和臨床數(shù)據(jù)表明其可能成為有效的治療靶標(biāo)以及在胰腺癌臨床診斷中標(biāo)志物的潛在應(yīng)用價(jià)值。更重要的是為更好地理解“種子與土壤”，即腫瘤微環(huán)境的細(xì)胞通訊信號(hào)傳導(dǎo)分子機(jī)制提供新的策略和工具，再一次證明蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)（修飾組，分泌蛋白組，PRM）在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。