外泌體研究是醫(yī)學(xué)研究中非常重要的一個(gè)方面，生物標(biāo)志物、免疫調(diào)控、干細(xì)胞等均是外泌體研究的熱門方向。而基于質(zhì)譜的蛋白質(zhì)組學(xué)是研究外泌體不可或缺的一項(xiàng)技術(shù)，現(xiàn)已有許多利用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)研究外泌體的文獻(xiàn)發(fā)出，今天小編跟大家分享一篇關(guān)于外泌體的磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)突破性進(jìn)展的文章。

2017年2月1日，國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《PNAS》雜志在線發(fā)表了普渡大學(xué)癌癥研究中心題為“Phosphoproteins in extracellular vesicles as candidate markers for breast cancer”的研究論文。根據(jù)此項(xiàng)研究，醫(yī)生可能很快就能夠通過簡(jiǎn)單的血液檢查來檢測(cè)和監(jiān)測(cè)患者的癌癥，減少或消除不必要的侵入性操作。

蛋白質(zhì)發(fā)生磷酸化是重要的翻譯后修飾，它與信號(hào)傳導(dǎo)、細(xì)胞周期、生長(zhǎng)發(fā)育以及癌癥機(jī)理等諸多生物學(xué)問題有密切關(guān)系。研究蛋白質(zhì)磷酸化對(duì)闡明蛋白質(zhì)功能具有重要意義。目前，磷酸化蛋白已經(jīng)被視為癌癥生物標(biāo)志物的主要候選物。 

 圖為來自乳腺癌患者和健康對(duì)照的血漿樣品的EVs磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)的工作流程

本項(xiàng)研究是用乳腺癌患者的樣本完成的，但是該方法可能適用于任何類型的癌癥和其他類型的疾病。該工作依賴于對(duì)血漿中微泡和外泌體進(jìn)行分析。“癌癥有很多類型，甚至不同類型的癌癥有多種形式，找到生物標(biāo)志物一直不被看好，”Tao說。“這肯定是一個(gè)突破，這可能使在血液中使用磷酸化蛋白檢測(cè)和監(jiān)測(cè)疾病成為可能。

技術(shù)路線：

運(yùn)用Label-free蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，研究組在血液樣品中發(fā)現(xiàn)了近2,400個(gè)磷酸化蛋白，并確定了144個(gè)在癌癥患者中顯著升高。 該研究比較了來自30個(gè)乳腺癌患者的1毫升血液樣品和6個(gè)健康對(duì)照。     

研究人員使用離心分離血漿與紅細(xì)胞，以及高速和超高速離心機(jī)，以進(jìn)一步分離微泡和外泌體。 從細(xì)胞釋放并進(jìn)入血流的那些顆粒可在細(xì)胞間通信中起作用，并且被認(rèn)為參與轉(zhuǎn)移，將癌癥從體內(nèi)的一個(gè)地方傳播到另一個(gè)地方。研究組使用質(zhì)譜發(fā)現(xiàn)它們還包含有磷酸化蛋白。

“胞外囊泡，其包括外泌體和微囊泡，是膜包裹的。他們是穩(wěn)定的，這是很重要的，“Tao說。“我們使用的樣品是保存了5年的，我們?nèi)匀荒軌驒z測(cè)磷酸化蛋白，這表明這是一種可行的方法來識(shí)別疾病生物標(biāo)志物。通過連續(xù)的高速離心，然后蛋白質(zhì)提取，相轉(zhuǎn)移表面活性劑消化和磷酸肽富集用于LC-MS/MS分析，分離包括微囊泡和外泌體。

對(duì)于癌癥的簡(jiǎn)單血液測(cè)試將比活組織檢查的難度要小得多。醫(yī)生還可以定期測(cè)試癌癥患者的血液，以了解治療的有效性，并在治療后監(jiān)測(cè)患者以查看癌癥是否正在復(fù)發(fā)。

普渡大學(xué)癌癥研究中心主任蒂莫西•拉特利夫（Timothy Ratliff）說，這項(xiàng)研究結(jié)果有望用于癌癥的早期檢測(cè)。

“所有癌癥細(xì)胞都能釋放囊泡和外泌體，所以可能是有癌癥組織的一般模式，但更可能的是，Andy將發(fā)展與不同的癌癥相關(guān)的特點(diǎn)。 這真的很刺激，“Ratliff說。“癌癥的早期檢測(cè)很關(guān)鍵，可明顯降低與該疾病相關(guān)的死亡率。       

Tao計(jì)劃分析各種類型癌癥中磷酸化蛋白水平的增加，以確定是否展現(xiàn)患者所患癌癥類型的特點(diǎn)。他的公司，Tymora分析公司（Tymora Analytical），也在開發(fā)技術(shù)，將允許醫(yī)生將血液樣本插入到一個(gè)黑盒并分析磷酸化蛋白存在，消除了超高速離心機(jī)的臨床設(shè)置不實(shí)用性。

參考文獻(xiàn)：

Chen IH, Xue L, Hsua CC, Paez JS, Li Pan L, Andaluz H, Wendt MK, Iliuk AB, Zhu JK, Tao WA. (2017) Phosphoproteins in extracellular vesicles as candidate markers for breast cancer. PNAS[Epub ahead of print].  IF =9.423

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