结直肠癌肝转移的蛋白质组学全景：揭示CEACAM6在异时性与同时性转移中的关键作用及分子机制

本研究针对结直肠癌肝转移(CRLM)分子机制不明确、缺乏同步性(SM)与异时性(MM)转移分类研究的问题，通过高通量蛋白质组学分析，发现P53介导的超增殖是CRC发生的共同起始因素，代谢重编程是肝转移的核心特征，并首次鉴定CEACAM6作为从非转移(NM)到MM再到SM逐步下调的唯一蛋白，为CRLM的诊断标志物和治疗靶点开发提供了新方向。

　　

结直肠癌(Colorectal Cancer, CRC)是全球癌症相关死亡的第三大原因，其中肝转移(Colorectal Cancer Liver Metastasis, CRLM)发生在半数患者身上，是导致CRC死亡的主要原因。CRLM表现为同步性(Synchronous, SM)或异时性(Metachronous, MM)转移，两者在转移时间、肿瘤特征、预后结局以及对化疗的病理反应模式上存在显著差异，反映了其发展机制的复杂性和潜在治疗考虑的多样性。尽管利用基因组或蛋白质组工具探索CRLM生物标志物已付出大量努力，但几乎未有研究对同步性和异时性CRLM进行分类。全面理解这些分子差异对于推进个性化治疗策略和优化结直肠癌肝转移的预后评估至关重要。

在此背景下，研究人员在《Translational Oncology》发表了题为"Proteomic landscape of colorectal cancer liver metastasis"的研究论文。该研究通过对非转移性(CRC)组织、异时性(MM)和同步性(SM)转移组织进行定量蛋白质组学分析，揭示了CRLM的独特生物学特征，为理解结直肠癌肝转移的分子复杂性提供了新见解。

研究团队主要运用了以下关键技术方法：从大连大学附属中山医院临床诊断的非转移CRC(NM)、同步性CRLM(SM)或异时性CRLM(MM)患者中收集CRC肿瘤和癌旁正常组织(PN)样本；通过液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)进行4D标记游离蛋白质组学分析；使用MaxQuant软件和Andromeda搜索引擎进行数据库搜索和蛋白质定量；采用免疫组织化学(IHC)和RT-qPCR进行实验验证；通过GO分析、KEGG通路分析、蛋白互作(PPI)网络分析等生物信息学方法挖掘数据。

研究结果

蛋白质组学表征CRLM样本

通过对20例CRC患者样本（包括PN、NM、SM和MM组织）进行高分辨率蛋白质组学分析，LC-MS分析成功鉴定出每个样本平均8000个蛋白质，其中2976个独特蛋白质在20个样本中至少15个被检测到。分子量分布分析显示蛋白质从10 KD到200 KD呈正态分布。层次聚类和t-SNE分析均证实CRC肿瘤在分子上不同于正常组织，且SM样本与NM的相似性高于MM，提示SM样本处于转化的较早阶段，而MM肿瘤可能经历了独特的分子变化，为后期转移做准备。

与癌旁组织相比的肿瘤组织蛋白质组学特征

比较SM、MM和NM样本与PN组织的差异表达蛋白质(DEPs)，发现198个上调和99个下调蛋白质。上调蛋白质主要与P53信号、DNA修复、翻译、rRNA加工、细胞周期调控、核糖体小亚基生物发生、细胞增殖、DNA复制、RNA甲基化和染色质重塑相关。下调蛋白质则富集于cGMP-PKG信号、钙信号通路和衰老。各CRC亚型与PN样本相比展现独特表达模式：NM样本中上调蛋白质与DNA复制、mRNA加工、蛋白质翻译和细胞周期调控相关，下调蛋白质与B细胞介导的免疫反应相关；MM样本中上调蛋白质与先天免疫反应激活、1型干扰素反应激活和代谢通路相关，下调蛋白质与细胞粘附和粘着斑相关；SM样本中血管生成关键抑制因子、细胞粘附分子和细胞外基质(ECM)组织因子显著下调。

CRLM与非CRLM的蛋白质组学特征

比较MM与NM组，发现235个上调和238个下调蛋白质，上调蛋白质更多与代谢通路和糖鞘脂生物合成相关，下调蛋白质与过氧化物酶体和铁死亡相关，提示铁死亡抑制为MM在恶劣转移微环境中提供生存优势。SM与NM组比较发现102个上调和102个下调蛋白质，SM样本同样表现出代谢通路的广泛激活，但IL-17信号通路调节因子和促进中性粒细胞胞外陷阱形成的因子下调，表明炎症微环境较少，便于更晚期的转移进展。CEACAM6和BCL2L1（失巢凋亡的负调节因子）在SM组下调。重叠分析发现36个上调和23个下调蛋白质是CRLM样本中的常见事件，富集分析显示激活的重叠蛋白质与各种代谢通路相关。蛋白质组合(AXL、ACSL6、PMEPA1、BCL2L1、AKR1C2、RBP5)与患者不良预后显著相关。

SM与MM的蛋白质组学特征

SM与MM组比较发现149个上调和160个下调蛋白质。TGF-β信号在SM组高度激活，经典WNT信号通路呈正调控，伴随显著的染色质组织变化。蛋白质网络分析识别出在SM组中差异表达的蛋白质，与分泌颗粒腔、体液免疫反应和过氧化氢代谢过程相关。

与CRLM恶性程度相关的蛋白质组标志物

系统识别在NM、MM和SM组中一致上调或下调的蛋白质，意外发现CEACAM6是唯一在SM相比MM、进一步相比NM组中表达显著升高的蛋白质。RT-qPCR和IHC分析验证了蛋白质组学结果，NM样本显示最强的CEACAM6信号，其次是MM和SM组。

讨论与结论

研究表明P53介导的超增殖在结肠癌发生中起共同触发作用，代谢重编程是结肠癌肝转移的普遍标志。TGF-β和WNT信号通路的激活以及显著的染色质组织变化可能是观察到的结肠癌转移恶性异质性的贡献者。P53信号可能作为抑制CRC癌变的保障，所有CRC患者可能受益于针对P53信号的治疗。代谢通路失调，特别是涉及视黄醇代谢、外源性代谢和前列腺素代谢的通路，有助于结肠癌肝转移。CEACAM6的表达可能随着肿瘤进展阶段或微环境变化而动态调节，癌细胞在转移过程中可能下调CEACAM6以适应新微环境。

这些发现为结直肠癌肝转移的分子复杂性提供了新见解，CEACAM6作为差异标志物的识别突出了其作为诊断标志物和治疗靶点的潜力，为转移性CRC的治疗提供了新途径。通过高通量蛋白质组学方法鉴定的同步性和异时性转移之间的差异表达蛋白质可能是观察到的CRC转移异质性的关键组成部分，值得进一步深入研究以阐明其分子功能和潜在的临床意义。