蛋白质组分析揭示胆管癌肿瘤异质性的共同及区域特异性蛋白特征

【字体: 时间:2025年05月19日 来源:Scientific Reports 3.8

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  【编辑推荐】为解析胆管癌(CCA)分子异质性致治疗抵抗难题,研究人员利用多区域 LC-MS/MS 蛋白质组分析 13 例患者的 52 个肿瘤区域及 13 个癌旁组织,发现患者间及肿瘤内蛋白质组差异显著,仅 18 种蛋白普遍存在,关联代谢重编程与氧化应激通路,为个体化治疗提供新方向。

  
胆管癌(Cholangiocarcinoma, CCA)是一种起源于胆道上皮细胞的恶性肿瘤,在东南亚地区尤其是泰国东北部高发,其流行与肝吸虫(Opisthorchis viverrini)感染密切相关。作为全球第二大原发性肝癌,CCA 因肿瘤异质性强,常导致治疗抵抗和复发,多数患者确诊时已处于晚期,预后极差。目前,手术切除是唯一可靠的治疗手段,但肿瘤的分子复杂性使得精准诊疗面临巨大挑战。深入解析 CCA 的分子机制,尤其是肿瘤内异质性(Intratumoral Heterogeneity, ITH)和患者间异质性,成为开发新型诊断标志物和治疗靶点的关键。

为填补这一领域的研究空白,泰国孔敬大学(Khon Kaen University)医学院系统生物科学与计算医学系联合多个研究机构的团队,针对 CCA 的蛋白质组异质性展开研究。该团队通过多区域蛋白质组分析,揭示了 CCA 在肿瘤内和患者间的蛋白质表达差异,相关成果发表在《Scientific Reports》上,为理解 CCA 的复杂生物学特性及个体化治疗策略提供了重要依据。

研究人员采用基于液相色谱 - 质谱联用(LC-MS/MS)的无标记蛋白质组定量技术,对 13 例接受根治性切除的 CCA 患者的 52 个肿瘤区域及 13 个癌旁组织进行分析。样本采集遵循严格的伦理规范(伦理号:HE671356),涵盖不同解剖位置的肿瘤区域,旨在全面捕捉肿瘤内的空间异质性。

肿瘤异质性的蛋白质组特征


通过火山图分析和方差分析(ANOVA),研究发现肿瘤组织与癌旁组织间存在显著的蛋白质表达差异。例如,P21695、P05062 等蛋白在肿瘤中显著上调,而 P29084 则下调。患者间蛋白质组差异明显,不同个体的肿瘤区域呈现独特的表达模式,印证了 CCA 患者间异质性的复杂性。

肿瘤内异质性的空间分布


主成分分析(PCA)和热图显示,同一患者的不同肿瘤区域(R1-R4)存在显著的蛋白质组差异。部分患者(如 K151、L096)的肿瘤区域在 PCA 中分散明显,表明高 ITH;而 K061、J122 等患者的肿瘤区域则聚类紧密,提示低 ITH。维恩图分析进一步显示,不同肿瘤区域存在特异性蛋白,仅 18 种蛋白在所有患者和肿瘤区域中普遍存在,包括 AIFM1、FTCD、ADH1B 等,暗示这些蛋白可能是 CCA 的核心分子特征。

关键通路与治疗靶点


通过 STITCH 通路分析和富集分析,发现普遍存在的 18 种蛋白主要参与代谢重编程(如戊糖磷酸途径、糖酵解 / 糖异生)和氧化应激反应(如超氧化物歧化酶 SOD1、过氧化氢酶 CAT)。这些通路与化疗药物(如顺铂、吉西他滨)的作用机制相关,提示靶向代谢和氧化应激通路可能克服治疗抵抗。此外,患者特异性通路分析显示,不同肿瘤区域富集的代谢途径存在差异,进一步突显 ITH 对治疗的影响。

研究结论与意义


该研究首次通过多区域蛋白质组分析系统揭示了 CCA 的肿瘤内和患者间异质性,发现仅有 18 种蛋白在所有肿瘤区域和患者中共同表达,且这些蛋白与代谢重编程和氧化应激密切相关。研究结果表明,CCA 的分子复杂性需要个体化治疗策略,而核心通路中的关键蛋白(如 SOD1、CAT、ADH1B)有望成为通用治疗靶点。同时,结合患者特异性蛋白质组特征,可开发 “通用靶点 + 个体化方案” 的精准医疗模式,为提高 CCA 治疗效果提供新方向。

这项研究不仅深化了对 CCA 异质性的理解,还为生物标志物发现和药物研发提供了丰富的数据资源(原始数据已存储于 jPOST 数据库, accession number: JPST003436)。未来需进一步验证关键蛋白的功能,并探索靶向代谢和氧化应激通路的治疗潜力,推动基础研究向临床应用的转化。

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