多组学视角下揭示肿瘤源性大癌体（LOs）异质性及其在液体活检中的转化价值

这篇研究通过优化大癌体（LOs）分离方法，整合质谱（MS）和RNA测序（RNA-seq）技术，首次系统揭示了LOs在多种癌症（前列腺癌、胶质瘤、乳腺癌）中的一致性蛋白/转录组特征，并验证其线粒体成分富集特性。研究创新性应用单LO RNA-seq和血浆数据非依赖采集质谱（SWATH-MS），发现LOs携带的线粒体标志物（如ATP5B、HSPA9）与肿瘤进展显著相关，为开发多分析物液体活检策略提供了分子基础。

　　

引言

细胞外囊泡（EVs）是细胞间通讯的关键介质，其异质性体现在大小、生物发生和功能等多个维度。其中，侵袭性肿瘤细胞释放的大癌体（Large Oncosomes, LOs）作为直径>1 μm的特殊EV亚群，与肿瘤转移和微环境重塑密切相关。然而，LOs的分子特征和临床价值长期未被充分解析。本研究通过优化差速离心结合碘克沙醇梯度纯化技术，首次实现了LOs的高效富集，并整合多组学技术揭示了其在癌症诊断中的潜在价值。

LOs分离技术的突破性优化

传统方法通过10,000×g离心富集LOs，但本研究创新性发现2,800×g低速离心可更高效捕获>4 μm的LOs群体。通过三步预离心（500×g）去除细胞污染后，2.8K组分中LOs数量提升2倍，且细胞器标志物GM130检测为阴性，证实其纯度。电镜和电阻脉冲传感（TRPS）显示，2.8K组分中LOs（1-10 μm）与10K组分（0.4-5 μm）、100K组分（<150 nm）形成明显区隔。值得注意的是，尽管LOs数量仅为小EVs（S-EVs）的千分之一，其蛋白总量却与S-EVs相当，凸显其强大的分子承载能力。

跨癌种LOs的核心蛋白图谱

质谱分析发现，PC3（前列腺癌）、U87（胶质瘤）、MDA-MB-231（乳腺癌）细胞来源的LOs共享104种独特蛋白，显著富集于线粒体（ATP5A1、HSPD1）、内质网（HSPA5）和核糖体组分。免疫印迹验证了LOs标志物HSPA5和KRT18在2.8K组分的特异性表达，而外泌体标志物CD9和TSG101则富集于100K组分。表面蛋白组分析进一步揭示，LOs携带整合素α-V（ITGAV）等粘附分子，但膜蛋白占比（13%）显著低于S-EVs（27%），印证了其"大容量低膜比"的物理特性。

单LO RNA-seq揭示线粒体RNA优势分布

通过适配单细胞测序平台，研究首次实现单个LOs的转录组分析。在10,000倍稀释样本中，16.3%的液滴检出线粒体基因（如MT-CO1），且与LOs标志基因共现率高达89%。UMAP聚类将LOs分为三群，其中MT-LO双阳性群体特异性高表达氧化磷酸化通路基因。这一发现与蛋白质组数据高度吻合，提示LOs可能是肿瘤细胞线粒体成分的"分子快递员"。

血浆LOs的临床转化潜力

在20例转移性前列腺癌患者血浆中，SWATH-MS鉴定出2,933种LOs蛋白，其中56.6%为跨病例共享。值得注意的是，激素抵抗型患者LOs中VAPA（参与骨转移前微环境形成）等蛋白显著上调。通过对比LOs与全血浆的棕榈酰化蛋白质组，发现75.1%的LOs蛋白无法在全血浆中检测，凸显其富集价值。前列腺癌转录组图谱（PCTA）分析证实，LOs标志物TOMM40和SLC25A5在转移性去势抵抗性前列腺癌（mCRPC）组织中表达激增，与患者不良预后显著相关。

讨论与展望

本研究通过多组学交叉验证，确立了LOs作为"线粒体富集型EVs"的生物学特征，其携带的ATP合成酶复合体等分子可能成为液体活检的新靶点。未来需突破血小板污染等技术瓶颈，并探索LOs中线粒体DNA的功能意义。作者团队已获得NIH资助，将开展千人队列验证LOs标志物的临床效能，推动其从基础研究向精准医疗转化。

（注：全文数据已上传至PRIDE和GEO）