Scinderin：基于转移性肺结节间质液蛋白质组学鉴定的转移相关生物标志物

《Molecular & Cellular Proteomics》：Scinderin: a metastasis-associated biomarker identified in metastatic lung nodule interstitial fluid proteomics

肿瘤微环境是理解癌症进展与转移的关键因素。在此背景下，分离肿瘤间质液（TIF）是检测癌症生物标志物和治疗靶点的有力工具。在本研究中，研究人员利用小鼠模型对转移性肺结节的TIF进行了蛋白质组学分析。这些肺部的TIF富含肌动蛋白结合蛋白等多种分子。值得注意的是，研究人员鉴定出Scinderin（Scin），一种由肿瘤细胞分泌的肌动蛋白结合蛋白。敲低Scin导致肺结节数量与大小显著减少，同时播散肿瘤细胞（DTCs）也减少，尽管程度较轻。此外，沉默Scin抑制了不同癌细胞系的细胞和肿瘤生长。在人类肿瘤中，研究人员在子宫内膜癌患者的肿瘤间质液（TIF）中检测到Scin。Scin在浆液性子宫内膜癌和分泌期子宫内膜中高表达。值得关注的是，一项使用子宫内膜癌组织芯片的配对分析显示，与其对应的原发肿瘤相比，转移样本中的Scin表达升高。此外，一项回顾性研究发现，发生转移的患者血浆中Scin水平显著升高。这些发现表明，Scin在转移过程中发挥重要作用，并可能作为肿瘤侵袭性和转移潜能的潜在生物标志物。

论文解读文章

一、研究背景与研究目的

肿瘤微环境由复杂的信号网络构成，对于揭示肿瘤行为至关重要。肿瘤细胞、内皮血管、基质成纤维细胞及免疫细胞会向细胞外基质分泌多种因子，这些因子如同“战术战争”一般，试图促进或阻碍肿瘤播散。所有分泌因子包括蛋白质、核酸、脂质及其他代谢物，共同构成了分泌组。为了分析肿瘤微环境，一个直接的方法是从组织样本中获取肿瘤间质液（Tumor Interstitial Fluid, TIF）。确定TIF的蛋白质组图谱是检测肿瘤生物标志物的来源。

已有研究表明，从乳腺癌TIF中筛选出的24种蛋白质能够区分该癌症的不同亚型。此外，TIF中异常积累的蛋白质往往是通过非经典分泌机制外排的。有趣的是，肌动蛋白结合蛋白在TIF中被多次检出，提示这类蛋白可能具有作为生物标志物的潜力。例如，肌动蛋白互作蛋白WDR1和Fascin（Fscn1）分别在卵巢癌和头颈癌的TIF中被检测到，它们在功能上与细胞分裂和迁移调控相关。

Scinderin（也称为Adseverin）属于钙依赖性肌动蛋白丝切割蛋白家族，存在于多种分泌细胞中。重要的是，Scin通过切割质膜附近的肌动蛋白斑块，促进囊泡递送至胞吐位点，从而促进胞吐作用。已有研究表明，Scin影响正常组织发育和癌症预后。在发育方面，Scin是破骨细胞形成和维持软骨组织稳态所必需的。在癌症中，Scin的表达与肿瘤侵袭性相关，影响不同癌细胞和异种移植模型的增殖和肿瘤生长。此外，Scin促进细胞侵袭并有利于肿瘤播散。然而，Scin在肿瘤间质液中的存在、其在转移中的作用及其作为生物标志物的相关性此前尚未被描述。

因此，本研究旨在利用小鼠模型获得高度转移性肺部的TIF样本，通过深度蛋白质组学分析，观察Scin在这些肺部相较于正常肺部的丰度变化，确定其是否由肿瘤细胞分泌，分析其在转移中的作用，并在人类活检组织中检测Scin，表征其作为人类子宫内膜癌生物标志物的相关性。

二、主要技术方法

1. 1.
   动物模型与TIF制备：采用免疫缺陷SCID hr/hr雄性小鼠，通过尾静脉注射高度转移性大鼠前列腺腺癌细胞系R3327-5'A构建肺转移模型，对照组注射磷酸盐缓冲液（PBS）。15天后取肺，通过离心法提取TIF。
2. 2.
   定量蛋白质组学：TIF蛋白经胰酶消化后，使用Orbitrap Fusion Lumos Tribrid质谱仪进行数据依赖采集（DDA）模式分析。原始数据使用PEAKS X+搜索引擎分别比对UniProt小鼠和大鼠数据库，以1%假发现率（FDR）过滤肽段，差异蛋白筛选标准为校正p值<0.1且倍数变化>|1.3|。
3. 3.
   细胞实验：使用慢病毒载体介导的shRNA沉默Scin，在人胚肾HEK293T、人子宫内膜癌MFE296、人纤维肉瘤HT1080及大鼠R3327-5'A细胞中进行增殖、克隆形成及Transwell迁移实验。
4. 4.
   临床样本分析：纳入59例正常子宫内膜组织（30例增生期、29例分泌期）、102例子宫内膜样癌（EEC，按FIGO分级分为G1-G3）、22例浆液性癌（SC）及9例配对的原发-转移灶样本。采用免疫组化（IHC）和组织芯片（TMA）评估Scin表达，并使用竞争性ELISA试剂盒检测52例子宫内膜癌患者血浆中的Scin水平。

三、研究结果

1. 转移性小鼠肺部TIF的蛋白质组学分析

研究人员将R3327-5'A细胞注入小鼠体内，15天后获取转移性肺部TIF，并与健康肺部TIF进行无标记定量蛋白质组学比较。主成分分析显示两组样本明显聚类。共鉴定出69个在转移性TIF中显著上调的候选蛋白，其中46个富集蛋白，23个仅在转移组织中检出。基因本体论（GO）分析表明，上调蛋白显著富集于肌动蛋白结合蛋白和细胞迁移负调控因子类别。免疫印迹独立验证了Scin、Fscn1和Padi2在转移性TIF中的富集。

2. Scin在R3327-5'A和MFE296细胞的分泌组中检测到

免疫组化显示，Scin和Fscn1在肺结节中高表达，但在基质中不表达，而Padi2在结节和正常肺基质中均有中度表达。通过收集无血清条件培养基，研究人员证实Scin可被R3327-5'A细胞和子宫内膜癌MFE296细胞分泌至细胞外，而Padi2未被检测到，提示其来源于肺基质。

3. Scin促进转移和肿瘤生长

利用shRNA沉默Scin后，研究人员观察到：①肺转移模型中，Scin敲低组的肺结节数量和大小均显著减少；②虽然播散肿瘤细胞（DTCs）数量有所下降但未达统计学显著；③体外Transwell实验表明Scin敲低降低了细胞迁移能力；④体外细胞增殖和克隆形成实验显示Scin敲低显著抑制R3327-5'A和MFE296细胞的生长；⑤皮下异种移植瘤模型中，Scin敲低显著减小了两种细胞系的肿瘤体积。

4. Scin作为人类癌症侵袭性和转移的生物标志物

在人类子宫内膜癌活检组织的TIF中，通过免疫印迹检测到Scin，其中浆液性癌（更具侵袭性）样本水平最高，而健康子宫内膜水平较低。免疫组化分析显示：①Scin在分泌期子宫内膜中的表达显著高于增生期；②浆液性癌的Scin表达显著高于子宫内膜样癌；③配对的组织芯片分析显示，转移灶中的Scin表达显著高于其对应的原发肿瘤；④血浆ELISA检测发现，发生转移的患者血浆Scin水平显著高于未转移者。

四、讨论与结论

本研究通过蛋白质组学首次揭示了转移性肺部TIF的蛋白组成，并鉴定出多个候选蛋白，其中Scinderin作为肌动蛋白结合蛋白被重点关注。研究人员证实Scin可由肿瘤细胞分泌，并且其促转移作用主要通过促进播散肿瘤细胞的存活与生长来实现，而非主要依赖于早期播散或外渗。机制上，Scin可能通过调控肌动蛋白细胞骨架影响EGFR信号、β-catenin核定位及胞吐作用，进而改变肿瘤微环境。

在临床转化层面，研究人员在子宫内膜癌患者的TIF和血浆中均检测到Scin，且其表达与肿瘤侵袭性亚型（浆液性癌）和转移状态显著正相关。配对分析进一步证实转移灶中Scin表达升高。血浆Scin水平在后续发生转移的患者中显著更高，提示其可作为预测转移风险的潜在液体活检标志物。

研究结论：Scin在转移过程中发挥重要作用，其表达水平和血浆浓度与肿瘤侵袭性和转移潜能密切相关，有望成为评估肿瘤恶性程度和转移风险的生物标志物，并为靶向治疗提供新思路。