基于血液的蛋白质组学分析揭示了乳腺癌患者在接受紫杉烷治疗期间,BCL2相关信号通路发生的与治疗环境相关的变化
《FEBS Open Bio》:Blood-based proteomic profiling reveals context-dependent changes in BCL2-associated signaling during taxane therapy in breast cancer patients
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时间:2026年03月27日
来源:FEBS Open Bio 2.3
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摘要
许多癌症幸存者的生活质量因化疗的严重且持久的副作用而受到影响。作为一项初步的、前瞻性的、非干预性研究的一部分,旨在探讨乳腺癌患者化疗的副作用,我们检测了患者在接受紫杉烷治疗前后12周内血液中蛋白质表达的变化。蛋白质表达是通过反向相位蛋白质组学阵列(RPPA)来测量的,结果
摘要
许多癌症幸存者的生活质量因化疗的严重且持久的副作用而受到影响。作为一项初步的、前瞻性的、非干预性研究的一部分,旨在探讨乳腺癌患者化疗的副作用,我们检测了患者在接受紫杉烷治疗前后12周内血液中蛋白质表达的变化。蛋白质表达是通过反向相位蛋白质组学阵列(RPPA)来测量的,结果显示,根据治疗方式(新辅助治疗与辅助治疗),与细胞凋亡、衰老和钙信号传导相关的蛋白质发生了不同的变化。其中变化最大的是BCL2(B细胞淋巴瘤2),它是调节细胞凋亡的BCL2蛋白家族的成员之一。其他受BCL2调控的蛋白质,包括RB1(视网膜母细胞瘤蛋白1)和NLRP3(NLR家族含吡啉结构域3),在治疗过程中也发生了显著变化。这些差异与细胞内钙信号传导的失调以及应激反应通路的激活一致,而这些通路与衰老相关分泌表型(SASP)的信号传导有重叠,后者已被认为与癌症复发有关。为了将这些观察结果置于更广泛的背景下,我们使用了来自癌症蛋白质组图谱(The Cancer Proteome Atlas, TPCA)的公开可用的蛋白质组学数据生成了Kaplan–Meier生存曲线。这项工作旨在展示基于血液的蛋白质组学方法如何作为一种非侵入性手段,用于监测癌症治疗期间的系统生理变化,为关于化疗时机和长期结果的假设提供依据。
缩写
BCL2:B细胞淋巴瘤2
DDR:DNA损伤反应
ER:内质网
GRP75:葡萄糖相关蛋白75
IL6:白细胞介素-6
ITPR:肌醇三磷酸受体
MAM:线粒体相关内质网膜
NLRP3:NLR家族含吡啉结构域3
NRF2:核因子红细胞2相关因子
OS:总生存期
QC:质量标准
RB1:视网膜母细胞瘤蛋白1
ROS:活性氧物种
RPPA:反向相位蛋白质组学阵列
SASP:衰老相关分泌表型
TCGA:癌症基因组图谱
TCPA:癌症蛋白质组图谱
VDAC:电压依赖性阴离子通道
引言
紫杉烷是一类抗肿瘤药物,包括紫杉醇和多西他赛,常用于治疗多种癌症类型,如乳腺癌、卵巢癌和肺癌[[1]]。除了缩小肿瘤体积外,这些药物的使用还会导致多种蛋白质表达的变化[[2-5]]。在乳腺癌细胞中,受紫杉醇影响的蛋白质之一是BCL2,它是一种抗凋亡因子,能够调节内质网(ER)中的钙释放[[6]]。BCL2通过一个复杂的网络来防止细胞凋亡,该网络包括抑制RB1(视网膜母细胞瘤蛋白1)和激活GRP75(葡萄糖相关蛋白75;也称为HSPA9)[[7]]。RB1促进细胞衰老,其磷酸化状态对于决定细胞命运至关重要[[8]]。NLRP3是一种参与炎症小体的蛋白质,其激活会导致细胞死亡[[9]]。GRP75是一种促进内质网和线粒体之间连接的蛋白质[[10]],使钙在这两个细胞器之间优先移动。钙信号传导的失调会在基于紫杉烷的化疗过程中导致不良副作用[[11-13]]。总体而言,钙信号传导是一个基本过程,在细胞生长、存活和死亡中起着关键作用。钙信号传导的改变会改变许多生理过程,从而导致包括心力衰竭、癌症和神经退行性疾病在内的疾病[[11, 14, 15]]。与癌症治疗相关的是,钙信号传导的失调可能会激活细胞应激程序,根据具体情况,这些程序可能包括衰老相关分泌表型(例如SASP信号传导)或细胞凋亡[[16]]。钙稳态的丧失是一种应激,会导致衰老,这是内质网和线粒体功能之间复杂相互作用变化的结果[[17]]。这些由钙和应激引起的变化可能导致化疗的负面副作用[[18, 19]]。不良反应包括周围神经病变和认知障碍[[11, 12]],以及癌细胞对化疗和放疗产生抗性的衰老状态[[13]]。减轻化疗的不良反应,包括神经病变、衰老和认知障碍,对于改善患者的整体健康状况以及避免可能影响生存的治疗调整是必要的[[20]]。这项初步研究的目的是评估基于血液的蛋白质组学是否能够检测到个体患者治疗期间应激反应信号传导的变化,而不是进行统计推断。在这份简短的报告中,我们使用在一项小型前瞻性临床研究中获得的样本,检测了与细胞凋亡、衰老和钙信号传导相关的蛋白质表达差异,该研究监测了接受辅助和新辅助紫杉烷化疗的乳腺癌患者中化疗引起的神经病变的发展[[21]]。新辅助化疗是乳腺癌患者的常用治疗选择,定义为在手术干预之前的药物治疗[[22]]。辅助化疗旨在在主要治疗(通常是手术)之后进行,以帮助消除恶性细胞,减少复发的可能性[[23]]。辅助治疗组和新辅助治疗组之间最大的差异出现在与促凋亡蛋白BCL2和细胞内钙信号传导相关的蛋白质上。尽管这项前瞻性研究的受试者数量较少,但其结果与大规模癌症蛋白质组图谱(TCPA)数据的分析结果一致。我们以BCL2信号传导网络为例,说明非侵入性蛋白质组学如何为关于癌症患者系统细胞应激反应的假设提供信息。这项分析并不能得出关于因果关系或机制的明确结论,而是将蛋白质组学作为一种工具,用于生成假设并辅助未来的治疗决策。我们的目标是展示非侵入性血液细胞分析在捕捉化疗期间发生的动态生理变化方面的实用性。
方法
我们进行了一项关于接受紫杉烷治疗的乳腺癌患者周围神经病变和认知功能的前瞻性临床研究,方法如前所述[[21]]。该研究获得了耶鲁癌症中心人类研究伦理委员会(NCT03872141)的批准,并根据赫尔辛基宣言获得了书面知情同意。患者招募时间为2017年8月8日至2020年3月11日。所有数据均进行了去标识处理。在第一次紫杉醇/多西他赛治疗前(基线)和治疗后12周采集了血液样本。白细胞被分离出来,冷冻并储存在-80°C。为了补充之前报告的周围神经病变和认知测试[[21]],白细胞裂解物于2021年3月被送往MD Anderson功能蛋白质组学RPPA核心实验室。处理过程遵循该实验室的标准流程:裂解物被变性,调整至统一浓度,然后进行系列稀释以保持线性检测范围,并印在硝酸纤维素载玻片上。载玻片上包括用于批次调整的指定对照裂解物和用于空间校正和曲线拟合的32个细胞系“混合裂解物”稀释系列。阵列用预先验证的单特异性抗体进行探测;只有符合核心实验室质量标准(QC评分≥0.8)的抗体才会被进一步分析。信号通过酪胺放大/DAB捕获,进行背景校正,并拟合到超曲线上。数值由核心实验室进行线性归一化到内部对照。在13名参与者中,有7名提供了适合RPPA分析的0周和12周的配对样本。其余病例由于采集窗口缺失、样本量不足或核心实验室质量控制失败(例如染色/阵列性能不佳)而缺乏可用的配对时间点数据。主要分析限于患者内部的配对比较,以减少不完整纵向采样的偏差。此外,仅基线样本没有与配对数据合并。0周指的是第一次紫杉醇/多西他赛剂量之前的化疗前状态。对于新辅助治疗患者,0周是指手术前;对于辅助治疗患者,0周是在确定性手术(部分乳房切除术或肿块切除术)后约10周,且在开始化疗之前。由于辅助治疗的基线是在手术后获得的,因此循环白细胞中的BCL2蛋白水平可能反映了术后系统生理状态,而不是真正的治疗前状态。因此,我们分别呈现新辅助治疗(n=5)和辅助治疗(n=2)亚组,并谨慎解释组间差异。在我们之前的报告中提供了所有分析蛋白质的完整列表[[21]]。我们使用了癌症基因组图谱(TCGA)RPPA BRCA侵袭性癌数据集(2023年1月下载)来评估蛋白质表达与生存期之间的关联[[24-26]]。TCGA RPPA没有指定新辅助治疗与辅助治疗的区别;因此,结果被解释为队列水平的关联。TCPA数据和KMplotter切割值用于根据前瞻性研究选择的蛋白质生成Kaplan–Meier图。所有使用的数据集要么是公开可用的,要么包含在[[21]]中。
局限性
我们的研究受到前瞻性研究样本量有限的影响,仅有7名患者。因此,患者数据和结论更像是一个病例系列,而不是一个确定性的、大规模的队列研究。由于这是一项具有预定义招募和生物样本可用性的前瞻性初步研究,扩展到更多患者或其他对紫杉烷敏感的肿瘤类型在本研究的范围内是不可行的。尽管乳腺癌队列包括了多种受体亚型,但这种异质性反映了现实世界的临床人群,并强调了在循环白细胞中检测到的应激反应信号传导的系统性。由于分析是在循环白细胞上进行的,而不是肿瘤组织上,观察到的蛋白质组学变化可能反映了机体对化疗的系统反应,而不是肿瘤内在的亚型特异性信号传导。此外,RPPA核心实验室中包含的经过验证的蛋白质数量有限,仅为484种,主要是与癌症发生和进展相关的蛋白质。因此,并非所有与BCL2通路相关的蛋白质都可用于分析。尽管紫杉醇和多西他赛在药代动力学和毒性特征上有所不同,但两者都是稳定微管的紫杉烷类药物,作用机制有重叠;鉴于样本量较小,我们将紫杉烷暴露视为一个共同的影响因素,并谨慎解释结果。我们也没有获得辅助治疗患者的术前基线数据,并认识到部分乳房切除术或肿块切除术可能会导致BCL2水平升高。由于这些限制,我们选择不进行统计比较。相反,我们将观察到的蛋白质表达差异视为初步的、用于生成假设的依据。最后,由于白细胞是一个混合群体,而RPPA捕捉的是蛋白质的总体丰度,因此变化可能反映了细胞组成和/或激活状态的变化,而不仅仅是细胞内的命运变化。
结果
前瞻性临床研究的患者被分为两组:新辅助化疗组(n=5)和辅助化疗组(n=2)。蛋白质水平的相对变化是从基线(0周)计算到治疗结束(12周)。需要注意的是,新辅助治疗患者的基线水平不包括治疗前12周内的任何数据或其他指标[[21]]。以下蛋白质的表达被突出显示,因为新辅助治疗组和辅助治疗组之间存在相反的趋势。辅助治疗患者在12周的紫杉醇/多西他赛治疗期间没有接受任何化疗;相反,他们只接受了部分乳房切除术或肿块切除术。应当注意的是,辅助治疗组在12周内确实接受了略微增加剂量的紫杉醇/多西他赛,但所有患者在12周内的治疗方案仅限于DDAC和曲妥珠单抗与紫杉醇/多西他赛的组合(表1)。额外的患者人口统计数据见表S1。表1显示了患者的HER2/PR/ER状态、使用的化疗药物、每周紫杉醇剂量、之前的治疗以及术后周数(详见表S3)。
表1. 患者详细信息:HER2/PR/ER状态、化疗药物、紫杉醇剂量、之前的治疗以及术后周数
主要关注点:BCL2与NLRP3、GRP75和RB1的关系
在将患者分为辅助治疗组和新辅助治疗组后,我们整理数据以识别两组之间蛋白质水平相对变化具有统计学显著差异的蛋白质。在RPPA评估的484种蛋白质中,新辅助治疗组和辅助治疗组之间差异最大的蛋白质是BCL2(图1A)。蛋白质差异最大的列表显示,这些蛋白质主要来自BCL2家族、钙信号复合体(图1B)和衰老通路(图1C)。在排名靠前的蛋白质中,新辅助治疗和辅助治疗患者的BCL2、NLRP3和RB1的表达趋势明显相反。对于辅助治疗患者,BCL2减少了37%(q1:-47%,q3:-28%),NLRP3增加了68%(q1:51%,q3:84%),RB1增加了15%(q1:6%,q3:21%)。而对于新辅助治疗患者,BCL2增加了67%(q1:39%,q3:103%),NLRP3减少了8%(q1:-19%,q3:3%),RB1减少了12%(q1:0%,q3:-15%)(表S2,S3)。这些方向性的差异可能反映了手术前后生理状态的变化,从而导致不同的细胞程序被诱导。尽管这些结果具有统计学意义,但由于样本量较小,仍需谨慎对待。如前所述,这些观察结果主要有助于基于已发表的证据提出假设。先前的研究表明,紫杉醇处理癌细胞会导致BCL2的磷酸化[[27]],这种修饰决定了细胞的命运[[8]]。此外,BCL2介导的凋亡抑制可以允许RB1依赖的细胞周期停滞或衰老程序。RB1作为细胞周期停滞和凋亡决策的中心整合器,其活性影响细胞对BCL2家族介导的生存信号的反应[[8, 28, 29]]。
(A–C)新辅助治疗(n=5)和辅助治疗(n=2)患者在12周治疗期间蛋白质表达的相对变化。(A–C)展示了BCL2家族(A)、钙信号相关蛋白(B)和衰老相关蛋白(C)中变化显著的蛋白质。对于治疗后新辅助组和辅助组之间表达有显著差异的蛋白质(详见表S3中的描述性统计),数据以平均值±标准差表示。统计比较使用了配对t检验;星号表示P<0.05。
鉴于辅助治疗和新辅助治疗患者在BCL2蛋白水平上表现出最大的差异(图1A),我们分析了患者RPPA数据中可用的BCL2家族成员。BAX、BCL-XL、BCLW和BIM在两组之间的差异较小(图1A)。对于这些BCL2家族成员,除了BIM和PUMA(未包括在内),新辅助治疗患者的蛋白水平相对于辅助治疗患者略有下降(表S2)。先前的细胞系研究表明,紫杉醇处理通常导致BCL2的磷酸化,而不是总蛋白含量的变化,这是决定细胞命运的关键[[27]]。与此一致的是,关于紫杉醇暴露后总BCL2表达的报告在不同实验模型中存在异质性和依赖性[[6]]。我们的RPPA平台量化了循环白细胞中的总蛋白水平,因此补充了但不直接复制了专注于翻译后调控的肿瘤细胞系研究[[26]]。持续的BCL2家族信号传导也被认为与紫杉醇耐药性和临床相关衰老有关[[30]]。BCL2通过干扰各种蛋白质伙伴(BCL-XL、BAX、BCLW和BIM)的作用,在抗凋亡过程中起核心作用。BCL-XL直接参与线粒体稳态,并据报道可以通过线粒体活性氧(ROS)的形成来防止凋亡和控制乳腺癌细胞的迁移[[31]]。此外,核因子红系2相关因子2(Nrf2)与BCL-2基因的抗氧化反应元件结合,以控制BCL2的活性和细胞凋亡[[32]],同时促进化疗耐药性[[33]]。总体而言,辅助治疗患者的这些促凋亡蛋白表达水平增加,而新辅助治疗患者的表达水平下降,这表明当BCL2水平升高时,促凋亡行为受到抑制。BCL2还影响肌醇三磷酸受体(ITPR)的行为,BCL2与其结合并抑制ITPR形成的细胞内钙通道的活性[[34, 35]]。除了BCL2在下调ITPR活性中的作用外,其他研究还表明BCL-XL使ITPR对低水平的肌醇三磷酸更敏感,BCL-XL与BCL2结合在同一区域[[36, 37]]。BCL2和BCL-XL之间的潜在竞争强调了这两种蛋白质相对表达的重要性。一旦BCL-XL结合到线粒体相关的内质网膜(MAM)上的ITPR上,它会促进钙离子的促生存振荡,而BCL2则阻止钙离子的促凋亡瞬变[[38, 39]]。
参与钙信号传导的蛋白质,特别是在MAM处的蛋白质,在辅助治疗和新辅助治疗患者之间表现出差异(图1B)。如前所述,BCL2通过抑制ITPR来影响钙信号传导。由于RPPA患者数据的限制,我们无法评估所有相关的钙信号传导参与者,但可以评估PERK、GRP75和MTOR以及BCL2和NLRP3(图1B)。辅助治疗和新辅助治疗患者的PERK、GRP75和MTOR水平没有显著差异。由于这些蛋白质位于细胞质或细胞膜上,这一结果表明相关信号通路主要集中在MAM,特别是由ITPR通道活性调节的钙离子调节。NLRP3是一种与炎性小体相关的钙介导的蛋白质,其激活由线粒体ROS产生和内质网应激触发[[40]]。一旦NLRP3被激活,它会导致多种类型的细胞死亡,包括焦亡、坏死和凋亡[[41]]。此外,BCL2和BCL2-XL通过结合ATP并阻止NLRP3的寡聚化来抑制NLRP3的活性[[40, 41]]。钙激活对于NLRP3依赖的促炎作用是必要的,这部分通过GRP75-VDAC1-ITPR3复合体介导[[42, 43]]。维持内质网-线粒体接触对于NLRP3的完全激活是必需的。例如,具有增强MAM耦合的巨噬细胞表现出更高的炎性小体活性,而破坏IP3R–GRP75–VDAC1轴会减弱这种活性[[44-46]]。GRP75是一种受葡萄糖调节的蛋白质,它通过MAM促进内质网和线粒体之间的接触,并作为连接ITPR和电压依赖性阴离子通道(VDAC1)的纽带,以调节钙流[[47, 48]]。BCL2通过与其结合来干扰ITPR的活性,从而抑制钙从内质网的释放和向线粒体的转移[[49, 50]]。
RB1已知参与衰老过程,RB1的去磷酸化在决定细胞的凋亡命运中起作用[[28, 51]]。当RB1被抑制(即未去磷酸化)时,细胞不会发生凋亡。在各种癌症中,RB1通路的状态可以追踪化疗反应,RB1程序的缺失模拟了RB1缺陷并预测治疗敏感性,支持我们的观察,即RB1的方向性可能指示衰老/凋亡的平衡[[52]]。具体来说,先前的研究表明,BCL2的抗凋亡活性阻止了RB1的去磷酸化和凋亡,从而使RB1能够激活衰老相关通路[[29]]。此外,BCL2还被证明可以调节Hippo信号通路[[53]]。Hippo信号通路已被证明与治疗耐药性的产生有关[[54]],并且在人类椎间盘软骨细胞中诱导衰老会导致Hippo通路的增强[[55]]。最近的证据表明,衰老的主要通路与钙信号传导有关[[56]]。癌症治疗已知会导致细胞衰老,即细胞周期停止且无法修复损伤。然而,在某些情况下,细胞永远不会重新开始分裂,也不会发生凋亡,但细胞仍然处于衰老状态,其特征是分泌衰老相关分泌产物(SASP)[[56]]。SASP的产生促进了免疫抑制环境,并增加了周围细胞的增殖,从而导致癌症复发[[13, 56-58]]。体内研究表明,紫杉醇会加速脑微血管内皮细胞的衰老和神经血管功能障碍,这可能是由于细胞内钙信号传导失调[[59]]。在衰老过程中,ITPR和MAM之间的相互作用增加,线粒体中的钙离子积累[[47, 60]]。由于线粒体状态的改变,ROS的产生增加。ROS的增加通常会导致DNA损伤,从而触发DNA损伤反应(DDR)通路并激活p21来抑制周期依赖性激酶。这些激酶的激活随后抑制促凋亡蛋白RB1,导致SASP蛋白(如白细胞介素-6(IL6)的分泌[[61-63]]。由于RPPA面板中的衰老相关标志物有限,我们评估了可用的衰老相关调节因子(p16、p21)和SASP相关蛋白(PAI-1、IL-6;RELA/NF-κB信号通路)作为辅助性而非决定性标志物。在RPPA患者数据集中,只有一种记录的SASP蛋白IL6可用。辅助治疗患者在12周化疗后IL6的表达水平较低,而新辅助治疗患者的IL6表达水平较高(图1C)。IL6在各种模型中都是保守的SASP成分;细胞毒性治疗后SASP/IL6的增加与促肿瘤微环境的重塑有关,这与我们队列中按治疗时间划分的相反趋势一致[[64]]。还检查了其他与衰老相关的蛋白质:RELA,这是一种参与协调DDR和SASP分泌的抗凋亡蛋白;p53,这是一种促进凋亡的肿瘤抑制因子[[65-67]]。p53还抑制Nf-kB,后者激活BCL2。我们的结果表明,新辅助治疗和辅助治疗患者的p53和RELA水平相似,这可能表明当BCL2水平升高时,p53无法调节BCL2的活性。这些比较表明新辅助治疗组中衰老相关炎症/分泌信号通路的参与度可能更高,尽管RPPA面板中可用的经典细胞周期衰老标志物(p16/p21)没有显示出一致的诱导,且样本量较小,因此需要谨慎解释(图S1)。
我们的患者数据仅限于前瞻性研究的范围,即紫杉醇治疗的持续时间(12周)。然而,使用纵向数据可以更好地理解这些发现的潜在意义。为了研究长期影响,我们使用开放获取的RPPA数据生成了Kaplan–Meier曲线。尽管NLRP3的患者数量较少,但为了与本报告中使用的蛋白质组学数据保持一致,我们使用了RPPA数据而不是基因芯片或mRNA数据。该数据集没有根据治疗设置或采样时间点进行分层,因此不能直接验证我们的发现。相反,它们突出了更广泛的临床相关性。由于开放获取的数据没有区分新辅助治疗和辅助治疗患者,这些数据反映了整个乳腺癌队列(BCL2和RB1分别为n=875,NLRP3为n=65)的总体趋势。数据根据ROC曲线进行了最佳分割,总体生存(OS)数据在120个月内进行了绘制(图2)。使用经过验证的Kaplan–Meier曲线生成器KMplotter来可视化这些曲线[[68]]。用于Kaplan–Meier曲线的蛋白质包括BCL2(图2A)、NLRP3(图2B)和RB1(图2C)。对于NLRP3,只有来自外部研究的数据[[68]]可用,而对于BCL2和RB1,则使用了TCGA RPPA的数据。这三种蛋白质都显示出相同的相对模式。对于BCL2和RB1,高表达和低表达组在大约2.5年时点之前基本一致。此后,BCL2和RB1高表达患者的生存概率较低。相比之下,NLRP3的分歧出现得更晚。考虑到Kaplan–Meier曲线中的所有新辅助治疗患者在治疗完成后都表现出BCL2的过表达,这些结果表明BCL2水平的调节对总体生存至关重要。
(A–C)图1中识别的蛋白质的Kaplan–Meier生存曲线。生存曲线覆盖了120个月的时间范围:BCL2(HR=1.8(1.1–2.94),logrank P=0.018(A);NLRP3(HR=1.59(0.73–3.48),logrank P=0.24(B);RB1(HR=2.03(1.19–3.47),logrank P=0.079(C)。生存截止点设定为120个月,患者根据最佳分割标准进行分组(红色=过表达,黑色=低表达)。需要注意的是,紫杉醇治疗的长期和短期效应之间存在差异。治疗后不久,大多数患者的BCL2表达立即增加(新辅助治疗)。此外,尽管NLRP3和RB1的短期效应不太明显,但Kaplan–Meier曲线显示这些蛋白质的过表达与长期的不良效应相关。所有这些蛋白质的增加表明它们在衰老通路中起长期作用,即紫杉醇治疗后的衰老细胞积累是在治疗几周后而不是几周内变得明显的。讨论
本研究的目的是调查接受辅助或新辅助紫杉烷类化疗的乳腺癌患者中BCL2及相关蛋白的表达水平。总体而言,我们发现接受新辅助化疗的乳腺癌患者其BCL2蛋白水平显著高于接受辅助化疗的患者。其他与BCL2相关的蛋白,如NLRP3和RB1,在两组之间也存在差异。这些差异可能导致钙信号传导失调以及与衰老相关/类似SASP的特征,而这些特征与治疗耐受性和复发有关。蛋白质组学数据通过捕捉翻译后蛋白水平的变化,为我们提供了细胞生理状态的窗口。系统性蛋白质组学监测已被用作其他癌症的早期诊断工具;然而,关于在整个治疗过程中使用蛋白质组学的研究较少[[69-71]]。当与转录组学和其他组学工具结合使用时,蛋白质组学可以帮助我们更全面地了解化疗期间的细胞变化。尽管我们的研究仅限于外周白细胞中的蛋白质组学分析,但这一小规模的研究揭示了一些有意义的模式,可以为后续的机制假设提供依据。此外,在更大的数据集中,BCL2及相关蛋白的上调与治疗后2-3年的较低生存概率相关。然而,这项研究的样本量较小,可用于分析的验证蛋白数量也有限。尽管公共数据集的Kaplan-Meier分析提供了支持性背景,但这些数据集缺乏按治疗设置的分层,因此不能直接验证我们的初步发现;因此,我们的观察结果应被视为探索性的和假设生成的,需要在更大规模、前瞻性设计的队列中进行验证。癌症治疗的目标是既要减轻即时威胁,又要防止复发。也许调节BCL2家族成员的活性是维持长期细胞稳态和防止癌症复发的一种可能途径。临床前证据表明,通过使用能够破坏BCL-XL与BAX相互作用的senolytics(衰老细胞清除剂),可以选择性地清除治疗诱导的衰老肿瘤细胞,这证明了针对BCL2家族信号传导在管理治疗后的衰老反应以降低癌症复发率方面的临床意义[[30, 72-74]]。需要更大样本量和更广泛蛋白范围的研究来确认和扩展这些发现。如果在更大规模的数据集中得到验证,我们建议在评估新辅助和辅助治疗时,也应考虑钙信号传导失调和慢性衰老的可能性。
结论
我们这项初步的前瞻性研究的数据表明,血液蛋白质组学能够以依赖于特定背景的方式检测到与化疗相关的分子变化。BCL2及其蛋白伴侣的差异为未来关于新辅助治疗与辅助治疗时机如何影响全身细胞状态的假设提供了依据。此外,我们希望展示蛋白质组学工具如何能够无创地追踪治疗相关的应激反应,以及如何通过多组学和纵向测量来进一步深入了解多样的治疗反应和生存情况。
致谢
本研究得到了HESI Thrive的资助。L.M.F.部分得到了乳腺癌研究基金会(BCRF-22-184,项目负责人:Winer)的资助。R.L.R.获得了现代汽车Hope on Wheels青年研究员奖以及由Doris Duke慈善基金会资助的COVID-19基金(项目编号2021266)和耶鲁大学临床研究中心的支持。B.E.E.是Osmol Therapeutics公司的创始人及股东,该公司正在开发针对NCS1的治疗药物。M.L.曾担任Osmol Therapeutics的顾问。所有其他作者均声明没有利益冲突。
作者贡献
SM分析了数据并撰写了初稿;EYI获取并分析了数据,编辑了手稿;RLR提供了临床见解并编辑了手稿;LMF讨论并编辑了手稿;KB讨论并编辑了手稿;ML获得了资金支持,提供了临床见解并编辑了手稿;BEE构思了项目,获得了资金支持,分析了数据并编辑了手稿。所有作者均批准了最终版本的手稿。
同行评审
本文的同行评审历史信息可访问:https://www.webofscience.com/api/gateway/wos/peer-review/10.1002/2211-5463.70239
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