创新的循环肿瘤细胞(CTC)蛋白质标志物分析技术

2023-05-18 23:00:13

通过检测血液中的循环肿瘤细胞(CTC)及循环肿瘤细胞DNA发展起来的液体活检,对于肿瘤病人无痛诊断及靶向治疗有非常重要的意义。各国科学家在CTC富集,DNA测序,DNA分析做了非常多的工作,但是CTC蛋白质研究一直因为检测灵敏度问题停滞不前。

最近,加州大学伯克利分校的科学家们在《自然》子刊《Nature Communications》发表文章,可在一次普通的抽血后(2-4ml血),对血样中罕见的CTC进行分析,以检测其中一组与癌症相关的蛋白质。

也许,你对此并不惊讶,因为你听说过肿瘤液体活检。没错,这一基于对血液中循环肿瘤细胞(CTC)分析的技术目前进展迅速,表现出了取代侵袭性的常规组织活检的希望。然而,要实现这一技术有着相当挑战。首先,这些从肿瘤中脱落出来的循环肿瘤细胞在血液中是十分稀少的,每7.5毫升的患者血液中仅会有1-500个,而其他的血细胞则数以亿计。这使得有效的取样和监测变得十分困难。另一方面,当下绝大多数的肿瘤液体活检技术,本质上都是针对循环肿瘤细胞及其外泌体的DNA或RNA的测序和分析。可是,这种方式本身就可能带来严重的偏差。因为,癌症相关的DNA或者RNA的水平是一回事,而最终发挥实际作用的蛋白质的表达则是另一回事。

因此,若能对循环肿瘤细胞的蛋白表达谱进行分析,则有望成为更可靠的诊断手段。然而,这谈何容易——蛋白质可不能像核酸那样被PCR扩增。不过,科学家们还是做到了。


总的来说,他们从乳腺癌患者的血液中分离出循环肿瘤细胞,然后采用微观物理学技术,设计出一套针对能够指示癌症的蛋白质标志物的精确检测方案。在分离出单个细胞后,微流控装置会打破细胞,让其内容物流出,以测试其中八种癌症相关蛋白等标志物的含量。目前,科学家们正在扩大该技术可检测的蛋白标记数量,以最终以此能够更精确地对癌细胞进行分类。


当细胞沉降在微孔后,单个细胞就会被裂解,其释放出的蛋白质可立即由SDS-PAGE电泳进行分离,并直接在电泳凝胶内进行scWB,通过荧光信号来鉴定目标蛋白。这种结合分选和靶标探测的思路,将比现有的病理学检测工具更具选择性,尤其对于分析生物标志物的微妙化学修饰变化至关重要。


目前,被进行检测的蛋白靶标有12个,包括已被用于癌症分型(如ER、HER2、EGFR)、癌细胞鉴定(如EpCAM、panCK、CK8)、白细胞标记(如CD45)的蛋白和普遍表达于哺乳动物细胞的蛋白(GAPDH、β-tubulin、mTOR、ERK-1/2、eIF4E)。研究者计划将这一名单继续扩大。



原文阅读:

Profiling protein expression in circulating tumour cells using microfluidic western blotting,NATURE COMMUNICATIONS | 8:14622 | DOI: 10.1038/ncomms14622 |www.nature.com/naturecommunications




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