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普渡大学:外泌体的磷酸化蛋白质组学突破性进展或可使血检用于检测癌症

外泌体之家 2020-05-21 15:53:09


       根据普渡大学的研究,医生可能很快就能够通过简单的血液检查来检测和监测患者的癌症,减少或消除不必要的侵入性操作。

        普渡大学癌症研究中心成员、生物化学教授Andy Tao和同事发现了血浆中的一系列蛋白质,当升高时,表示患者患有癌症。他们的研究结果发表在近期的国家科学院院刊(PNAS)。

        Tao的工作是用乳腺癌患者的样本完成的,但是该方法可能适用于任何类型的癌症和其他类型的疾病。该工作依赖于对血浆中微泡和外泌体的分析。

        蛋白磷酸化可导致癌细胞形成。因此,磷酸化蛋白已经被视为癌症生物标志物的主要候选物。 然而,到现在为止,科学家不能肯定在血液中磷酸化蛋白的鉴定是可能的,因为肝脏释放磷酸酶进入血液,这使蛋白质去磷酸化。

        “癌症有很多类型,甚至不同类型的癌症有多种形式,找到生物标志物一直不被看好,”Tao说。“这肯定是一个突破,这可能使在血液中使用磷蛋白检测和监测疾病成为可能。

        Tao和他的同事在血液样品中发现了近2,400个磷酸蛋白,并确定了144个在癌症患者中显著升高。 该研究比较了来自30个乳腺癌患者的1毫升血液样品和6个健康对照。

        研究人员使用离心分离血浆与红细胞,以及高速和超高速离心机,以进一步分离微泡和外泌体。 从细胞释放并进入血流的那些颗粒可在细胞间通信中起作用,并且被认为参与转移,将癌症从体内的一个地方传播到另一个地方。Tao的团队使用质谱发现它们还包含有磷蛋白。

        “胞外囊泡,其包括外泌体和微囊泡,是膜包裹的。他们是稳定的,这是很重要的,“Tao说。“我们使用的样品是保存了5年的,我们仍然能够检测磷酸化蛋白,这表明这是一种可行的方法来识别疾病生物标志物。

        来自乳腺癌患者和健康对照的血浆样品的EVs磷酸化蛋白质组学的工作流程 

        通过连续的高速离心,然后蛋白质提取,相转移表面活性剂消化和磷酸肽富集用于LC-MS分析,分离包括微囊泡和外泌体。

        对于癌症的简单血液测试将比去除组织的示波器或活组织检查要小得多。医生还可以定期测试癌症患者的血液,以了解治疗的有效性,并在治疗后监测患者以查看癌症是否正在复发。

        “目前几乎没有办法监测治疗后的患者,”Tao说。“医生不得不等到癌症回来了才能采取治疗措施。

        普渡大学癌症研究中心主任蒂莫西•拉特利夫(Timothy Ratliff)说,这项研究结果有望用于癌症的早期检测。

        “所有癌症细胞都能释放囊泡和外泌体,所以可能是有癌症组织的一般模式,但更可能的是,Andy将发展与不同的癌症相关的特点。 这真的很刺激,“Ratliff说。“癌症的早期检测很关键,可明显降低与该疾病相关的死亡率。

        Tao计划分析各种类型癌症中磷酸化蛋白水平的增加,以确定是否展现患者所患癌症类型的特点。他的公司,Tymora分析公司(Tymora Analytical),也在开发技术,将允许医生将血液样本插入到一个黑盒并分析磷蛋白存在,消除了超高速离心机的临床设置不实用性。


资料来源– 普渡大学


参考文献:

Chen IH, Xue L, Hsua CC, Paez JS, Li Pan L, Andaluz H, Wendt MK, Iliuk AB, Zhu JK, Tao WA. (2017) Phosphoproteins in extracellular vesicles as candidate markers for breast cancer. PNAS[Epub ahead of print].  IF=9.423

点击下方阅读原文,下载原文文献。


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