基于定量蛋白质组学的胰腺癌生物标志物研究

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胰腺癌,是一种高致死率的癌症,有“癌症之王”之称。胰腺癌早期症状不明显,容易误诊为胰腺炎和溃疡等疾病,所以大部分胰腺癌病人在诊断时已经处于晚期,手术是目前彻底治愈胰腺癌的唯一手段。按癌细胞起源,胰腺癌分为内分泌胰腺癌和外分泌胰腺癌;按胰腺癌在胰腺中的位置,胰腺癌分为胰头胰腺癌、胰体胰腺癌和胰体尾胰腺癌。  在胰腺癌的发生、侵袭和转移过程中,肿瘤微环境和免疫系统发挥重要作用,肿瘤细胞通过自身变化改变肿瘤细胞局部微环境和免疫系统,使二者促进肿瘤发生和发展。胰腺癌蛋白质层面的变化是肿瘤细胞基因、功能和表型变化最直接的体现,变化的蛋白质在调控细胞周期、分化、增殖、代谢和凋亡等生物学过程中发挥重要作用,这些变化的蛋白质与胰腺癌病人的治疗和预后密切相关。本实验收集了75例胰腺癌病人样本,根据病理信息、预后信息以及样本质量,最终选取了32例胰导管腺癌病人样本,研究癌组织和癌旁组织以及外周血中CD4+T和CD8+T细胞的蛋白质组学变化。对这32例癌症病人的癌组织和癌旁组织,采用DDA的数据采集模式,结合稳定同位素标记策略(TMT10);对于血液中CD4+T和CD8+T细胞,采用DIA的数据采集模式,寻找与胰腺癌进展、生存和淋巴结转移密切相关的生物标志物。通过控制数据质量和蛋白质假阳性率等指标,在组织蛋白质组数据中共定量到6867个可信蛋白质,在免疫细胞蛋白质组数据中共定量到4687个可信蛋白质。采用HCA和PCA聚类方法等对癌症进展、生存以及淋巴结转移三个维度下的蛋白质差异进行分析,并利用David网站对差异变化的蛋白质进行生物学功能注释和通路富集,用R软件中的pathview包对富集到的部分通路进行展示。  癌组织和癌旁组织中的差异蛋白质显著富集到ECM-受体相互作用、肌动蛋白细胞骨架调控和抗原处理和呈递等信号通路,在癌组织和癌旁组织中筛选出HLA-G和Priostin等22个潜在的预测胰腺癌的生物标志物。9-15个月随访周期内,对比癌症进展和无进展病人癌组织蛋白质组,显著富集到抗原处理和呈递等信号通路,筛选出COL14A1等9个潜在的预测癌症进展的生物标志物。9-15个月随访周期内,生存和死亡癌症病人癌组织中的差异蛋白质显著富集到抗原处理和呈递以及免疫反应调控等信号通路,筛选出ADH和TrkA等14个潜在的预测癌症恶性程度的生物标志物。在淋巴结转移和未转移病人癌组织中筛选出20个差异蛋白质。  9-15个月随访周期内,癌症进展和未进展病人外周血CD4+T细胞中的差异蛋白质显著富集到胰腺癌等通路,筛选出BI-1等21个潜在的预测癌症进展的生物标志物;癌症进展和未进展病人外周血CD8+T细胞中的差异蛋白质显著富集到癌症蛋白聚糖等通路,筛选出paxillin等14个潜在的预测癌症进展的生物标志物。9-15个月随访周期内,在生存和死亡病人外周血CD4+T细胞中筛选出dCK等27个潜在的预测癌症恶性程度的生物标志物;在生存和死亡病人外周血CD8+T细胞中的差异蛋白质显著富集到T细胞受体信号通路等通路,筛选出SMG-1等17个潜在的预测癌症恶性程度的生物标志物。在淋巴结转移和未转移病人外周血CD4+T细胞中的差异蛋白质显著富集到RNA转录和翻译等信号通路,筛选出ARID1A和DENR等19个潜在的指示淋巴结转移状态的生物标志物。在淋巴结转移和未转移病人外周血CD8+T细胞中的差异蛋白质显著富集到RNA转录、翻译起始和T细胞受体信号通路等通路,筛选出ARHGAP1和SCAF8等20个潜在的指示淋巴结转移状态的生物标志物。  胰导管腺癌病人癌组织的个体差异性小于癌旁组织,癌组织的蛋白质组能将癌症进展和无进展、生存和死亡以及淋巴结转移和未转移病人区分开来,而癌旁组织蛋白质组的区分度要差很多。CD4+T和CD8+T细胞的蛋白质组对癌症进展、生存和淋巴结转移的胰导管腺癌病人的区分度好于癌组织。后续实验中,会通过免疫组化或者SRM的方式对这些标志物进行验证,将来会在更大病人样本中进行验证,以验证这些生物标志物的有效性。
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