探寻转移性乳腺癌和卵巢癌中唾液蛋白质组的变化

In search of the altering salivary proteome in metastatic breast and ovarian cancers.

作者信息Kuldeep Giri, Anurag Mehta, Kiran Ambatipudi
PMID32123828
发布时间2019-01-30
DOI10.1096/fba.2018-00029

实验完整度

包含样本收集、质谱鉴定、生物信息学分析和western blot验证,但缺少动物模型或功能实验,未完全满足“高”标准。

主要模型

乳腺癌患者唾液样本 卵巢癌患者唾液样本 卵巢癌化疗后患者唾液样本 健康对照唾液样本

重点核对

用于质谱分析的各组唾液样本量(HS、CAB、CAO、CAOAC各10例) 基于丰度比≥2或≤0.5的差异表达蛋白筛选阈值 质谱鉴定的FDR阈值(<1%) Western blot验证的候选蛋白(gelsolin、VASP等)及其抗体稀释度 用于确认实验结果的独立队列(N=5)

摘要

乳腺癌和卵巢癌是印度女性最常见的癌症,预计在未来十年内将增加。转移性器官趋向性是一个非随机的、预定的过程,代表着更致命和晚期的癌症形式,死亡率增加。为了研究器官趋向性,通过质谱分析了唾液蛋白,指示乳腺癌和卵巢癌的病理生理学,并与健康受试者和卵巢癌化疗受试者进行了比较。总共鉴定了646种蛋白质,其中409种蛋白质在所有四个组中被可靠地鉴定。对乳腺癌中上调蛋白质如coronin‐1A、肝癌衍生生长因子、血管扩张剂刺激磷蛋白和cofilin,以及卵巢癌中蛋白质如coronin‐1A、destrin和HSP90α的网络分析显示其在功能上相关,并已知调节细胞增殖和迁移。此外,在卵巢癌化疗受试者中可靠鉴定了VASP、coronin‐1A、stathmin和suprabasin等蛋白质,可能是对卵巢癌联合紫杉醇和卡铂药物治疗的反应。通过western blot分析验证了选定的代表性差异表达蛋白质(如gelsolin、VASP)。本研究结果为更好地理解乳腺癌和卵巢癌的器官趋向性行为以及卵巢癌的新辅助药物反应提供了基础。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
乳腺癌和卵巢癌的转移性器官趋向性以及卵巢癌对新辅助化疗(紫杉醇和卡铂)的反应是否可以通过唾液蛋白质组反映?
核心机制
乳腺癌和卵巢癌中上调的蛋白质(如coronin-1A、VASP、cofilin等)参与细胞增殖和迁移,可能促进转移性器官趋向性;化疗后相关蛋白表达变化可能与药物敏感性或耐药性相关。
主要证据
质谱分析共鉴定409种蛋白质,乳腺癌和卵巢癌中多个蛋白差异表达;western blot验证了gelsolin、VASP等蛋白的差异表达,且独立队列结果一致。
研究意义
本研究首次鉴定了唾液蛋白质组中与乳腺癌和卵巢癌器官趋向性及新辅助化疗反应相关的蛋白模式,为未来开发无创生物标志物和个体化治疗提供了基础。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

受试者招募与唾液样本收集

获取健康、乳腺癌、卵巢癌及化疗后卵巢癌患者的唾液样本,以分析蛋白质差异。

收集健康女性(HS,N=20)、乳腺癌患者(CAB,N=24)、卵巢癌患者(CAO,N=14)和卵巢癌化疗后患者(CAOAC,N=10)的全唾液,添加蛋白酶抑制剂后于-80°C保存。

2

唾液蛋白提取与质谱鉴定

鉴定各组唾液蛋白质组并定量差异表达蛋白。

唾液样本离心后取上清,测定蛋白浓度,每组等量蛋白混合(每组10例),经还原、烷基化和胰蛋白酶消化后,采用LC-MS/MS进行蛋白质鉴定和定量,使用Proteome Discoverer软件进行数据库搜索和定量。

3

生物信息学分析

分析差异表达蛋白的功能和相互作用,以研究器官趋向性机制。

采用STRING数据库进行蛋白互作网络分析,PANTHER进行基因本体分类,并用Origin软件进行层次聚类和火山图分析。

4

候选蛋白的Western blot验证

独立验证质谱结果中候选蛋白的差异表达,确保可靠性。

对来自四组的混合样本以及两个独立队列(每个队列N=5)的个体样本进行Western blot分析,检测gelsolin、GAPDH、VASP和haptoglobin的表达,使用fibrinogen-α作为上样对照。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
蛋白酶抑制剂混合物Roche--
BCA蛋白浓度测定试剂盒ThermoFisher Scientific--
胰蛋白酶Promega--
EASY-nanoLC 1000液相色谱系统ThermoFisher Scientific--
QExactive质谱仪ThermoFisher Scientific--
C18硅胶柱The Nest Group Inc--
Mini-PROTEAN Tetra垂直电泳系统Bio-Rad--
硝酸纤维素膜Pall Corporation--
ECL蛋白质印迹检测试剂ThermoFisher Scientific--
ChemiDoc成像系统Bio-Rad--
Gelsolin抗体Sigma Aldrich--
VASP抗体Cell Signaling Technology--
触珠蛋白抗体Elabscience--
HRP标记的山羊抗兔IgGSantacruz--
HRP标记的山羊抗小鼠IgGSantacruz--
纤维蛋白原α抗体Santacruz--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
样本收集
受试者纳入标准:健康、乳腺癌、卵巢癌、化疗后卵巢癌;样本量:HS N=20, CAB N=24, CAO N=14, CAOAC N=10;唾液收集时间:下午5点到7点;蛋白酶抑制剂添加比例:1/20体积
阅读提示:材料与方法:2.1节
质谱分析
每组混合样本N=10;蛋白量:30µg用于质谱;酶与底物比例1:50,37°C消化16小时;LC-MS/MS参数:QExactive,top10 HCD模式,FDR=0.01
阅读提示:材料与方法:2.4节和2.5节
数据分析
差异蛋白筛选阈值:fold change≥2或≤0.5;ANOVA P<0.05;STRING分析中PPI富集P值<0.05
阅读提示:材料与方法:2.6节和结果:3.6节
Western blot验证
蛋白量:40µg;SDS-PAGE浓度:12%;转膜条件:30V,2小时;抗体稀释度:gelsolin 1:1000,VASP 1:500,haptoglobin 1:1000;上样对照:fibrinogen-α
阅读提示:材料与方法:2.7节