泛癌蛋白基因组学队列与可成药蛋白定量
建立泛癌可成药蛋白丰度图谱并分析mRNA-蛋白相关性
整合10种癌症1,043例肿瘤和524例正常组织的CPTAC蛋白基因组学数据，对2,863个可成药基因进行分层并分析蛋白丰度及mRNA-蛋白相关性
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泛癌蛋白基因组学拓展治疗靶点图谱
Pan-cancer proteogenomics expands the landscape of therapeutic targets.
实验完整度
高含10种癌症1,043例肿瘤蛋白基因组学队列、DepMap CRISPR筛选、PRISM药物反应数据及细胞与动物功能验证
主要模型
CPTAC泛癌肿瘤与癌旁正常组织队列（10种癌症，1,043例肿瘤） DepMap癌症细胞系CRISPR敲除与药物反应数据 HT29、LOVO、BXPC3等细胞系shRNA敲低模型 HT29等细胞系裸鼠皮下移植瘤模型
重点核对
肿瘤与癌旁正常组织差异蛋白/磷酸化位点分析：Wilcoxon秩和检验，adj. p ≤ 0.01 DepMap CRISPR基因效应评分：单样本单尾T检验，adj. p ≤ 0.01 PRISM药物反应：2.5 μM处理5天，平均log2活力下降>0.3且p<0.01 shRNA敲低后细胞增殖及裸鼠移植瘤生长（N = 4–6 mice per group） alvespimycin体内实验：50 mg/kg腹腔注射每日给药，N = 9 mice per group
摘要
目前仅有不到200种蛋白质是FDA批准抗癌药物的靶点。我们整合来自10种癌症类型、共1,043例患者的CPTAC蛋白基因组学数据与其他公开数据集，以识别潜在治疗靶点。对2,863种可成药蛋白质的泛癌分析揭示了广泛的丰度范围，并识别出影响mRNA-蛋白质相关性的生物学因素。整合肿瘤蛋白质组数据与细胞系遗传筛选数据，可识别由蛋白质过表达或过度激活驱动的可成药依赖性，从而准确预测有效的药物靶点。蛋白基因组学方法识别合成致死为靶向抑癌基因缺失提供了策略。结合蛋白基因组学分析与MHC结合预测，可将突变KRAS肽段优先列为有前景的“公共”新抗原。通过计算识别共享的肿瘤相关抗原并进行实验验证，可提名肽段作为免疫治疗靶点。这些分析总结于https://targets.linkedomics.org，构成了用于伴随诊断、药物重定位和治疗开发的蛋白质与肽段靶点的综合图谱。
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
- 如何整合泛癌蛋白基因组学数据系统拓展癌症治疗靶点图谱，识别可成药依赖性、抑癌基因缺失相关依赖及免疫治疗靶点？
- 核心机制
- 肿瘤中蛋白质过表达或过度激活、以及抑癌基因缺失引起的合成致死依赖性可构成可成药靶点；突变来源肽段经MHC结合预测可成为新抗原，肿瘤过表达且正常组织限制表达的蛋白可成为肿瘤相关抗原。
- 主要证据
- 基于10种癌症1,043例肿瘤的CPTAC蛋白基因组学数据，结合DepMap CRISPR筛选和PRISM药物反应数据预测并评估靶点；shRNA敲低CAD、PAK2、ITGB5抑制细胞增殖和移植瘤生长；KRAS突变肽段被预测为公共新抗原；67条肽段经HLA四聚体交换和ELISpot验证，22条兼具强结合力与免疫原性。
- 研究意义
- 构建了覆盖蛋白质和肽段靶点的综合资源，可用于伴随诊断、药物重定位和治疗开发，并为泛癌组织不可知靶点及免疫治疗靶点研究提供依据。
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。
蛋白过表达驱动的可成药依赖性识别
识别肿瘤中过表达且对癌细胞生存关键的蛋白靶点
比较肿瘤与正常组织蛋白丰度，并结合对应谱系细胞系DepMap CRISPR基因效应评分筛选候选靶点
蛋白过度激活驱动的可成药依赖性识别
识别肿瘤中激活位点磷酸化升高且宿主基因存在依赖的靶点
对肿瘤与正常组织磷酸化位点进行差异分析，筛选激活位点，并结合DepMap依赖评分和KSEA激酶活性推断
预测靶点的实验与药物反应验证
评估预测可成药依赖性的质量与有效性
利用PRISM药物反应数据评估预测表现，并用shRNA敲低CAD、PAK2、ITGB5进行细胞增殖和裸鼠移植瘤验证，另用alvespimycin进行体内验证
抑癌基因缺失相关合成致死依赖性分析
识别抑癌基因缺失肿瘤中对伴侣蛋白的依赖性
分析抑癌基因LOF与蛋白、磷酸化位点及激酶活性关联，并结合匹配谱系DepMap CRISPR数据评估依赖性
新抗原预测与公共新抗原识别
利用蛋白基因组学数据优先筛选突变来源新抗原
使用NeoFlow整合蛋白组、磷酸化蛋白组和DNA/RNA测序数据预测突变肽段，结合HLA分型及NetMHCpan预测结合亲和力
肿瘤相关抗原识别与免疫原性验证
识别正常组织限制表达且肿瘤过表达的抗原并验证其免疫原性
使用Anderson-Darling检验识别肿瘤过表达蛋白，结合GTEx和caAtlas过滤及PepQuery验证，随后用HLA四聚体交换实验和IFN-γ ELISpot验证肽段
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。
验证细胞功能变化
验证分子表达变化
产品清单
| 实验环节 | 名称 | 品牌 | 货号 |
|---|---|---|---|
| Western blot | 兔抗整合素β5抗体 | Proteintech | 28543-1-AP |
| 兔单克隆抗CAD抗体（克隆D2T8H） | Cell Signaling Technology | 93925 | |
| 兔抗PAK2抗体 | Cell Signaling Technology | 2608 | |
| 小鼠抗GAPDH-HRP抗体 | Yeasen | 30203ES10 | |
| 山羊抗兔IgG（H+L）HRP | Yeasen | 33101ES60 | |
| IFN-γ ELISpot | IFN-γ一抗 | Mabtech | D1K |
| 生物素化IFN-γ二抗 | Mabtech | 7-B61 | |
| 细胞培养 | RPMI-1640培养基 | cytiva | SH30096.01 |
| Click培养基 | IrvineScientific | 9195 | |
| 人AB血清 | Valley Biomedical, Inc. | HP1022 | |
| Glutamax添加剂 | gibco | 35050-061 | |
| PBMC分离 | 淋巴细胞分离液 | StemCell Technologies | 07851 |
| T细胞培养 | ImmunoCult-XF T细胞扩增培养基 | StemCell Technologies | 10981 |
| T细胞激活 | ImmunoCult人CD3/CD28 T细胞激活剂 | StemCell Technologies | 10971 |
| 单核细胞分选 | CD14磁珠 | Miltenyi Biotec | 130-050-201 |
| DC培养 | CellGenix GMP树突状细胞培养基 | CellGenix | 20801-0500 |
| DC分化 | 白细胞介素-1β | R&D Systems | 201-LB-025 |
| 白细胞介素-4 | R&D Systems | 204-IL/CF-MTO | |
| 白细胞介素-6 | R&D Systems | 206-IL-050/CF | |
| T细胞培养 | 白细胞介素-7 | R&D Systems | BT-007-01M |
| 白细胞介素-12 | InvivoGen | rcyc-hil12 | |
| 白细胞介素-15 | R&D Systems | BT-015-01M | |
| DC分化 | 粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子 | R&D Systems | 215-GM/CF-MTO |
| DC成熟 | 肿瘤坏死因子-α | R&D Systems | 210TA100 |
| 前列腺素E2 | Sigma | P6532-1MG | |
| ELISpot阳性对照 | 植物血凝素-L | Sigma-Aldrich | L4144 |
| ELISpot显色 | 亲和素-过氧化物酶溶液 | Vector Laboratories | PK-6100 |
| AEC底物 | Sigma-Aldrich | A6926 | |
| T细胞培养 | 人重组IL-2 | Stemcell | 78036 |
| 药物处理 | 阿维霉素 | Selleckchem | S1142 |
| 坦斯霉素 | Selleckchem | S1141 | |
| 慢病毒包装 | Lipofectamine 3000转染试剂 | Thermo | L3000015 |
| 细胞活力检测 | CCK-8细胞计数试剂盒 | Yeasen | 40203ES80 |
| 慢病毒感染 | 聚凝胺 | Yeasen | 40804ES76 |
| 稳定细胞系筛选 | 嘌呤霉素 | Yeasen | 60209ES10 |
| HLA四聚体交换 | QuickSwitch定量HLA-A*02:01四聚体试剂盒-PE | MBL International | TB-7300-K1 |
| IFN-γ ELISpot | IFN-γ ELISpot试剂盒 | DAKEWE | 2110003 |
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 |
|---|---|
| 肿瘤与正常组织差异蛋白/磷酸化分析 | 8个具有正常样本的队列范围；蛋白/激活磷酸化位点需在至少20例肿瘤和10例正常样本中检出；adj. p ≤ 0.01 阅读提示：STAR Methods中Differential expression analysis for tumor vs normal小节及Figure 2A、Figure 3A图注 |
| DepMap CRISPR依赖性分析 | DepMap Public 22Q2数据版本；细胞系谱系匹配规则；单样本单尾T检验adj. p ≤ 0.01 阅读提示：STAR Methods中CRISPR gene effect score analysis小节及Matching cancer cell lineages to cancer types小节 |
| PRISM药物反应评估 | PRISM Repurposing 19Q4 Primary Files；2.5 μM处理5天；平均log2活力下降阈值−0.3；z检验 阅读提示：STAR Methods中Evaluation of predicted effective targets using PRISM data小节及Figure 4B–D图注 |
| shRNA敲低细胞与移植瘤验证 | HT29、LOVO、BXPC3细胞系；敲低效率蛋白水平验证；裸鼠移植瘤每细胞数（8×10⁶–1×10⁷/150 μL）；N = 4–6 mice per group 阅读提示：STAR Methods中Lentiviral production and stable cell line generation、In vivo animal studies小节及Figure 4H–J图注与Figure S4N |
| alvespimycin体内实验 | HT29细胞皮下接种5×10⁶/100 μL；alvespimycin 50 mg/kg腹腔注射每日；N = 9 mice per group；给药第0天分组，7天后处死 阅读提示：STAR Methods中In vivo animal studies小节及Figure S4L–M图注 |
| 新抗原预测 | 突变肽段长度8–11个氨基酸；NetMHCpan 4.0；HLA结合亲和力阈值500 nM；MS-GF+ 1% FDR 阅读提示：STAR Methods中Neoantigen prediction小节及Figure 6图注 |
| 肿瘤相关抗原识别与免疫验证 | AD检验adj. p < 1%；GTEx 54种正常组织与caAtlas过滤；67条HLA-A*02候选肽段；四聚体交换效率>50%与SFU>150阈值；健康供者数量 阅读提示：STAR Methods中Tumor associated antigen identification、IFN-γ ELISpot assay与Peptide-MHC tetramer exchange assays小节及Figure 7E–F图注 |