如何利用临床样本和组学技术发表CNS顶刊文章？

近几年来，蛋白组学发展势头强劲，高水平研究成果层出不穷。在过去的2020年，CNS期刊上蛋白质组学相关的文献数量增长了近30%，多达100多篇。如何利用手中的样本和蛋白质组等技术研究临床问题，发表高水平文章？想必这是很多人关心的话题。

因此本期我们对西奈山伊坎医学院的Pei Wang研究团队发表在Cell上的一篇肿瘤研究论文“Integrated Proteogenomic Characterization across Major Histological Types of Pediatric Brain Cancer”进行解读，希望其研究思路可以为各位老师所参考和借鉴。

值得一提的是，这篇文章和1月9日西湖大学郭天南课题组及其合作团队在Cell发表的以“Multi-organ Proteomic Landscape of COVID-19 Autopsies”为题的最新研究论文具有相似处，均是以临床大队列组织样本出发，利用组学技术进行病例机制研究的经典范本。

研究材料：218个肿瘤样本

技术方法：全基因组测序+RNA测序+蛋白质组+磷酸化蛋白质组

本次实验样本为199患者的218例新鲜冷冻肿瘤样本，代表7种组织学类型：低级神经胶质瘤（LGG，n = 93），室管膜膜瘤（EP，n =32），高级神经胶质瘤（HGG，n = 25），髓母细胞瘤（MB，n=22），神经节神经胶质瘤（n = 18），颅咽管瘤（CP，n = 16）和非典型性畸胎瘤样横纹肌瘤（ATRT，n = 12）。

对218例样本进行了全基因组测序（WGS），RNA测序以及定量蛋白质组学和磷酸化蛋白质组学分析。总共鉴定和定量了8,802种蛋白质和18,235个磷酸位点。

对蛋白组学数据进行共识聚类分析，一共分为8个亚型：Ependy，Medullo，Aggressive，Cranio/LGG-BRAFV600E（C4），HGG-rich，Ganglio-rich，LGG BRAFWT-rich和LGG BRAFFusion-rich（C8）。

蛋白组学层面将颅咽管瘤（CP）分为2种亚型，包含到了C4和C8型中，磷酸化蛋白组数据结论一致，但RNA层面却没有看到分型，且与蛋白组相关性非常低。总的来说，Medullo型与组织学诊断相一致，而其他型却包含不同诊断的混合。

为进一步验证蛋白组和磷酸化蛋白组结果，采用靶向质谱技术（MRM）对同一批颅咽管瘤样本进行分析。MEK/ERK通路中关键分子的MRM测量结果证实了颅咽管瘤C4和C8的显著差异，能准确地对CP的两种亚型进行分类，提示在临床上采用MRM技术对两种亚型进行分类是可行的。

基于胶质母细胞瘤的单细胞RNA-seq确定了五组具有不同免疫和基质特征的肿瘤类型：Cold-medullo，Cold-mixed，Neuronal，Epithelial和Hot。对照蛋白质组分型，研究发现更具侵袭性的aggressive、Medullo和Ependy型免疫浸润较低，而Cranio/LGG-BRAFV600E，LGG BRAFWT-rich和LGG BRAFFusion-rich型，免疫浸润较高。

与LGG BRAFWT型肿瘤相比， LGG-BRAFV600E突变型肿瘤的BRAF蛋白丰度显著下调，然而在转录本水平上却无明显降低。CTNNB1突变导致颅咽管瘤样本中的蛋白/RNA水平升高，而NF1突变导致HGG中同源蛋白和转录本的下调。1541个基因，它们的转录和蛋白丰度在一个或多个诊断中同时受到自身基因拷贝数的影响。

对LGG和HGG儿童脑癌组织样本的蛋白基因组数据进一步挖掘，分析结果表明靶向MEK和mTOR通路是抑制RAF/MAPK通路可能对LGG肿瘤有效，CDK抑制剂和MEKis可能对HGG肿瘤有效，为相关治疗策略提供了理论基础。

18对临床样本的蛋白基因组数据分析表明，大多数初发和复发的基因组，激活的通路存在差异，揭示肿瘤复发(或进展)可能存在不同的肿瘤发生机制。

这项研究首次尝试对多种不同的儿童脑肿瘤诊断进行大规模的蛋白质基因组学整合分析，从分子层面上对疾病进行分析，寻找药物治疗靶点，揭示其发病机制，为未来临床儿童脑癌的诊断、治疗等提供重要的指导意义。此项研究也再次证明了大规模蛋白质基因组学的临床应用价值与转化潜力。

蛋白基因组通常是从基因、转录、蛋白、修饰4个分子层面的维度对肿瘤进行全面认识，提供为肿瘤的精准治疗提供新的思路和方向，是近年来肿瘤方向最热的研究方向之一，广泛应用于临床组织样本的研究。

目前此套理论及技术方法已经广泛应用于肝癌、肺腺癌、乳腺癌、结直肠癌、子宫内膜癌等肿瘤研究中，相信在不久的将来，所有的癌肿都将覆盖到。吉凯基因致力于转化医学，提供临床转化项目方案，凭借扎实的测序和质谱技术，强大的生信团队，以及成功的蛋白基因组服务经验，能够为广大用户提供蛋白基因组服务。

吉凯基因蛋白基因组解决方案

【部分蛋白基因组文献如下】

1.Cell: Proteogenomic Landscape of Breast Cancer Tumorigenesis and Targeted Therapy.2020,乳腺癌，基因组+转录组+蛋白质组+磷酸化修饰组+乙酰化修饰组

2.Cell: Proteogenomic Characterization of Endometrial Carcinoma.2020,子宫内膜癌，基因组+转录组+蛋白质组+磷酸化修饰组+乙酰化修饰组

3.Cell: Integrative Proteomic Characterization of Human Lung Adenocarcinoma.2020,人肺腺癌，基因组+转录组+蛋白质组+磷酸化修饰组

4.Cell: Proteogenomics of Non-smoking Lung Cancer in East Asia Delineates Molecular Signatures of Pathogenesis and Progression.2020,人肺腺癌，基因组+蛋白质组+磷酸化修饰组

5.Cell: Proteogenomic Characterization Reveals Therapeutic Vulnerabilities in Lung Adenocarcinoma.2020,人肺腺癌，基因组+表观基因组+蛋白组+磷酸化修饰组+乙酰化修饰组