Cell 子刊 | 空间蛋白组学揭示子宫内膜癌及前哨淋巴结分子特征

2022-11-08 17:56:13, 西湖欧米wOmics

图1 文章标题

实验样本及设计

（1）内膜组织样本：6例健康子宫内膜，4例I级，8个II级，4个III级；

（2）前哨淋巴结：3个正常前哨，4例I级，8个II级，4个III级。

图2 该研究采用的空间蛋白组学分析流程（根据IHC染色结果获取感兴趣区域进行质谱检测）

文章结果

SLN 的蛋白质组学特征

在24个前哨节点样本中（正常和I-III级），鉴定到1291种蛋白质的表达水平存在显著差异，其中包含62种特异性表达蛋白质：正常组3种，I级21种，II级5种，III级33种。研究进一步通过多样本比较分析，发现共有336种蛋白质在四组样本中表达存在显著差异，并通过基因集富集分析（GSEA）四个聚类类别的蛋白细胞生物学功能。

图3 SLN 的蛋白质组学分析

EC的蛋白组学特征

研究在12个内膜样本中（正常和 I-III 级），共鉴定到1280种蛋白质在表达水平上显示显著差异。其中11种蛋白质在健康内膜组织中具有特异性，I 级中有24种，II级中有14种，III 级中有19种。主成分分析（PCAs）和热图聚类分析揭示了健康内膜和 EC 之间的差异性。GSEA 分析发现，EC 中上调的蛋白质参与翻译、转录和核苷酸代谢。

图4 EC 中的蛋白质组学分析

分层聚类和热图表示在三个 EC 等级之间建立了良好的区分。I 级肿瘤中过表达的蛋白质，有30种参与免疫应答，例如γ干扰素诱导蛋白16（IFI16），溶菌酶C，髓过氧化物酶和乳转移铁蛋白。对于 II 级，有42个与细胞骨架蛋白结合，核糖体和肌动蛋白结合有关的蛋白质。鉴定出一个涉及 TPM4、TPM2、TPM1、MYH10 和 MYH11 的网络，类似于最近在胶质瘤中发现的网络。对于 III 级，一些蛋白质参与细胞粘附和细胞外基质，包括 ApoE 和 HSPG2。同时，分别在 I 级和 II 级肿瘤中鉴定出 PTX3 和 ASS1 过表达。根据 TCGA 数据和基于抗体的蛋白质数据，这两种蛋白质被认为是前20大最不利的预后因素之一。

图5 I-III 级 EC 中的蛋白质组学分析

SLN 和 EC 之间的蛋白组学比较

为进行 SLN 和 EC 之间的比较，将两种样本类型的蛋白组数据放在一起进行了分层聚类和热图展示，结果显示 SLN-I 和 EC-I 样本进行了组合，EC-II 和EC-III 也与 SLN-II 和 SLN-III 重组和分离。Cluster 1 对应 SLN-I 和 EC-I 中过表达的蛋白质，Cluster 2 代表 SLN-III 和 EC-III 过表达的蛋白质。Cluster 1 中包含22中蛋白参与免疫应答，其中包含10种抗菌肽、MNDA、SerpinB1、ITGB2、ITGA6 和 ANXA1 等都是对预后有利的蛋白。Cluster 2 中多包含不利于预后的标志物，如 ALDH2、PRSS3、YBX1、SLC1A5、ALDOA、ATP1A1 和 UBA2 等。

图6 I-III 级 SLN 和 I-III 级 EC 之间差异表达蛋白质的分层聚类

进一步，使用相关矩阵展现了在 SLN 和 EC 不同等级中特定表达的蛋白质。并且与 TCGA 中发现的选定标志物进行了对比分析。

图7 矩阵分析和 TCGA 中发现的选定标志物的对比展示

SLN 和 EC 中标志物蛋白的靶向验证

该研究通过蛋白组学分析建立了 SLN 和 EC 组织之间常见的分级依赖性标志物（RSS3、PTX3 、ASS1、ALDH2 和 ANXA1）。为确认蛋白组学结果研究团队进一步进行了免疫荧光进行检测验证。结果显示，在 EC 样本中，PRSS 更多的表达在 III 级，ASS1 在 II 级，PTX3 和 ANXA1 在 I 级，ALDH2 则在 II 级和 III 级中均有表达；在 SLN 样本中，ASS1、PTX3 和 PRSS3 在 I 级中具有高度表达，而在 II 级和 III 级中表达量较低。PRSS3 在 II 级中可检出性较低，而在 III 级中检出率较高。对于 PTX3，在 II 级和 III 级中的检测水平低于 I 级和健康对照样本。同时，还检测了一些 TCGA 中分析出的蛋白标志物 CD74、GOLM1、SLC9A3R2 和 SP100。

另外，该研究利用人类数据库与 XMan v.2 数据库结合使用鉴定出66种肿瘤突变肽。同时鉴定出36种可能来自非编码 RNA（ncRNA）翻译的蛋白质。