2024-03-22 10:02:53 北京青莲百奥生物科技有限公司
研究策略
从11例HGSC患者的腹水中分离出EVs进行质谱分析;
鉴定了一组核心腹水EVs相关蛋白;
使用单细胞RNA测序数据绘制特异性EVs蛋白的细胞起源;
结合腹水细胞的流式分析和蛋白质组学分析证明EVs标志物的预后潜力。
结果速递
一、检测HGSC患者腹水中EVs的蛋白质组成
该研究使用超速离心法结合蔗糖缓冲步骤(UC)和大小排阻色谱法(SEC)分离EVs并验证了纯化结果。后续分析使用每个患者的UC和SEC共同鉴定的蛋白质。虽然患者之间存在明显的个体差异。然而,在大多数或所有患者中仍发现许多S&U蛋白(图1b)。该研究认为这些蛋白是腹水EVs相关蛋白的核心并使用人类细胞图谱(Human Cell Map)对大于80%数量患者中均出现的蛋白进一步表征,发现两组的腹水EVs相关核心蛋白大部分定位于细胞质膜或细胞交界处的细胞亚区(图1d)。总之,该研究确定了一组包含392个蛋白的“腹水EVs相关核心蛋白”。
图1:腹水EV相关核心蛋白的鉴定与表征
二、HGSC特有的腹水EVs蛋白的鉴定
HGSC患者的腹水中混合了细胞、蛋白质和EVs。为了找到HGSC特异性EVs相关蛋白,该研究在UC分离的非恶性腹腔积液中提取了5份EVs样本作为对照。通过与对照组比较筛选,确定了157种蛋白代表了HGSC中病理腹水特异性的EVs 相关蛋白(图2d)。该研究认为这些蛋白既包含了影响HGSC进展的重要因素,也包含了潜在的疾病生物标志物。
图2:HGSC特异性EVs相关蛋白的鉴定
三、HGSC腹水中EVs的细胞来源
与其他生物液体类似,腹水也可能含有来自不同类型细胞的EVs。该研究试图确定不同类型的细胞对HGSC腹水中EVs的贡献程度(图3a)。绘制了单个细胞类型的表达谱上HGSC腹水特异性EVs标记物的表达图(图3b,c)。HGSC患者腹水特异性的EVs相关蛋白几乎都是由一种主要细胞类型(巨噬细胞、成纤维细胞、恶性细胞和淋巴细胞)表达的(图3c)。这些数据有力地表明,恶性腹水特异性的单个EVs来源于不同的细胞类型,并提供了一个概念,即EVs分析可用于评估TME的组成。
图3:EVs的细胞来源
四、腹水的细胞组成与其细胞类型特异性的EVs含量无关
为了探究腹水中的EVs组成是如何反映其细胞组成的,以及其是否有助于对 HGSC患者进行分层,该研究使用流式细胞术(FC)直接分析了腹水细胞。11名患者中有10名(患者1-10)在采集腹水时从腹水中分离出细胞,对它们进行了光谱FC多参数分析(图4a)。结果表明,细胞类型特异性EVs蛋白的分析提供了额外的价值,补充了腹水细胞组成的分析。腹水中的EVs可能整合了来自肿瘤和TME的复杂信息,TME来自漂浮在腹水中的细胞和与腹膜接触的实体组织。
图4:腹水细胞分析
五、细胞类型特异性EVs相关蛋白预测HGSC患者的生存率
腹水的两个关键成分--腹水细胞和腹水EVs--并不能提供有关肿瘤和TME的生物学行为以及可能的临床行为的重叠信息,且腹水细胞类型比例与总生存期(OS)的能力无关。因此,该研究分析了这些细胞类型特异的EVs标记物和另外四种HGSC特异的EVs相关蛋白,发现它们具有细胞类型限制性表达模式(FAS、IDH2、ITGB8和MRC1,图5b)及预测OS的能力。该研究观察到核心巨噬细胞标记物CD68、MRC1和STAB1、恶性细胞标记物SMIM22以及成纤维细胞标记物DPP4和PROCR对OS有很强的促进效应。相反,仅在腹水环境中由恶性细胞(EpCAM和CKB)和成纤维细胞(Fas和SERPINB2)表达的蛋白(图5b,c),对OS有强烈的负面影响。
图5:生存分析
研究结论
该研究的数据提供了证据,证明对HGSC患者腹水中的EVs相关蛋白映射了肿瘤及其微环境的功能状态。因此,腹水的蛋白质组及相关标志物蕴含着巨大的潜力,可用于提高我们对肿瘤生物学的认识、简化诊断并指导这种致命疾病的治疗。
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