基于癌癥基因組的Atlas(TCGA)計(jì)劃的數(shù)據(jù)，美國的科學(xué)家聯(lián)合小組已經(jīng)完成乳腺癌的**次大規(guī)?！暗鞍谆蚪M（proteogenomic）”研究，將DNA突變聯(lián)系到蛋白信號并幫助確定癌癥驅(qū)動基因。這項(xiàng)研究由美國國家癌癥研究所的腫瘤臨床蛋白質(zhì)組學(xué)分析聯(lián)盟成員進(jìn)行，包括貝勒醫(yī)學(xué)院、MIT和哈佛的Broad研究所，F(xiàn)redHutchinson癌癥研究所，紐約大學(xué)Langone醫(yī)學(xué)中心和華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院。這項(xiàng)研究工作主要針對蛋白質(zhì)，以及它們的修飾來更好地理解癌癥。發(fā)表在6月2日的Nature上的相關(guān)文章表明了整合基因組和蛋白組數(shù)據(jù)獲得更完整的癌癥生物學(xué)圖景，比任何單獨(dú)的分析都要全面。

1、聯(lián)系起基因組和蛋白組及磷酸蛋白組

文章的一名資深作者，貝勒醫(yī)學(xué)院的MatthewEllis博士說啊：“我們對復(fù)雜的癌癥基因組如何會導(dǎo)致復(fù)發(fā)和死亡率的驅(qū)動生物學(xué)并不完全了解。這些發(fā)現(xiàn)的結(jié)果表明，蛋白基因組整合有**會被證明是一個(gè)強(qiáng)大的臨床工具，使我們能夠彌補(bǔ)腫瘤基因組學(xué)和臨床行為之間巨大的知識差距?！?/P>

對77名已經(jīng)被TCGA計(jì)劃基因組特征分析過后的乳腺癌樣本的蛋白組（細(xì)胞中所有的蛋白）和磷酸化蛋白組（蛋白被磷酸化驅(qū)動細(xì)胞中的通訊）的努力產(chǎn)生了對其全局的概述。雖然在TCGA計(jì)劃中發(fā)現(xiàn)在癌癥中有廣泛的體細(xì)胞突變，但這些突變對于細(xì)胞功能或是患者預(yù)后的影響是未知的。此外，并非所有的突變基因都是癌癥真正的驅(qū)動者，有些突變只有很少的功能效應(yīng)，另外有些突變是在非常廣的DNA區(qū)域中發(fā)現(xiàn)被刪除或有額外的拷貝。所以通過研究候選基因列表的蛋白活性可以幫助確定治療目標(biāo)。

2、運(yùn)用高分辨率的質(zhì)譜技術(shù)

在這項(xiàng)研究中，研究人員使用了準(zhǔn)確的、高分辨率質(zhì)譜技術(shù)，這個(gè)技術(shù)讓被研究蛋白質(zhì)覆蓋的面遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)抗體覆蓋的。這讓研究人員能在一個(gè)非常深的覆蓋率水平上，對12,000個(gè)蛋白和33,000個(gè)蛋白磷酸化位點(diǎn)進(jìn)行量化。

Broad研究所的蛋白組平臺負(fù)責(zé)人，資深作者StevenCarr說：“樣品處理和儀器的進(jìn)步帶來了對基于質(zhì)譜的蛋白組學(xué)的一場革命。我們現(xiàn)在可以將其應(yīng)用到磷酸蛋白組學(xué)上，這是對理解信號傳遞在癌癥和其它疾病過程中的作用起到關(guān)鍵的作用。在我們的方法之前達(dá)不到的規(guī)模上，產(chǎn)生強(qiáng)大的和可重復(fù)的數(shù)據(jù)。”

3、發(fā)現(xiàn)乳腺癌亞型的蛋白標(biāo)記和信號通路

與其它癌癥一樣，乳腺癌腫瘤也有許多突變，所以研究它們都需要用無數(shù)的實(shí)驗(yàn)來識別模型系統(tǒng)中各種突變組合的影響。運(yùn)用這種方法，研究團(tuán)隊(duì)可以研究那些產(chǎn)生了突變的癌細(xì)胞并分析細(xì)胞蛋白質(zhì)的綜合輸出。

NIH國立癌癥研究所的執(zhí)行主任DouglasLowy博士說：“來自癌癥蛋白組和基因組數(shù)據(jù)聯(lián)合分析有潛力得出新的見解。蛋白組的數(shù)據(jù)現(xiàn)在可以提供單用基因組分析較難或不能獲得的有關(guān)蛋白水平和活性的信息。”

該研究發(fā)現(xiàn)了乳腺癌亞型的蛋白標(biāo)記和信號通路以及腫瘤攜帶有頻繁的比如PIK3CA和TP53這樣的突變。研究隊(duì)伍也將一些基因拷貝數(shù)的變化和蛋白水平變化聯(lián)系了起來，鑒定了10個(gè)新的候選調(diào)控因子。其中兩個(gè)候選基因SKP1和CETN3，可以聯(lián)系到癌基因表皮生長因子受體EGFR，這是特別突出的乳腺癌亞型的標(biāo)志，被稱為“基底細(xì)胞樣”腫瘤。

利用轉(zhuǎn)錄水平分析，科學(xué)家們將乳腺癌分為四大類：luminalA和B亞型、基底樣腫瘤與HER2基因富集腫瘤。在這項(xiàng)工作中，研究人員運(yùn)用蛋白質(zhì)組和磷酸蛋白質(zhì)組的數(shù)據(jù)概括基底細(xì)胞和luminal亞型。他們還通過磷酸化途徑將腫瘤歸類，鑒定了一個(gè)基質(zhì)豐富的集群，都突出了一個(gè)用mRNA方法沒有發(fā)現(xiàn)的G蛋白偶聯(lián)受體的亞型。

在乳腺癌的研究和治療中，科學(xué)家和醫(yī)生希望能鑒定除了HER2之外更多的能用藥物處理的激酶蛋白。比如曲妥珠單抗（赫賽汀）可以在20%過度表達(dá)HER2蛋白乳腺癌患者中以HER2為靶。在這個(gè)研究中，研究人員對激酶的磷酸化狀態(tài)進(jìn)行分析，在乳腺癌組織樣本中突出的異?；罨募っ甘荋ER2,CDK12,PAK1,PTK2,RIPK2和TLK2。

華盛頓大學(xué)McDonnell基因組研究所的助理主任LiDing博士說：“了解蛋白在細(xì)胞中是怎樣工作的對于我們來說非常重要，這是一個(gè)綜合性的工作，確實(shí)能給我們一個(gè)全新的認(rèn)識。蛋白基因組的方法顯示了能具體到更小的蛋白和它們的修飾，讓我們從治療的角度來看待問題?！?/P>