日本名古屋大学的研究人员领导的一项研究，成功地在高级别浆液性卵巢癌（HGSOC）来源的细胞外囊泡（EVs）中鉴定出三种以前未知的膜蛋白。该团队利用一种独特的技术，使用聚酮-包被的纳米线（pNWs），成功地捕获了EV蛋白质，证明了他们的检测方法在临床上的实用性，并为该类型的卵巢癌识别潜在生物标志物做出了贡献。该研究由名古屋大学医学研究科的Akira Yokoi博士和高级研究所的Mayu Ukai博士领导，并在《Science Advances》杂志上发表了题为“通过聚酮-包被的纳米线鉴定高级别浆液性卵巢癌特异性细胞外囊泡”的论文。研究团队在论文中总结道：“总而言之，pNW通过HGSOC特异性标记物的检测是一种有前景的临床生物标志物平台，并且这些发现提供了HGSOC患者细胞外囊泡的详细蛋白质组学方面的见解。”
作者指出，卵巢癌是一种高度致命的妇科癌症，在全球妇女癌症死亡的第七位，而且由于早期筛查的困难，大多数病例在晚期被诊断，此时的五年生存率不到45%。在不同的卵巢癌亚型中，高级别浆液性卵巢癌占约75%的病例，死亡率接近90%。研究人员指出：“迄今为止，尚未发现针对高级别浆液性卵巢癌的特异性和敏感的生物标志物，临床诊断中最常用的CA125对卵巢癌的早期检测并不有效。”
鉴于卵巢癌在早期阶段很难识别，发现新的生物标志物对于该疾病的诊断至关重要。研究人员指出，一种检测癌症的方法是寻找EVs，特别是肿瘤细胞释放的小型外泌体蛋白质。他们解释道：“癌细胞来源的EV具有独特的蛋白质谱，使它们成为潜在的疾病生物标志物的有前景目标。”
由于这些蛋白质存在于癌细胞外，它们可以从血液、尿液和唾液等体液中分离出来。然而，体液中的EVs具有很大的异质性，这限制了使用这些潜在生物标志物进行卵巢癌检测，研究人员表示：“迄今为止，尚未鉴定出具有实际应用价值的高级别浆液性卵巢癌特异性EV蛋白标志物...由于EV蛋白质组学的严格评估一直是该领域的一项重大挑战，因此缺乏疾病特异性的EV标志物仍然普遍存在。”
在这项报道中，研究人员从HGSOC中提取了小型EV和中/大型EV，并使用液相色谱-质谱联用技术对其进行蛋白质分析。“首先，我们研究了EV的大小分布，并发现小型EV（sEVs）比中/大型EV（m/lEVs）更适合作为生物标志物的靶点，”作者们指出。“然后，我们利用液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）进行了shotgun蛋白质组学分析，揭示了每种EV大小类别之间的独特蛋白质谱，以及小型和大型EV之间的实质性功能差异。”
该研究也面临一些挑战。“鉴定出的蛋白质的验证步骤很困难，因为我们在找到合适的靶点之前必须尝试很多种抗体，”Yokoi博士说。“结果表明，小型和中/大型EV负载着明显不同的分子。”
进一步的分析突出了可能代表潜在卵巢癌生物标志物的个体蛋白质。“进一步的研究揭示了小型EV比中型和大型EV更适合作为生物标志物，”Yokoi补充道。“我们在与HGSC相关的小型EV中鉴定出了FRα、Claudin-3和TACSTD2这三种膜蛋白。”
在确定候选生物标志物蛋白质后，研究团队着手确定是否能够以一种方式捕获EVs，从而能够识别癌症的存在。为此，纳米线专家名古屋大学工程学研究科的Takao Yasui博士与日本科学技术振兴机构的Yasuhide Inokuma博士合作，开发了聚酮链包被的纳米线（pNWs）。这种技术非常适合从血液样本中分离外泌体。
Yokoi博士表示：“制造pNW非常困难。我们必须在纳米线上尝试了3到4种不同的涂层。尽管聚酮是一种完全新的材料用于包被这种类型的纳米线，但最终它们非常适合。”
为了测试pNW平台的临床应用性，研究人员使用它从HGSOC患者的腹水样本和非癌症患者中提取了小型EV。在卵巢癌中，腹水是几乎所有病例中在腹腔积聚的重要异常体液，尤其在HGSOC患者中如此，他们解释道。然后进一步分析了腹水样本中的小型EV。“通过使用单粒子成像测量（ExoView）对通过pNW纯化的腹水小型EV进行了检测。”结果确认，在许多HGSOC患者中，含有FRα、Claudin-3或TACSTD2的小型EV浓度很高。研究团队在结论中写道：“我们的pNW-ExoView平台揭示了从HGSOC患者腹水中获得的FRα/Claudin-3/TACSTD2特异性增加的小型EV的存在，这些可以作为HGSOC生物标志物有用。”
Yokoi补充道：“我们的研究结果表明，这三种已鉴定的蛋白质对于HGSC非常有用作为生物标志物。这项研究的结果表明，这些诊断生物标志物可以用作特定疗法的预测标志物。我们的研究结果使医生能够优化卵巢癌的治疗策略，因此它们可能有助于实现个体化医学。”
在他们的报告中，作者总结道：“pNW平台非常适合临床应用，并且可以有助于使基于EV的诊断变得简单。在循环体液中，基于pNW的应用程序有广泛的潜力，可以分离出进一步特定的EV。”
编辑：王洪
排版：李丽
评论 (0)