Nature | 僅隔兩周，蛋白質組再揭腫瘤新靶點
腫瘤轉移一直是困擾癌癥治療的一大問題。5月2日，來自芝加哥大學的Ernst Lengyel研究團隊在頂級期刊Nature在線發表了題為“Proteomics reveals NNMT as a master metabolic regulator of cancer-associated fibroblasts”的研究。
研究人員利用蛋白質組分析，找到了介導卵巢癌轉移的“幫兇”--- NNMT（nicotinamide N-methyltransferase），而該關鍵靶標蛋白有望成為抑制卵巢癌細胞轉移的干預靶點。
Proteomics reveals NNMT as a master metabolic regulator of cancer-associated fibroblasts
Nature IF= 41.577
原文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1173-8
研究背景：
高級別漿液性卵巢癌(High-grade serous carcinoma, HGSC)一直存在預后效果差的問題，而早期的腹腔轉移更是其導致不良預后的首要因素。
以往，多篇組學文章描繪了卵巢癌的蛋白表達特征，然而還沒有文章進一步區分癌細胞與癌細胞周邊基質的差別。HGSC組織具有高比例的基質，鑒于基質對腫瘤有支撐作用，并且基質在腫瘤發展和轉移過程中與上皮共同進化。因此，系統性地對腫瘤及其周圍基質進行分析，能夠幫助我們更深入地理解卵巢癌轉移機制。
研究方法：
采用激光捕獲顯微切割+高靈敏度蛋白質組學，從11位HGSC病人石蠟包埋組織中提取了107個腫瘤組織與腫瘤周邊基質，隨后進行蛋白質組分析。
研究材料：
107個腫瘤組織、腫瘤周邊基質；HGSC轉移的小鼠模型
研究結果：
1、蛋白質組分析：揭示HGSC轉移特征、挑選潛在調控腫瘤轉移的因子
蛋白質組分析共鑒定到6944個蛋白。在腫瘤組織中，鑒定到了幾個已知的HGSC的標志物（PAX8,MSLN,MUC16, EPCAM），而在基質部分，則鑒定到一些成纖維細胞激活的標志物（collagens, vimentin, versican, tenascins，myosin）。進一步比較原發腫瘤和轉移腫瘤之間差異，研究人員發現了許多差異蛋白，且有許多是已報道的參與網膜轉移的蛋白。在對基質組分的分析中，作者一共鑒定到62個蛋白顯著差異蛋白，通過差異篩選與文獻調研，研究人員最終選擇了一個參與表觀遺傳調控的蛋白----NNMT進行深入研究。
圖1.腫瘤組織、周邊基質的蛋白質組學揭示了HGSC轉移的特征
2、驗證并探究NNMT功能：NNMT在腫瘤轉移基質中高表達且調控CAF表型
NNMT是參與表觀遺傳調控的因子，其能通過影響組蛋白的甲基化來調控基因表達。為了驗證NNMT是否是腫瘤轉移的“幫兇”，研究人員首先利用免疫組化驗證了NNMT確實是在網膜轉移的腫瘤基質中呈現高表達。
隨后，研究人員進一步研究NNMT對于調控CAF表型作用，以確定其在腫瘤轉移中發揮的功能。腫瘤轉移相關成纖維細胞（cancer-associated fibroblast，CAF）是體內產生的成纖維細胞，癌細胞可以劫持并利用它們來維持自己的生長和轉移。研究發現，在CAF中敲低NNMT會使細胞形態更加趨向于正常細胞。此外，NNMT不僅能調控膠原蛋白的收縮性，而且能調控上千種基因的表達，包括一些促癌細胞因子。
圖2. NNMT在腫瘤轉移基質中高表達且調控CAF表型
3、NNMT的調控機制探究：NNMT 通過調控DNA和組蛋白的甲基化驅動CAF表型
隨后，結合以往報道的NNMT功能及深入機制探究，研究人員發現，NNMT通過降低DNA、RNA或者組蛋白的甲基化水平，改變基因表達水平，進而調控CAF的表型。
4、小鼠腫瘤轉移模型與臨床數據驗證：基質的NNMT參與了腫瘤轉移進程并且與預后不良相關
最后，研究人員利用小鼠模型對該發現進行驗證。利用過表達NNMT細胞的培養基預處理的卵巢癌細胞后，將卵巢癌細胞接種到小鼠模型體內，發現其網膜轉移顯著高于對照組。相反，如果將NNMT敲低的細胞與HGSC細胞共同注射到小鼠體內，腫瘤細胞的增殖和腫瘤大小則顯著降低。
此外，臨床數據的分析也驗證了這一結論。研究發現，基質中NNMT高表達的病人生存期更短且預后更差，而在腫瘤組織中NNMT高表達的病人卻并沒有顯著差異。
圖4 基質的NNMT參與了腫瘤轉移進程并且與預后差相關
5、結論
NNMT是維持CAF細胞表型的關鍵調控分子，其在卵巢癌的發生發展以及轉移過程中扮演重要角色。
小編總結：
本文是利用蛋白質組研究腫瘤發生、發展、轉移的又一力作。在蛋白質組學方面，中科新生命擁有豐富、全面蛋白質組學產品及一站式服務：從常規蛋白質組、全掃描蛋白質組（DIA）、到PRM驗證，此外還有轉錄+蛋白、蛋白+代謝聯合分析，我們致力為您提供完整的解決方案。
