基因和蛋白质的共同研究为结肠癌的研究提供了新的线索

NCI临床蛋白质组肿瘤分析协会对结肠癌进行的蛋白质基因组研究结果可能会指导新的治疗策略。

研究人员已经确定了癌细胞中不同的蛋白质,并可能被开发用于多种目的,包括作为新癌症药物的潜在靶点。

信贷:改编自Cell 2019年5月。doi:10.1016/j.cell.2019.03.030。CC BY-NC-ND 4.0

通过结合人类结肠癌中基因和蛋白质的研究,科学家们发现了这种疾病的新特征,他们认为这些特征有可能指导新的治疗策略。

基因和蛋白质的综合研究,称为蛋白质基因组学,是一个相当新的研究领域为了让研究者对生物学有更深入的了解,单靠研究基因是无法获得的。

科学家们从100多人身上搜索了结肠肿瘤的基因和蛋白质“图谱”,识别一些似乎能促进结肠癌生长并可能成为潜在药物靶点的蛋白质。

这项研究发表在5月2日的《细胞》杂志上,由NCI临床蛋白质组肿瘤分析联合会(CPTAC)的成员领导,NCI癌症临床蛋白质组学研究办公室主任Henry Rodriguez博士说,为了在几种癌症类型中“发现导致癌症的主要蛋白质基因组改变”,CPTAC团队在2014年完成了结肠癌的首次大规模蛋白质基因组研究,这项新的研究的重点是:我们能用蛋白质基因组整合来指导治疗吗?休斯顿贝勒医学院的首席研究员张兵博士说:“

为什么要研究蛋白质?”毫无疑问,研究基因揭示了癌症生物学的大量信息。例如,科学家利用来自肿瘤的基因数据来预测DNA的变化可能如何影响癌细胞的行为,例如不受控制的生长。

但是DNA产生RNA,然后产生蛋白质,而蛋白质才是真正驱动细胞行为的因素,张博士指出,

基因研究的一个重要警告是,从遗传数据到细胞行为的跳跃并不总是简单的,因为“基因突变并不总是导致相应蛋白质的预测变化,”罗德里格斯博士解释说。“而且还有许多其他因素影响蛋白质活性并有助于肿瘤行为。”

此外,研究发现,DNA和RNA数据本身并不足以决定在大多数情况下治疗特定患者肿瘤的抗癌药物的最佳选择,麻省理工大学科赫综合癌症研究所的陈荣奎博士和亚菲博士在《细胞》杂志的一篇评论文章中写道:

更重要的是,绝大多数癌症药物的靶点是蛋白质,而不是基因,因此蛋白质研究可能最适合于确定新药靶点。”

但是直到最近,大规模的蛋白质研究(称为蛋白质组研究)还不可能,因为“蛋白质组技术落后于基因组技术,”他解释说,

CPTAC是在2011年形成的,目的是将技术和计算方法的新进展应用于癌症的研究。基于CPTAC试点研究的成功,该倡议后来得到了扩展。Rodriguez博士说:“这项新的研究是这种扩展的结果。Kdspe110名结肠癌患者的血液、肿瘤组织和附近正常组织的样本被CPTAC研究小组发现,Kdspe110名结肠癌患者的血液、肿瘤组织和附近正常组织的样本都是由Kdspe

开始的。然后,他们捕获了所有DNA、RNA、microRNA的序列,以及每个样本中的蛋白质分子。此外,他们还研究了每个基因有多少拷贝(基因拷贝数),每个蛋白质的相对数量(蛋白质表达),以及蛋白质是否经过化学修饰(蛋白质磷酸化)。

在使用计算方法合并这些数据后,研究小组比较了受试者肿瘤的“分子特征”