Cancer Cell：蛋白组学分离急性髓系白血病不同亚克隆
文献解读
●疾病类型：急性髓系白血病（AML）
●研究策略：Label-Free蛋白质组学
●样本选择：AML患者的PB和BM样本
●期刊：Cancer Cell
景杰编者按：急性髓系白血病（AML）是一组基因改变导致的造血干细胞克隆性增殖失调的异质性疾病，大多为复发性遗传畸变，通常在患者个体中存有5-15种不同的遗传突变。大多数临床药物的失败原因就在于筛选过程中无法有效解决克隆异质性这一问题。有效的AML治疗依赖于在疾病发作时和治疗期间监测克隆变化的复杂性，并最终在可能的多个不同亚克隆中清除所有LSC。为了实现这一目标，需要深入研究不同AML亚克隆的分子和细胞生物学特征。
为了解决这个问题，作者从白血病细胞群常包含多个共存的亚克隆这一思路出发，运用Lable-free（无标记）定量蛋白质组学技术对原发性急性髓性白血病样本进行了分析，研究鉴定到50种AML富集的质膜蛋白，并根据组学结果对AML进行克隆分离后分析其功能差异性。
研究发现AML亚克隆之间存在不同功能，如调节表型、药物敏感性。富含急性髓系细胞白血病（AML）的质膜蛋白的表达，可用于常规诊断中识别和纵向跟踪患者的克隆类型变化。研究发表在国际专业学术期刊Cancer Cell上，是分层诊断和治疗策略在癌症方面取得的重大进步，也为在细胞生物学水平解决异质性问题提供了一个可行的方法框架。
1. 定量蛋白质组学鉴定AML个体患者细胞中PM蛋白的鉴定
为了鉴定原发性AML患者细胞中富含的PM蛋白，作者对42个AML患者样本、NPM1突变样本（CD34表达<1％）和6个健康外周血（PB）样本的CD34 +细胞进行Label-free定量蛋白质组学分析，结果显示有462个蛋白在AML中显示上调。
研究者选定50个PM蛋白用于深入研究，其中25个相对PB而言显著上调（>1.5倍），22个仅在AML患者亚组中注释以及3个在蛋白水平变化不明显但在转录水平显著上调的PM蛋白。根据转录组数据（前期发表）和流式细胞实验，认为PM蛋白的不正常表达不仅仅限于原发性白血病细胞群，也存在于未成熟的CD34 +细胞中。
2. 前瞻性分离遗传上不同的AML亚克隆
由于白血病相关表型（LAPs）大多数与成熟AML细胞上PM蛋白的异常表达相关。作者基于PM蛋白表达情况，通过AML患者间Pearson相关系数和多项临床参数的相关性，证明了部分白血病丰富的 PM 蛋白的表达可作为疾病进展的良好预测指标。随后通过对可能存在克隆异质性的4管PM标志物进行主成分分析，成功识别和前瞻性地分离了遗传上不同的AML亚克隆。
3. PM标记表达可用于纵向追踪白血病克隆
通过RNA seq、基因组富集分析（GSEA）、DNase I超敏感位点定位、DNase seq、TF Occupancy和共定位分析，认为遗传上不同的AML亚克隆具有特异性基因表达模式。
为了进一步评估AML亚克隆中基因表达和调控的差异是否会影响细胞功能，作者在纯化亚克隆后，通过体外共培养MS5细胞和异种体内移植，认为异体移植模型在体内发生的遗传漂变不一定与体外观察的相似。随后通过对初发样本和复发样本的比较分析，证明PM标记表达可用于跟踪随时间推移在遗传上发生改变的AML亚克隆，并可用于鉴定AML个体患者中亚克隆类型的纵向变化。
参考文献：
Bauke de Boer, et al. (2018), Prospective Isolation and Characterization of Genetically and Functionally Distinct AML Subclones. Cancer Cell 34, 1–16.
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