“双管齐下”— 蛋白组-转录组联合分析揭示protein-mRNA一致性与乳腺癌分型以及病人生存期的密切关系

Original: Dr.Proteomics 精准医学与蛋白组学 2019-06-30

景杰生物/报道

编者按：在过去对乳腺癌的研究中，转录组学成功的帮助研究者进行了疾病分型，生物标记物判定以及病人生存期研究等等。可是，单独基于基因表达来分析肿瘤的生物学特性仍然远远不够。近些年，随着基于高分辨率质谱的蛋白质组学技术的日益成熟，我们对乳腺癌的发生发展有了更深入的了解。

12月3日，国际专业学术期刊 Genome Medicine （IF 8.9）报道了运用蛋白-转录联合组学分析来深入观测乳腺癌（癌/癌旁组织，殴裔/非裔美国人）的不同亚型与病人生存期的研究。

这项研究中，作者对取自非裔美国人和殴裔美国人的65个乳腺癌以及53个癌旁组织进行了蛋白质组学研究，并成功获得了7141个蛋白的定量信息。

继而作者对其中59个癌症以及38个癌旁组织进行了蛋白组以及转录组关联分析，除了观测到蛋白组与转录组信息的差异之外（比如某些在癌症/癌旁组织中表达差异巨大的蛋白，在转录组层面却非常类似），更重要的是，作者发现在更为严重的三阴性乳腺癌以及生存期限更短的患者肿瘤组织中，蛋白和基因的表达一致性更高。这也意味着，蛋白-转录联合组学分析可能帮助我们揭示更多隐秘的疾病信息与特征。

◆◆研究速读：◆◆

1. 乳腺癌和癌旁组织的蛋白表达图谱分析

作者对取自非裔美国人和殴裔美国人的65个乳腺癌以及53个癌旁组织进行了定量蛋白质组学研究，一共鉴定到了7141个蛋白（图 1a）。由于样本取材的丰富性（增加了非裔美国人）以及全面性（癌和癌旁），本研究相对于之前的研究鉴定到更多数量的蛋白（图1b），并且PCA分析显示出肿瘤组织以及健康组织的蛋白差异性（图1c）。

图1 蛋白质组学实验流程及结果分析

通过对蛋白表达量的观测，该研究发现在一共2643个差异表达的蛋白中，绝大多数蛋白（2165个）都在肿瘤组织中表达量上调，而这些表达量上调的蛋白主要参与到各种代谢通路当中。

2. 蛋白和信使RNA的协调一致性与疾病特征相关

通过对蛋白组和转录组数据进行关联分析，作者发现在癌症组织中，蛋白和mRNA的表达一致性高于健康组织（图2a）。除此之外，俩者之间的关联性在三阴性和基底样性肿瘤中最高，然后依次为HER2阳性和luminal A型（图2b）。整体而言，蛋白和mRNA的协调一致性在ER 阴性和非裔美国人中高于ER 阳性和殴裔美国人。

图2 蛋白和信使RNA表达的协调一致性与疾病特征相关

3. 蛋白和mRNA的关联性与乳腺癌病人生存期缩短有关

通过对乳腺癌患者的生存期限追踪，作者发现肿瘤组织中蛋白和mRNA的协调性越高，患者的存活期越短（图3）。

图3 蛋白与mRNA的协调性与患者生存期限的关系

综上所述，作者运用全面整合的蛋白质组-转录组联合分析对乳腺癌进行了更深入的探索。一方面，作者再次验证了在蛋白层面对疾病进行观测的重要性，另一方面，作者发现蛋白与RNA表达的协调性与肿瘤的分子分型，病患程度，以及病人生存期限都有密切关系。

这也是蛋白-mRNA关联性首次被发现可以在肿瘤研究中作为一个潜在的预后因子。这对之前单独基于蛋白或者mRNA来判断预后因子又提出了新的补充和指导意义，也意味着，蛋白-转录联合组学分析可能帮助我们揭示更多隐秘的疾病信息与特征。

参考文献

Wei Tang, et al., 2018, Integrated proteotranscriptomics of breast cancer reveals globally increased protein- mRNA concordance associated with subtypes and survival. Genome Medicine.

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