成果追新 | 尿液细胞外囊泡蛋白质组学助力前列腺癌诊断和分级

前列腺癌是男性中常见的癌症之一，当前的诊断方法，如前列腺特异性抗原（PSA）血液检测和直肠指诊检查（DRE），在一定程度上有助于诊断，但存在局限性。鉴于此，研究人员一直在寻找更准确、更可靠的生物标志物来提高前列腺癌的诊断率。尿液作为一种非侵入性的生物样本，包含了反映个体生理和病理状态的多种生物标志物。特别是，它包含了分泌蛋白和细胞外囊泡（EVs）中的蛋白质，EVs被认为在癌症等疾病的发生发展中扮演重要角色。

近日，多伦多大学研究团队在Nature Communications（IF=16.6）期刊上发表了题为“Prostate cancer reshapes the secreted and extracellular vesicle urinary proteomes”的文章，该研究利用label free蛋白质组学技术比较前列腺癌患者和健康对照组人群尿液中的分泌蛋白和EVs的蛋白质组成。结果发现前列腺肿瘤尿液EVs特异性蛋白不仅可以准确区分前列腺恶性和良性病变，还能对患有前列腺癌的患者进行风险分层。

实验设计

该研究收集了190名男性（包括126名前列腺癌患者和64名非癌症对照组）的尿液，对尿液中可溶性蛋白（uSP）和两种大小的EVs（uEV-P20和uEV-P150）进行了label free蛋白质组分析。通过DRE前后的尿液样本比较，来评估DRE对前列腺蛋白的影响。

主要结果

01

DRE对尿液蛋白质组的影响

研究者收集了10名男性的DRE前后的尿液，经过DRE的尿液样本中，前列腺组织特异性蛋白的丰度显著增加。这表明DRE可能促进了前列腺液中的蛋白质进入尿道，并在随后的尿液收集中被捕获，但并未改变EVs的生物以及物理特性。

图1 直肠指检富集前列腺组织来源的蛋白质

02

EVs与前列腺组织的关联

为了比较尿液中的EVs蛋白质组与前列腺组织蛋白质组之间的相似性，以评估尿液EVs作为前列腺癌生物标志物的潜力。研究者发现，尿液中的可溶性蛋白（uSP）和两种不同大小的EVs（uEV-P20和uEV-P150）具有不同的蛋白质组成。尿液中的EVs，尤其是uEV-P20，被发现与前列腺组织的蛋白质组高度相关，这意味着EVs可以反映前列腺组织的生物学状态。

图2 uEV蛋白质组与前列腺组织蛋白质组密切相关

03

尿液蛋白质组的稳定性和疾病区分能力

尿液蛋白质组在数年内具有纵向稳定性，并且可以准确区分恶性和良性前列腺病变，对前列腺肿瘤进行风险分层。为了区分前列腺来源的uEVs，研究者选择了在某一尿液组分中有特异性并且在前列腺组织中已知存在的蛋白质。将这些蛋白质分为三类：肿瘤标志物肿瘤（如在uEV-P20和uEV-P150的EV标志物CD63）、分级标志物（如在uEV-P20中的ITGB2和SLC4A1）、以及在疾病状态不变的核心蛋白质（如在uEV-P150中的CD9和CD81）。

图3 对尿液蛋白质进行优先级排序以发现生物标志物

科技君点睛

外泌体富含多种蛋白质、多肽、核酸、脂质等生物分子，可以通过体液循环系统传播到身体其他部位，在肿瘤免疫、肿瘤转移、组织修复等多个领域均被发现并行使着重要的功能。这项研究发现前列腺肿瘤uEVs的标志物具有高度的异质性，并且与临床表型紧密相关。这些发现强调了准确分离特定EV群体的重要性，并为开发针对前列腺癌的新型生物标志物和治疗靶点提供了基础。

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供稿：肖玲

编辑：市场部

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