科研（IF: 16.988）| Cell Rep.：蛋白质组学在代谢亚组中分离成人型弥漫性高级别胶质瘤
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编译：微科盟Wicro，编辑：微科盟Emma、江舜尧。
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导读高级别成人型弥漫性胶质瘤是恶性神经上皮肿瘤，在联合化放疗中存活率很低。当前的WHO分类基于IDH1/2突变和1p/19q编码缺失状态。虽然神经胶质瘤蛋白质组改变有望实现更好的分子患者分层和治疗靶标识别，但它们的特征仍然不足。在这里，我们使用质谱法表征42个福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)样本，这些样本来自IDH野生型(IDHwt) 神经胶质瘤、IDH突变型(IDHmut) 神经胶质瘤，有和没有1p/19q编码缺失，以及非肿瘤性控制。基于超过5,500个量化的蛋白质和5,000个磷酸位点，发现神经胶质瘤通过IDH1/2突变状态而不是1p/19q状态分开。相反，IDHmut神经胶质瘤分裂成两种具有广泛扰动的蛋白质组亚型，包括有氧/无氧能量代谢。使用三个独立的神经胶质瘤蛋白质组数据集进行的验证确认了这些亚组，并将IDHmut亚型与IDHwt神经胶质瘤中已建立的原神经和经典/间充质亚型联系起来。这证明了IDH状态下的常见表型亚型对IDHmut神经胶质瘤患者具有潜在的治疗意义。
简述
Bader等人使用液相色谱质谱法表征弥漫性胶质瘤脑肿瘤的蛋白质组。该研究表明，异柠檬酸脱氢酶突变型神经胶质瘤分为两种代谢亚型，如原神经和经典/异柠檬酸脱氢酶野生型神经胶质瘤中的间充质亚型。这对临床患者分层和治疗具有广泛的意义。
要点
1.IDHmut神经胶质瘤的肿瘤蛋白质组不通过1p/19q共缺失分离
2.IDHmut神经胶质瘤显示两个有氧/无氧能量代谢亚群
3.代谢性 IDHmut亚组类似于原神经和间充质/经典IDHwt神经胶质瘤
4.神经胶质瘤中癌基因和抑癌基因的蛋白质水平扰动
论文ID
原名：Proteomics separates adult-type diffuse high-grade gliomas in metabolic subgroups independent of 1p/19q codeletion and across IDH mutational status译名：蛋白质组学在代谢亚组中分离成人型弥漫性高级别胶质瘤，独立于1p/19q共缺失和跨IDH突变状态
期刊：Cell Reports MedicineIF：16.988发表时间：2022.12通讯作者：Felix Meissner；Arend Koch通讯作者单位：德国马克斯·普朗克生化研究所；德国柏林洪堡大学
实验设计
实验结果
成年期胶质瘤约占恶性原发性脑肿瘤的80%，发病率约为每100,000人5例。一般来说，成人弥漫性胶质瘤根据组织形态学和分子特征分类，包括异柠檬酸脱氢酶 (IDH)突变和1p/19q编码缺失，和根据WHO中枢神经系统肿瘤分类（第五版）分级（包括WHO 2至4级）以预测临床生物学行为。成人弥漫性胶质瘤的类别包括星形细胞瘤、IDH突变型 (IDHmut)、少突胶质细胞瘤、IDHmut和1p/19q编码缺失，以及胶质母细胞瘤、IDH野生型 (IDHwt)。大多数IDHwt胶质母细胞瘤患者在诊断后15-18个月内死亡，尽管接受治疗，5年生存率不超过10%，而IDH突变型星形细胞瘤的预后明显更好。不幸的是，近年来总体生存率没有明显提高。
多年来，人们已经知道弥漫性胶质瘤的发展和进展中的几种遗传改变。关键的遗传事件包括IDH基因1和2的热点突变以及1p/19q染色体臂的共同缺失。出于诊断目的，分子遗传学在临床实践中被常规评估，因为两者都与预后和预测相关。从机制上讲，错义突变会改变IDH酶活性，从而形成致癌代谢物D-2-羟基戊二酸，从而导致表观遗传重塑通过去甲基化酶抑制和HIF1依赖性生存和血管生成。IDHmut少突胶质细胞瘤中发生1p/19q的共缺失，但不发生在星形细胞瘤中；然而，其病理机制尚不清楚。
组学技术已成为神经胶质瘤分类的有力方法。基因组和转录组分析揭示了存活率降低的高级神经胶质瘤的亚型，这些亚型被称为原神经、经典和间充质。对神经胶质瘤的进一步综合基因组、转录组和表观基因组分析表明至少有七个胶质瘤亚型，最突出的分类器是IDH突变状态。IDHmut胶质瘤进一步分为1p/19q共缺失实体和两个非共缺失实体，即高和低胶质瘤CpG岛甲基化表型。值得注意的是，IDHwt神经胶质瘤的分类在很大程度上与之前的GBM分类正交，表明其更加复杂。此外，基于甲基化的中枢神经系统(CNS)肿瘤分类揭示了82种不同的肿瘤甲基化类别。
全基因组表观遗传学和肿瘤基因组的下一代测序最近已进入常规神经病理学诊断。尽管如此，科学界继续改进IDHmut神经胶质瘤的分类，重点关注非1p/19q编码缺失的星形细胞瘤，并且最近将CDKN2A/B状态确定为生物标志物。尽管CNS肿瘤实体的生物学亚分类取得了这些进展，但仍有近年来，高级别胶质瘤的肿瘤治疗没有重大突破。因此，改进神经胶质瘤的分类和确定未来治疗的细胞靶点仍然是一个未满足的需求。
与神经胶质瘤的表观遗传学、遗传学和转录组学表征的进展相反，在蛋白质组水平上的同等理解尚未实现。质谱法(MS)已成为大规模蛋白质组研究的首选方法，在生物学和医学领域有许多应用。然而，以前利用MS分析人类神经胶质瘤蛋白质组的研究通常涵盖的蛋白质很少，仅限于可用的新鲜肿瘤组织，或用永生化细胞系进行。我们之前已经证明，数千种蛋白质可以从福尔马林固定、石蜡包埋(FFPE)组织中可靠地定量，从而使大量生物样本库样本适合进行蛋白质组学分析。此外，磷酸化蛋白质组的分析可以揭示改变的信号传导细胞生物学所有领域的癌变检查点。磷酸酪氨酸信号已被证明保存在FFPE样本中，FFPE样本（包括癌组织）的磷酸化蛋白质组以前也被研究过。受最近的蛋白质组学和磷酸化蛋白质组学研究的启发，这些研究证明其有可能对乳腺癌亚型进行分层，我们着手表征成人型弥漫性高级别神经胶质瘤的蛋白质组。
1. 样品特征和蛋白质组学工作流程
我们收集了10到11个胶质母细胞瘤FFPE样本（IDHwt）；少突胶质细胞瘤 IDH-突变体和1p/19q-codeleted (codel)；星形细胞瘤IDH突变体（非编码）；和10个非肿瘤性CNS组织（CNS ctrl）的对照样本（图 1A）。根据WHO中枢神经系统肿瘤分类标准（第五版）对所有肿瘤进行组织形态学和免疫组织化学分类。此外，我们使用全基因组甲基化分析和拷贝数变异(CNV)分析对所有肿瘤(epi)进行了遗传表征。
表1. 队列构成
6星形细胞瘤, IDHmut (CNS: WHO 3/4) | 4星形细胞瘤, IDHmut (CNS: WHO 3/4) | |||||
1x 不可分类 | ||||||
我们应用了之前建立并用于分析卵巢癌亚型的FFPE蛋白质组学工作流程。将FFPE切片脱石蜡、均质化，并用胰蛋白酶和LysC消化蛋白质提取物。对肽进行液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)分析或用于磷酸肽富集和随后的LC-MS/MS分析（图 1A）。我们的数据集总共包含5,724种蛋白质和5,212个高可信度磷酸位点，对应于每个样本约5,000个量化蛋白质和3,000个磷酸位点（图 S1A）。
我们通过无偏见的层次聚类和主成分分析评估了肿瘤蛋白质组的分子关系，并将主要蛋白质组差异与生物学途径联系起来（图 1B-1D）。
CNS ctrls聚集得最紧密，并且与神经胶质瘤明显分离（图 1B和1C）。与IDHwt和IDHmut神经胶质瘤相比，CNS ctrl富含突触和髓磷脂相关蛋白，反映功能性脑组织与CPTAC神经胶质瘤蛋白质组数据的定量一致性良好（图 1D）。
我们研究中的IDHwt神经胶质瘤与CNS ctrl最不同，也与IDHmut神经胶质瘤分离（图 1B 和 1C）。IDHwt蛋白质组富含与炎症相关的蛋白质、MCM复合物DNA聚合酶、富含整合素、胶原蛋白和层粘连蛋白的“基底膜样”细胞外基质(ECM)谱，透明质酸含量低，这与增加有关胶质瘤的恶性肿瘤（图1C–1E）。IDHwt/IDHmu差异与CPTAC数据一致，并且在很大程度上不受我们数据中 1p/19q共缺失状态的影响（图 1E）。与IDHwt神经胶质瘤更具“侵袭性”的表型一致，IDHwt中许多具有高丰度的离群蛋白是癌症驱动因素，其中一些与侵袭有关。与IDHmut相关的离群蛋白包括在IDHwt中下调的肿瘤抑制因子（图 1E）。值得注意的是，这些肿瘤抑制因子包括组蛋白H1F0和H2AFY2，它们都保持分化的表观遗传特征并通过不同的机制抑制回到增殖性干细胞状态。驱动IDHmut 进展的已知蛋白质组改变是显而易见的，例如作为RBP1的强烈表观遗传下调，以及新的下调，例如在IDHmut中选择性地过表达AKR1C3（图 1E）。
有趣的是，IDHmut神经胶质瘤并没有根据分级簇和前两个主要成分中的共缺失状态进行分离，表明共缺失状态对蛋白质组的影响较小（图 1B-1C）。相反，IDHmut神经胶质瘤可重复地分为两个不同的簇，这两个簇在共缺失状态和患者性别方面是平衡的（图 1A-1C）。我们将它们称为HGG-IDHmut-A和HGG-IDHmut-B。HGG-IDHmut-A形成一个簇，与其他神经胶质瘤相比，它更类似于CNS ctrls（图 1B和1C）。HGG-IDHmut-B形成了一个更弥散的簇，与IDHwt神经胶质瘤最相关。
我们仔细检查了我们研究组中系统性偏差的潜在来源。首先，我们比较了基于蛋白质组的亚分层与IDH突变神经胶质瘤的表观遗传和CNV概况。两个 IDHmut蛋白质组亚组均包括胶质瘤、星形细胞瘤和1p/19q编码缺失的少突胶质细胞瘤甲基化亚类，比例相当（p > 0.9，Fisher 精确检验）。我们的分析表明CNV没有偏向这些蛋白质组（图S1H和S1I）。具体而言，在两组中均发现了均匀分布的CNV负荷和相当的染色体增减。子分层在WHO等级方面也没有失衡（p > 0.9，Fisher精确检验），并且在CDKN2A/B状态方面在统计学上不显著不平衡（p = 0.17，Fisher精确检验）。此外，仅在IDHwt神经胶质瘤中检测到的EGFR扩增不存在不平衡 (5/11)。接下来，我们检查了基于蛋白质组的HGG-IDHmut-A和 -B亚分层的起源是否与人口统计患者数据和组织学相关。然而，HGG-IDHmut-B和HGG-IDHmut-A样本组无法区分。样本组既不与患者的年龄和性别相关，也不与不同的总肿瘤细胞含量相关。在我们包含21个IDHmut神经胶质瘤的队列中，我们没有检测到HGG-IDHmut-A和-B之间无进展生存期的统计学显著差异。
在我们的研究组中排除了系统性偏差后，我们接下来评估了先前描述的与癌症相关的染色体畸变是否可以在肿瘤样本的蛋白质组中检测到。检测到的蛋白质几乎均匀分布在整个基因组中（图2A）。跨组织样本的层次聚类揭示了一种模式概括了全蛋白质组聚类（图2B）。根据1p/19q状态，codel样本显示1p/19q编码蛋白的丰度显著降低（图2C）。然而，HGG-IDHmut-A/B组显示出不同的染色体臂编码蛋白质组，HGG-IDHmut-B中mtDNA编码的蛋白质丰度显著降低（图 2C和2D）。这种趋势对于核基因组编码的线粒体呼吸链复合蛋白也很明显；然而，不适用于线粒体核糖体蛋白（图2E）。1p/19q共缺失状态没有表现出这些线粒体畸变（图2D 和2F）。
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TSG | ||||
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几种已知的癌症驱动因子HGG-IDHmut-B中比HGG-IDHmut-A更富集（图 2E）。在HGG-IDHmut-B中富集的最显著异常值是CCAR1，相关的CCAR2富集程度较低。这两种蛋白质在癌症中发挥着复杂的作用，包括神经胶质瘤。有趣的是，在我们的数据集中，与CCAR1最相关的蛋白质是剪接因子SRSF1。其相关蛋白SRSF5通过CCAR1的可变剪接在葡萄糖的高可用性下促进肺癌。在我们的数据集中，SRSF5被随机量化，而SRSF1、2、3、4、6、7、10和11在HGG- IDHmut-B优于HGG-IDHmut-A。
在我们的数据集中，大约1,900种蛋白质在HGG-IDHmut-B和HGG-IDHmut-A样本组之间存在显著差异，而在1p/19q 编码和非编码 IDHmut之间只有大约 100种蛋白质存在显著差异（图 2E和2F）。然而，codel和非codel IDHmut之间的几种受调节蛋白质在各种情况下都与癌症有关（图2F）。
ATRX是这些不同表达的蛋白质之一，在非代码样本组中丰度较低。这与 1p/19q完整但1p/19编码缺失神经胶质瘤中ATRX的频繁丢失一致，因为ATRX 丢失激活了“端粒的替代延长”途径。相反，TERT启动子突变与IDHwt和ATRX 表达相关。TERT，端粒酶的催化亚基，未包含在我们的数据集中，但端粒酶辅助蛋白是ATRX相关蛋白中最富集的蛋白之一。
接下来，我们比较了受神经胶质瘤常见染色体改变影响的蛋白质的调节（1p/19q 编码缺失、7号染色体增加、10号染色体丢失；图2C）。在我们的数据中，许多蛋白质编码在10号和7号染色体上在 IDHwt神经胶质瘤中显著调节（10个减少，7个升高），根据癌症基因组图谱转录组学数据，这些调节蛋白的转录本预期与生存相关。相比之下，编码在1p上的蛋白质，尤其是19q臂表现出更小且统计意义更不显著的调节，并且它们的转录物未显示与存活率的明确关联。
总之，与受神经胶质瘤中其他常见染色体改变影响的蛋白质相比，1p/19q编码的蛋白质受到的调节较少。总之，整个神经胶质瘤蛋白质组仅显示与1p/19q密码缺失相关的微小变化，但反映了已知的癌症相关蛋白质，特别是端粒维持途径中的蛋白质。
HGG-IDHmut-A和-B之间线粒体呼吸链蛋白的丰度差异促使我们更详细地研究代谢改变。呼吸链复合物和三羧酸 (TCA)循环蛋白在IDHwt和HGG-IDHmut-B中表现出低丰度（图 3A和3B）。有趣的是，呼吸链复合物 I（HGG-IDHmut-B中最低）的轻度功能障碍可通过活性氧 (ROS) 的产生促进癌症。值得注意的是，IDH1是HGG-IDHmut中唯一丰度轻度升高的TCA蛋白-B。相反，TCA蛋白氧化戊二酸脱氢酶L显著降低，这可能与其抑癌功能有关。
关于糖酵解，HGG-IDHmut-B再次表现出类似于IDHwt的蛋白质和磷酸盐特征（图 3C）。特别是，己糖激酶1在HGG-IDHmut-B和IDHwt 中含量较低。己糖激酶1的下调促进糖酵解并在几种人类癌细胞系中诱导 EMT，并在异种移植模型中增加恶性肿瘤。
同样，与HGG-IDHmut-A相比，IDHwt和HGG-IDHmut-B中线粒体ATP酶抑制剂 ATPIF1上pS39位点的丰度较低（图 3D）。ATPIF1过表达促进结肠癌中从氧化磷酸化到糖酵解的代谢转变，而 ATPIF1被S39磷酸化抑制。
总之，HGG-IDHmut-B显示糖酵解活性增加的分子标志，HGG-IDHmut-A显示氧化磷酸化增加的分子标志，与1p/19q编码缺失无关。
接下来，我们检查了胶质瘤实体中注释的肿瘤抑制因子和癌蛋白的概况。主成分分析分离了IDHwt、 HGG-IDHmut-A和HGG-IDHmut-B样本，但未分离 1p/19q编码缺失状态（图 4A）。 HGG-IDHmut-B特征在很大程度上与IDHwt相似，而1p/19q编码缺失状态几乎没有统计学上的显著差异（图 4B）。
一些肿瘤抑制因子在IDHwt中被特异性下调，其他仅在HGG-IDHmut-B中被下调，一些在两者中都被下调（图 4B）。 IDHwt和HGG-IDHmut-B样本组表现出RAS通路蛋白的下调，这与之前关于胶质母细胞瘤的报告一致（图 4B）。 相反，一些原癌基因在IDHwt和HGG-IDHmut-B中升高（图 4B）。对于一些受调节的蛋白质，肿瘤发生背景下的功能尚不清楚或依赖于背景。
HGG-IDHmut-B和HGG-IDHmut-A表现出肿瘤抑制因子和癌蛋白磷酸位点丰度的强烈改变，与1p/19q共缺失状态无关（图 4C）。例如，与HGG-IDHmut-A相比，细胞周期蛋白依赖性激酶CDK11B 上的 pT595 位点在HGG-IDHmut-B和 IDHwt中都很丰富，与总蛋白水平无关（图 4C）。这表明CDK11B活性升高是由于与CDK1中激活的pT161位点同源，与细胞周期进程相关并在各种癌症中发生了改变。这突出了HGG-IDHmut-A和HGG-IDHmut-B信号差异对癌症至关重要。
为了验证支持独立于1p/19q状态IDHmut神经胶质瘤代谢分层的主要分子标志，我们重新分析了三个最近的蛋白质组学数据集。在一个主要由IDHmut神经胶质瘤组成的研究数据集中，我们使用我们的数据集中的无偏层次聚类确定了等效的IDHmut-A和IDHmut-B亚型。值得注意的是，该数据集中的少量样本表明IDHmut-A/B也存在于WHO 2级神经胶质瘤中，并且它们之间的蛋白质组差异与WHO 3级神经胶质瘤的差异相同。第二项研究描述了IDHwt神经胶质瘤类似的代谢相关蛋白质组学分层为糖酵解和氧化磷酸化亚组。为了在更大的多组学神经胶质瘤数据集中进一步验证这种分层，我们整合了第三项研究，该研究也主要包括IDHwt胶质瘤。
与我们的研究高度一致的是，参与糖酵解、TCA循环、氧化磷酸化甚至全局蛋白质组的代谢蛋白在其他三项研究中的定量一致性很高（图 5A-5D）。在代谢类别中，TCA循环蛋白在研究中显示出最一致和定量一致的调节。
在多组学数据集中，我们的HGG-IDHmut-A（高氧化磷酸化）神经胶质瘤亚组对应于原神经样(nmf1)亚组（图 5A）。 我们的HGG-IDHmut-B（低氧化磷酸化）亚组与经典样(nmf3)神经胶质瘤亚组相关性最强，但也与间充质样(nmf2)亚组相关（图 5A）。
除了代谢变化外，研究之间的相似性还扩展到其他生物学途径，例如mRNA 剪接、RNA代谢、翻译、染色质动力学、DNA复制和富含胶原蛋白的ECM，这些途径在HGG-IDHmut-B和相应的亚组中得到丰富跨研究。相反，神经表型和线粒体蛋白HGG-IDHmut-A/proneural-like亚群中富集。此外，富含HGG-IDHmut-B的主要异常值和可能的癌症驱动因素CCAR1、YBX1和ERH在其他数据集中同样受到监管（图 5A）。
总而言之，我们发现IDHmut神经胶质瘤可以分为两种蛋白质组学亚型，它们具有不同的能量代谢，总体差异比1p/19q编码缺失引起的差异更大。有趣的是，这种分离出现在四项独立研究中，不仅独立于1p/19q，而且跨越IDHmut状态。
讨论
CNS肿瘤的分类长期以来仅基于组织学。近年来，新的分子方法显著改善了弥漫性胶质瘤的诊断和某些胶质瘤亚组的风险分层。在遗传和表观遗传层面，我们现在知道许多驱动突变和表观遗传概况，它们提供了有关这些恶性肿瘤出现的信息。
不幸的是，这些成功并没有显著反映在弥漫性高级别成人神经胶质瘤的治疗中。通常，根据普遍适用的STUPP和CATNON方案，伴随放化疗和6或12个周期的烷化剂替莫唑胺，成人恶性神经胶质瘤以相同的方式治疗超过15年，主要与分子特征无关。与其他恶性肿瘤（如乳腺癌、肺癌或结直肠癌）一样，这些疗法无法在提高生存率方面取得重大突破。迄今为止无法建立针对分子特征的靶向治疗，例如IDHmut或IDHmut和1p/19q编码缺失的神经胶质瘤。
因此，我们假设，除了已知的组织学-分子肿瘤分类（根据当前的WHO分类）之外，基于蛋白质组的方法可以揭示信号通路和代谢状态，从而为新的治疗策略铺平道路。
为此，我们对来自FFPE样本的成人型弥漫性高级（WHO 3级和4级）神经胶质瘤的蛋白质组和磷酸化蛋白质组进行了表征。IDHmut肿瘤的遗传亚型分为星形细胞瘤、IDHmut和少突胶质细胞瘤、IDHmut和1p/19q，根据当前的 WHO分类与肿瘤蛋白质组的微小差异相关（WHO中枢神经系统肿瘤分类，第五版）。在染色体位置1p和19q上编码的蛋白质的选择性丢失反映在蛋白质组中，尽管其程度低于IDHwt神经胶质瘤中染色体10蛋白质的丢失。同样，蛋白质组学数据显示1p/19q编码缺失与通过端粒途径的替代延长或端粒酶依赖性途径维持端粒的分子特征之间的预期关系。这些特征包括1p/19q完整神经胶质瘤中ATRX 的丢失，以及ATRX完整（1p/19q编码缺失）神经胶质瘤中端粒酶相关蛋白的高丰度。总体而言，蛋白质组学方法发现了与1p/19q编码缺失相关的预期特征。
然而，蛋白质组提出了独立于1p/19q编码缺失的IDHmut神经胶质瘤的替代亚分层。这种亚分层与线粒体DNA编码蛋白的丢失、线粒体呼吸链蛋白的丢失、整体不同的代谢特征、基底膜样ECM特征、不同的原癌基因和肿瘤抑制蛋白特征、翻译差异相关、RNA代谢、DNA复制和染色质动力学，以及磷酸化蛋白质组中的位点特异性差异。在该研究队列中，替代亚分层与患者性别、年龄、临床病程、辨别组织病理学特征或CNV改变无关。
早期1p/19q编码缺失的发生可能是癌症发展的关键点，而编码缺失和非编码缺失的神经胶质瘤都可以通过类似的机制进展。因此，我们基于蛋白质组的分类并不质疑1p/19q编码缺失作为神经胶质瘤发展的早期事件决定因素的一般相关性。然而，与更动态的蛋白质组相比，1p/19q状态可能不是随后癌症进展中当前状态的最合适标记。
本研究中的肿瘤蛋白质组显示出各种生物过程的扰动，特别是有氧/无氧能量代谢。蛋白质组学定义的HGG-IDHmut-B亚组中线粒体呼吸链蛋白的下调可以反映 Warburg效应，这有利于癌细胞中的厌氧代谢而非有氧代谢。值得注意的是，complex I受到的影响尤其大。复合物I的轻度功能障碍可以通过依赖ROS的AKT信号激活促进肿瘤进展。此外，我们数据集中呼吸链蛋白的丢失伴随着 ATPIF1上pS39磷酸化的协同丢失，TCA循环和糖酵解的重新布线酶谱，包括 HK1的缺失，这会促进小鼠异种移植模型中的糖酵解和恶性肿瘤。ATPIF1上S39磷酸化的缺失会促进从氧化磷酸化到糖酵解的代谢转变，并通过线粒体ROS在缺氧和癌症中产生进一步增殖和细胞死亡抗性。有趣的是，代谢重新布线和 CCAR1失调之间也可能存在联系。在肺癌中，升高的葡萄糖浓度诱导剪接因子 SRSF5通过CCAR1的选择性剪接促进癌症进展。在我们的数据集中，CCAR1是神经胶质瘤中呼吸链丢失的最大异常值，CCAR1的最佳相关蛋白是相关的 SRSF1。总的来说，我们的研究提供了丰富的蛋白质和磷酸盐资源，支持未来的作用机制和目标发现研究。
文献中越来越多的证据表明，高级神经胶质瘤显示出不同的代谢亚型，使用糖酵解（Warburg效应）或氧化磷酸化作为主要能源。我们研究的HGG-IDHmut-A和-B之间的蛋白质组差异惊人地相似，值得注意的是，在另外两项研究中，这些相似性扩展到独立定义的IDHwt亚型，包括全局蛋白质组和蛋白质代谢类别，包括糖酵解、TCA循环和氧化磷酸化。
源自CPTAC多组学神经胶质瘤研究的IDHwt数据集显示，我们研究的 HGG-IDHmut-A（高氧化磷酸化）对应于原神经样神经胶质瘤亚型，而HGG-IDHmut-B（低氧化磷酸化）最对应于经典但也相对较好地处理间充质样神经胶质瘤亚型。因此，我们队列中的HGG-IDHmut-B组可能包括间充质和经典表型样IDHmut神经胶质瘤，它们与原神经样IDHmut神经胶质瘤具有共同的强烈蛋白质组差异。
我们研究中IDHmut亚型之间蛋白质组差异的强烈相似性，与我们分析中出现的其他两项研究中IDHwt亚型之间的差异相比，表明该表型具有共同但尚未确定的分子机制，包括代谢差异跨IDH状态。神经胶质瘤的单细胞转录组分析表明，肿瘤由四种表型亚型的细胞组成，这些细胞在不同的整体成分中具有不同的代谢。内在（例如，遗传/表观遗传）因素可能导致这种多样性，而外在因素（例如，肿瘤微环境）可以选择对于某种细胞或整体肿瘤类型。基于单细胞表征的进一步研究，例如通过新兴的蛋白质组学方法，将有助于通过定义代谢和神经发育肿瘤细胞状态及其微环境来解决这些问题。
神经胶质瘤的代谢分层是一种对生存和治疗具有广泛影响的新兴方法。使用基于通路的转录组分类对包含300多个人类IDHwt胶质母细胞瘤样本的癌症基因组图谱队列进行重新分析表明，氧化磷酸化驱动的胶质瘤存活率更高。来自依赖氧化磷酸化的肿瘤的患者来源细胞是独一无二的对靶向线粒体的化合物敏感，包括抑制呼吸链复合物 I（二甲双胍）、抑制线粒体翻译（替加环素）和诱导线粒体氧化应激和细胞凋亡（甲萘醌）。同样，这些细胞也表现出对电离辐射的敏感性增加，电离辐射主要引起线粒体而不是核应激。同样，另一项研究筛选了抗癌药物对源自具有蛋白质组学特征代谢状态的IDHwt神经胶质瘤的患者来源细胞的疗效。在依赖糖酵解的神经胶质瘤细胞（tandutinib、crizotinib、olaparib和 AZD2014）或依赖氧化磷酸化的细胞（erismodegib和canertinib）中具有选择性细胞毒性。此外，IDHmut神经胶质瘤的蛋白质组学/代谢分层可能与其他已建立药物的治疗相关。例如，IDH1在HGG-IDHmut-B中比在HGG-IDHmut-A中的选择性更丰富，这与所有其他受调节的TCA循环蛋白的趋势相反，这可能是对IDH抑制剂（如艾伏西尼）的不同敏感性引起的，这样的结果对临床试验由好处。同样，二甲双胍作为一种神经胶质瘤药物正在讨论中，可能与替莫唑胺协同使用，并且在源自蛋白质组代谢分层神经胶质瘤的患者来源细胞的细胞模型中显示出不同的功效。总之，过去的研究强调代谢分层对神经胶质瘤精准医学的承诺，以及蛋白质组学在发现IDHwt神经胶质瘤示例的这种分层方面的力量。通过进一步牵连 IDHmut胶质瘤，我们的研究创建了独立于IDH状态的常见表型亚型的更大图景，我们相信这也将使 IDHmut胶质瘤患者受益，因为他们也可以使用未来的蛋白质组/代谢导向疗法。
本研究的局限性在于IDHmut样本数量较少（总共21个IDHmut组织样本）。三个文献数据集中的验证提供了额外的支持。三项研究中有两项的样本主要是 IDHwt，但第三项研究的样本主要是IDHmut。我们得出结论，IDHmut神经胶质瘤可分为类似于IDHwt的代谢和蛋白质组亚组。然而，这项研究并没有确定蛋白质组学/代谢状态和IDH突变状态是否是神经胶质瘤表型连续体的独立和正交分类器。或者，IDHwt和IDHmut中可能存在相似的代谢神经胶质瘤亚群。此外，驱动亚型分化的机制根本原因及其与（表观）基因组和肿瘤微环境的相互作用仍有待阐明。
在临床方面，需要更大和临床特征更好的研究集体将新的蛋白质组学/代谢亚组和已建立的IDH突变和1p/19q编码缺失状态整合到一个新的整体分类方案中，并评估这些特征对生存的预测能力和治疗反应。此外，需要前瞻性研究来评估高级别神经胶质瘤患者是否受益于代谢/蛋白质组学分层和精准抗癌药物和放疗的组合。
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36584682/
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