蛋白質(zhì)失衡以及細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）相互作用的異常是多種癌癥發(fā)生和發(fā)展的關(guān)鍵因素。癌變的特征是ECM與腫瘤細(xì)胞之間的相互作用發(fā)生改變。在HPV相關(guān)的病變和癌變中，例如宮頸癌，ECM結(jié)構(gòu)和功能的改變很常見(jiàn)。
為了對(duì)比健康女性和CIN3患者尿液蛋白質(zhì)圖譜的差異，斯洛伐克帕沃爾•約瑟夫•沙法里克大學(xué)Peter Bober團(tuán)隊(duì)采用MAILDI-TOF/MS結(jié)合LC-MS/MS技術(shù)對(duì)尿液樣本進(jìn)行無(wú)標(biāo)定量分析，并在《International Journal of Molecular Sciences》（IF=6.208）上發(fā)表研究成果《Differential Urinary Proteomic Analysis of High-Risk Cervical Intraepithelial Neoplasia》。研究表明：在CIN3患者中，ECM受體互作通路下調(diào)表達(dá)，包括13種蛋白（HSPG2, COL6A1, COL6A3, SPP1, THBS1, TNC, DAG1, FN1, COMP, GP6, VTN, SDC1, and CD44）。ECM受體互作通路蛋白質(zhì)水平降低可能導(dǎo)致細(xì)胞與ECM之間的相互作用發(fā)生紊亂，并且在宮頸癌的發(fā)生和進(jìn)展中起到重要作用。
研究者招募10名健康女性和10名CIN3患者，并采集她們的尿樣進(jìn)行檢測(cè)和分析。采用MALDI-TOF/MS和LC-MS/MS技術(shù)檢測(cè)所有樣品的質(zhì)譜，依靠SwissProt和Mascot數(shù)據(jù)庫(kù)用來(lái)對(duì)質(zhì)譜數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，使用Proline軟件將圖譜進(jìn)行匹配，從而在組間（健康對(duì)照組和CIN3組）進(jìn)行蛋白鑒定和無(wú)標(biāo)定量分析。此外，研究者利用GSEA軟件進(jìn)行基因集富集分析識(shí)別顯著富集的通路，其中信號(hào)通路的數(shù)據(jù)來(lái)源于KEGG。
研究表明：
1. 研究者利用遺傳算法（GA）、監(jiān)督性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（SNN）、快速分類(lèi)算法（QC）建立分類(lèi)模型。三種模型的交叉驗(yàn)證值和識(shí)別能力如下：
識(shí)別能力最高的GA模型中10個(gè)質(zhì)譜峰重合區(qū)域的m/z分別為：2050.8、 2200.6、2291.0、2618.7、3343.6、3377.6、3414.6、6525.5、15,514.5 和18,202.8。在健康對(duì)照組和CIN3組中的平均表達(dá)量存在差異的質(zhì)譜范圍被放大成如下A-D圖：
2. MALDI-TOF/MS的聚類(lèi)分析顯示：利用質(zhì)荷比2618.7(m/z)和質(zhì)荷比3010.0(m/z)的多肽/蛋白質(zhì)可以很好的對(duì)健康女性和CIN3患者進(jìn)行區(qū)分。其中質(zhì)荷比為2618.7(m/z)的多肽/蛋白質(zhì)ROC曲線(xiàn)的AUC面積為0.98。
3. 無(wú)標(biāo)定量分析顯示：在476種已鑒定的蛋白質(zhì)中，與健康對(duì)照組相比，CIN3組有48種蛋白質(zhì)發(fā)生顯著改變，其中40種蛋白的表達(dá)水平顯著下調(diào)，8種顯著上調(diào)。
4. 研究者通過(guò)基因集富集分析發(fā)現(xiàn)了在ECM受體互作通路中存在富集的基因集，熱圖展示了ECM受體互作通路下16個(gè)核心基因集在所有樣本中表達(dá)量的分布。
在ECM受體互作通路中一共有88種蛋白質(zhì)，在Pathview Web Server 中15種展現(xiàn)了調(diào)節(jié)變化。在CIN3組中，13種蛋白質(zhì)的表達(dá)被下調(diào)（HSPG2、COL6A1、COL6A3、SPP1、THBS1、TNC、DAG1、FN1、COMP、GP6、VTN、SDC1、CD44; log2 FC[-0.03—-1.48]），2種蛋白質(zhì)的表達(dá)被上調(diào)（TNXB、COL4A2; log2 FC[0.09—0.14]）。其中，HSPG2的變化是顯著的。
MALDI-TOF/MS 結(jié)果證實(shí)了健康對(duì)照組和 CIN3 組之間蛋白圖譜的差異，可作為有效區(qū)分健康女性和CIN3患者的工具。從ECM受體互作通路分析可以看出，ECM蛋白即HSPG2、COL6A1、COL6A3、SPP1、THBS1、TNC、DAG1、FN1、COMP、GP6、VTN、SDC1、CD44水平的降低，可能引起細(xì)胞與 ECM 相互作用的紊亂，在宮頸癌的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用。然而，還需要進(jìn)一步的研究來(lái)充分理解蛋白質(zhì)如何影響相關(guān)疾病中 ECM 的動(dòng)態(tài)平衡。
參考文獻(xiàn)：
1. Bober P, Tká?iková S, Talian I, Urdzík P, Toporcerová S, Sabo J. Differential Urinary Proteomic Analysis of High-Risk Cervical Intraepithelial Neoplasia. Int J Mol Sci. 2023 Jan 28;24(3):2531. doi: 10.3390/ijms24032531. PMID: 36768853; PMCID: PMC9916937.
