人類結腸癌蛋白質基因組學分析揭示出新的治療策略

在一項新的研究中，來自美國國家癌癥研究所、貝勒醫學院、太平洋西北國家實驗室、華盛頓大學、范德堡大學和得克薩斯大學衛生科學中心等研究機構的研究人員通過對來自患者的結腸癌組織產生的全部基因和蛋白的分析，對這種腫瘤有了更全面的認識，并指出新的癌癥生物學機制和可能的新治療策略。這項研究強烈支持對腫瘤組織的全面特征描述，并以此作為指導進一步研究的手段，以便開發早期的診斷策略和新的治療方法。相關研究結果發表在2019年5月2日的Cell期刊上，論文標題為“Proteogenomic Analysis of Human Colon Cancer Reveals New Therapeutic Opportunities”。論文通訊作者為貝勒醫學院分子與人類遺傳學教授Bing Zhang博士、太平洋西北國家實驗室的Tao Liu博士和Karin Rodland博士以及范德堡大學的Daniel Liebler博士。

論文共同通訊作者、貝勒醫學院分子與人類遺傳學教授Bing Zhang博士說，“這是首項研究對來自一組結腸癌患者的組織樣本（包括腫瘤組織和鄰近的正常組織）中的所有蛋白和基因進行分析。”

作為美國國家癌癥研究所臨床蛋白質組學腫瘤分析聯盟（National Cancer Institute Clinical Proteomic Tumor Analysis Consortium）的一部分，這些研究人員產生了基因組數據和蛋白質組數據，并對這些數據進行生物信息學分析。結果就是**構建出結腸癌腫瘤和鄰近正常組織產生的不同蛋白的系統目錄。

Zhang說，“我們不僅能夠證實之前描述的結腸癌分子標志物，而且還能夠發現腫瘤和正常組織產生的蛋白之間的新差異，這可能值得進一步研究。”

此外，這些研究人員還了解到，基因組學數據和蛋白質組學數據相互補充，從而使得科學家們能夠更好地了解結腸癌細胞內部的情況。

Zhang說，“一個例子是SOX9。我們的基因組數據集表明SOX9是一種腫瘤抑制基因，這是因為它經常在結腸癌中發生突變，這種方式表明這個基因編碼的蛋白的功能受到破壞，而且這種蛋白不會產生或者較少地產生。但是，當我們觀察蛋白質組學數據---癌癥組織中的真實蛋白---時，我們觀察到相反的結果；SOX9蛋白在這些腫瘤中非常豐富，超過正常水平。蛋白質組學數據因此挑戰了SOX9是腫瘤抑制基因的說法。”

進一步的生物信息學分析對基因組數據和蛋白質組學數據之間的這種矛盾和其他的明顯矛盾以及其他發現提出了可能的解釋。

Liu 說，“對基因的分析告訴我們可能會出現什么差錯。但是在分析蛋白之前，我們并不確切知道究竟出了什么問題。”作為這項研究的一部分，Liu及其團隊進行了結腸癌中最詳細的蛋白活性測量。

除了SOX9之外，Zhang和他的同事們還發現了其他有趣的新發現，這可能指導改善結腸癌治療的研究。比如，美國食品藥物管理局（FDA）已批準使用一種稱為DNA錯配修復缺陷的生物標志物來識別接受基于免疫檢查點抑制劑的免疫療法治療的候選患者。然而，只有一部分具有這種生物標志物的結腸癌患者對這種療法有反應。通過生物信息學分析，Zhang和他的同事們針對免疫療法為何不適用于所有存在DNA錯配修復缺陷的結腸癌發現了新的線索，這可能導致人們開發出新的治療方法。

Liebler說，“我們的數據揭示出一些結腸腫瘤中代謝酶與免疫細胞之間存在著令人吃驚的關系，這為改善免疫療法提供了新的機會。”

Zhang及其同事們在一種稱為LinkedOmics的網絡工具中提供了所有數據供人們訪問。LinkedOmics還為進一步探索這種數據集提供了計算工具。

Zhang說，“我們希望這種資源對想要研究結腸癌新方面的科學家們有用。”