PNAS：普渡大学陶纬国教授团队发现144种新型癌症标志物

近日，普渡大学（Purdue University）宣布其生物化学系兼癌症研究中心的陶纬国教授团队做出了“突破性发现”。在一项发表于《PNAS》的研究中，陶教授的团队在血液中找到了一系列可以用来标志癌症存在的蛋白。研究人员表示，这项技术有望在未来减少甚至消除对癌症患者的侵入性检查。

▲普渡大学官网宣布陶纬国教授团队做出了突破性发现（图片来源：普渡大学）

为了寻找潜在的生物标志物，陶教授团队将目光投向了磷酸化的蛋白。目前，科学家们知道一些蛋白的磷酸化往往会导至癌症。可以想象，磷酸化蛋白也有望成为重要的癌症标志物。然而，想从血液中找到这些磷酸化蛋白却极为困难——肝脏会分泌磷酸酶，将血液中的这些蛋白“去磷酸化”。这让科学家们难以从血液中找到它们的蛛丝马迹。

但近年来，对于外泌体的研究使研究人员知道，这些囊泡能起到很好的保护作用，让囊泡内的物质免受蛋白酶或其他酶的影响。也就是说，如果研究人员能够分离出胞外的囊泡，就有望从中寻找到可以作为生物标志物的磷酸化蛋白。

陶教授的团队正是这么做的。他们征集了30名乳腺癌患者与6名健康人，并从她们体内提取了1毫升血液用于分析。在多级高速离心后，研究人员从血浆中分离出了微囊泡（microvesicles）与外泌体（exosomes）。这些被细胞分泌到血液中的囊泡起到了细胞间交流的作用，并可能与肿瘤的转移有关。因此，这些囊泡里可能有那些足以作为生物标志物的磷酸化蛋白。

▲研究示意图（图片来源：《PNAS》）

利用质谱，陶教授的团队在血液样品中找到了将近2400种磷酸化蛋白，其中有144种蛋白的水平在癌症患者中显著上升。这些蛋白有望成为生物标志物，用于后续的癌症诊断。

“外泌体与微囊泡等细胞外的囊泡被细胞膜包裹着。它们很稳定，这一点非常重要，” 陶纬国教授说：“我们使用的一些样本已经有了5年的历史，但我们仍然能从中鉴别出磷酸化蛋白来。这也表明它是一种能有效寻找到疾病生物标志物的方法。”

普渡大学癌症研究中心主任Timothy Ratliff教授对这项研究也有高度评价：“这些囊泡与外泌体会被所有的癌症细胞释放。因此，癌症组织释放的囊泡可能会形成一定的特征，或者不同癌症形成的特征各有不同，我们对此感到非常兴奋。癌症的早期诊断非常关键，它能显著降低疾病相关的死亡。”

▲陶纬国教授团队将继续推进这一研究到其他癌症领域（图片来源：普渡大学）

“癌症有许多种类，即便是同一种癌症，也有多种类型。因此寻找生物标志物一直不被看好，” 陶纬国教授说：“这项研究表明利用血液中的磷酸化蛋白，我们有能力检测和监控癌症。从这个角度上讲，这的确是个突破。”

未来，陶纬国教授的团队计划分析不同癌症类型内，各有哪些磷酸化蛋白的水平上升。这样，通过分析血液，就能助力诊断患者罹患有哪种癌症。

参考资料

[1] Breakthrough discovery may make blood test feasible for detecting cancer

[2] Phosphoproteins in extracellular vesicles as candidate markers for breast cancer

[3] 普渡大学官方网站