日本名古屋大學的研究人員領導的一項研究，成功地在高級別漿液性卵巢癌（HGSOC）來源的細胞外囊泡（EVs）中鑒定出三種以前未知的膜蛋白。該團隊利用一種獨特的技術，使用聚酮-包被的納米線（pNWs），成功地捕獲了EV蛋白質(zhì)，證明了他們的檢測方法在臨床上的實用性，并為該類型的卵巢癌識別潛在生物標志物做出了貢獻。該研究由名古屋大學醫(yī)學研究科的Akira Yokoi博士和高級研究所的Mayu Ukai博士領導，并在《Science Advances》雜志上發(fā)表了題為“通過聚酮-包被的納米線鑒定高級別漿液性卵巢癌特異性細胞外囊泡”的論文。研究團隊在論文中總結道：“總而言之，pNW通過HGSOC特異性標記物的檢測是一種有前景的臨床生物標志物平臺，并且這些發(fā)現(xiàn)提供了HGSOC患者細胞外囊泡的詳細蛋白質(zhì)組學方面的見解。”

作者指出，卵巢癌是一種高度致命的婦科癌癥，在全球婦女癌癥死亡的第七位，而且由于早期篩查的困難，大多數(shù)病例在晚期被診斷，此時的五年生存率不到45%。在不同的卵巢癌亞型中，高級別漿液性卵巢癌占約75%的病例，死亡率接近90%。研究人員指出：“迄今為止，尚未發(fā)現(xiàn)針對高級別漿液性卵巢癌的特異性和敏感的生物標志物，臨床診斷中最常用的CA125對卵巢癌的早期檢測并不有效。”

鑒于卵巢癌在早期階段很難識別，發(fā)現(xiàn)新的生物標志物對于該疾病的診斷至關重要。研究人員指出，一種檢測癌癥的方法是尋找EVs，特別是腫瘤細胞釋放的小型外泌體蛋白質(zhì)。他們解釋道：“癌細胞來源的EV具有獨特的蛋白質(zhì)譜，使它們成為潛在的疾病生物標志物的有前景目標。”

由于這些蛋白質(zhì)存在于癌細胞外，它們可以從血液、尿液和唾液等體液中分離出來。然而，體液中的EVs具有很大的異質(zhì)性，這限制了使用這些潛在生物標志物進行卵巢癌檢測，研究人員表示：“迄今為止，尚未鑒定出具有實際應用價值的高級別漿液性卵巢癌特異性EV蛋白標志物…由于EV蛋白質(zhì)組學的嚴格評估一直是該領域的一項重大挑戰(zhàn)，因此缺乏疾病特異性的EV標志物仍然普遍存在。”

在這項報道中，研究人員從HGSOC中提取了小型EV和中/大型EV，并使用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術對其進行蛋白質(zhì)分析。“首先，我們研究了EV的大小分布，并發(fā)現(xiàn)小型EV（sEVs）比中/大型EV（m/lEVs）更適合作為生物標志物的靶點，”作者們指出?！叭缓?，我們利用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（LC-MS/MS）進行了shotgun蛋白質(zhì)組學分析，揭示了每種EV大小類別之間的獨特蛋白質(zhì)譜，以及小型和大型EV之間的實質(zhì)性功能差異?！?/p>

該研究也面臨一些挑戰(zhàn)。“鑒定出的蛋白質(zhì)的驗證步驟很困難，因為我們在找到合適的靶點之前必須嘗試很多種抗體，”Yokoi博士說。“結果表明，小型和中/大型EV負載著明顯不同的分子。”

進一步的分析突出了可能代表潛在卵巢癌生物標志物的個體蛋白質(zhì)?！斑M一步的研究揭示了小型EV比中型和大型EV更適合作為生物標志物，”Yokoi補充道?！拔覀冊谂cHGSC相關的小型EV中鑒定出了FRα、Claudin-3和TACSTD2這三種膜蛋白?！?/p>

在確定候選生物標志物蛋白質(zhì)后，研究團隊著手確定是否能夠以一種方式捕獲EVs，從而能夠識別癌癥的存在。為此，納米線專家名古屋大學工程學研究科的Takao Yasui博士與日本科學技術振興機構的Yasuhide Inokuma博士合作，開發(fā)了聚酮鏈包被的納米線（pNWs）。這種技術非常適合從血液樣本中分離外泌體。

Yokoi博士表示：“制造pNW非常困難。我們必須在納米線上嘗試了3到4種不同的涂層。盡管聚酮是一種完全新的材料用于包被這種類型的納米線，但最終它們非常適合。”

為了測試pNW平臺的臨床應用性，研究人員使用它從HGSOC患者的腹水樣本和非癌癥患者中提取了小型EV。在卵巢癌中，腹水是幾乎所有病例中在腹腔積聚的重要異常體液，尤其在HGSOC患者中如此，他們解釋道。然后進一步分析了腹水樣本中的小型EV。“通過使用單粒子成像測量（ExoView）對通過pNW純化的腹水小型EV進行了檢測?！苯Y果確認，在許多HGSOC患者中，含有FRα、Claudin-3或TACSTD2的小型EV濃度很高。研究團隊在結論中寫道：“我們的pNW-ExoView平臺揭示了從HGSOC患者腹水中獲得的FRα/Claudin-3/TACSTD2特異性增加的小型EV的存在，這些可以作為HGSOC生物標志物有用?！?/p>

Yokoi補充道：“我們的研究結果表明，這三種已鑒定的蛋白質(zhì)對于HGSC非常有用作為生物標志物。這項研究的結果表明，這些診斷生物標志物可以用作特定療法的預測標志物。我們的研究結果使醫(yī)生能夠優(yōu)化卵巢癌的治療策略，因此它們可能有助于實現(xiàn)個體化醫(yī)學?！?/p>

在他們的報告中，作者總結道：“pNW平臺非常適合臨床應用，并且可以有助于使基于EV的診斷變得簡單。在循環(huán)體液中，基于pNW的應用程序有廣泛的潛力，可以分離出進一步特定的EV?！?/p>

編輯：王洪

排版：李麗