腫瘤轉(zhuǎn)移一直是困擾癌癥治療的一大問題。5月2日，來自芝加哥大學的Ernst Lengyel研究團隊在頂級期刊Nature在線發(fā)表了題為“Proteomics reveals NNMT as a master metabolic regulator of cancer-associated fibroblasts”的研究。

研究人員利用蛋白質(zhì)組分析，找到了介導卵巢癌轉(zhuǎn)移的“幫兇”--- NNMT（nicotinamide N-methyltransferase），而該關(guān)鍵靶標蛋白有望成為抑制卵巢癌細胞轉(zhuǎn)移的干預靶點。

Proteomics reveals NNMT as a master metabolic regulator of cancer-associated fibroblasts

Nature   IF= 41.577

原文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1173-8

研究背景：

高級別漿液性卵巢癌(High-grade serous carcinoma, HGSC)一直存在預后效果差的問題，而早期的腹腔轉(zhuǎn)移更是其導致不良預后的首要因素。

以往，多篇組學文章描繪了卵巢癌的蛋白表達特征，然而還沒有文章進一步區(qū)分癌細胞與癌細胞周邊基質(zhì)的差別。HGSC組織具有高比例的基質(zhì)，鑒于基質(zhì)對腫瘤有支撐作用，并且基質(zhì)在腫瘤發(fā)展和轉(zhuǎn)移過程中與上皮共同進化。因此，系統(tǒng)性地對腫瘤及其周圍基質(zhì)進行分析，能夠幫助我們更深入地理解卵巢癌轉(zhuǎn)移機制。

研究方法：

采用激光捕獲顯微切割+高靈敏度蛋白質(zhì)組學，從11位HGSC病人石蠟包埋組織中提取了107個腫瘤組織與腫瘤周邊基質(zhì)，隨后進行蛋白質(zhì)組分析。

研究材料：

107個腫瘤組織、腫瘤周邊基質(zhì)；HGSC轉(zhuǎn)移的小鼠模型

研究結(jié)果：

1、蛋白質(zhì)組分析：揭示HGSC轉(zhuǎn)移特征、挑選潛在調(diào)控腫瘤轉(zhuǎn)移的因子

蛋白質(zhì)組分析共鑒定到6944個蛋白。在腫瘤組織中，鑒定到了幾個已知的HGSC的標志物（PAX8,MSLN,MUC16, EPCAM），而在基質(zhì)部分，則鑒定到一些成纖維細胞激活的標志物（collagens, vimentin, versican, tenascins，myosin）。進一步比較原發(fā)腫瘤和轉(zhuǎn)移腫瘤之間差異，研究人員發(fā)現(xiàn)了許多差異蛋白，且有許多是已報道的參與網(wǎng)膜轉(zhuǎn)移的蛋白。在對基質(zhì)組分的分析中，作者一共鑒定到62個蛋白顯著差異蛋白，通過差異篩選與文獻調(diào)研，研究人員最終選擇了一個參與表觀遺傳調(diào)控的蛋白----NNMT進行深入研究。

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圖1.腫瘤組織、周邊基質(zhì)的蛋白質(zhì)組學揭示了HGSC轉(zhuǎn)移的特征

2、驗證并探究NNMT功能：NNMT在腫瘤轉(zhuǎn)移基質(zhì)中高表達且調(diào)控CAF表型

NNMT是參與表觀遺傳調(diào)控的因子，其能通過影響組蛋白的甲基化來調(diào)控基因表達。為了驗證NNMT是否是腫瘤轉(zhuǎn)移的“幫兇”，研究人員首先利用免疫組化驗證了NNMT確實是在網(wǎng)膜轉(zhuǎn)移的腫瘤基質(zhì)中呈現(xiàn)高表達。

隨后，研究人員進一步研究NNMT對于調(diào)控CAF表型作用，以確定其在腫瘤轉(zhuǎn)移中發(fā)揮的功能。腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)成纖維細胞（cancer-associated fibroblast，CAF）是體內(nèi)產(chǎn)生的成纖維細胞，癌細胞可以劫持并利用它們來維持自己的生長和轉(zhuǎn)移。研究發(fā)現(xiàn)，在CAF中敲低NNMT會使細胞形態(tài)更加趨向于正常細胞。此外，NNMT不僅能調(diào)控膠原蛋白的收縮性，而且能調(diào)控上千種基因的表達，包括一些促癌細胞因子。

圖2. NNMT在腫瘤轉(zhuǎn)移基質(zhì)中高表達且調(diào)控CAF表型

3、NNMT的調(diào)控機制探究：NNMT 通過調(diào)控DNA和組蛋白的甲基化驅(qū)動CAF表型

隨后，結(jié)合以往報道的NNMT功能及深入機制探究，研究人員發(fā)現(xiàn)，NNMT通過降低DNA、RNA或者組蛋白的甲基化水平，改變基因表達水平，進而調(diào)控CAF的表型。

4、小鼠腫瘤轉(zhuǎn)移模型與臨床數(shù)據(jù)驗證：基質(zhì)的NNMT參與了腫瘤轉(zhuǎn)移進程并且與預后不良相關(guān)

最后，研究人員利用小鼠模型對該發(fā)現(xiàn)進行驗證。利用過表達NNMT細胞的培養(yǎng)基預處理的卵巢癌細胞后，將卵巢癌細胞接種到小鼠模型體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)其網(wǎng)膜轉(zhuǎn)移顯著高于對照組。相反，如果將NNMT敲低的細胞與HGSC細胞共同注射到小鼠體內(nèi)，腫瘤細胞的增殖和腫瘤大小則顯著降低。

此外，臨床數(shù)據(jù)的分析也驗證了這一結(jié)論。研究發(fā)現(xiàn)，基質(zhì)中NNMT高表達的病人生存期更短且預后更差，而在腫瘤組織中NNMT高表達的病人卻并沒有顯著差異。

圖4 基質(zhì)的NNMT參與了腫瘤轉(zhuǎn)移進程并且與預后差相關(guān)

5、結(jié)論

NNMT是維持CAF細胞表型的關(guān)鍵調(diào)控分子，其在卵巢癌的發(fā)生發(fā)展以及轉(zhuǎn)移過程中扮演重要角色。

小編總結(jié)：

本文是利用蛋白質(zhì)組研究腫瘤發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移的又一力作。在蛋白質(zhì)組學方面，中科新生命擁有豐富、全面蛋白質(zhì)組學產(chǎn)品及一站式服務(wù)：從常規(guī)蛋白質(zhì)組、全掃描蛋白質(zhì)組（DIA）、到PRM驗證，此外還有轉(zhuǎn)錄+蛋白、蛋白+代謝聯(lián)合分析，我們致力為您提供完整的解決方案。