景杰編者按：荷蘭烏得勒支大學Shabaz Mohammed和Albert J.R. Heck研究團隊，最近在國際知名期刊Cell Reports上發表的文章，通過對人類健康和結直腸癌腫瘤的類器官進行定量蛋白組學和轉錄組學研究，發現每個病人在蛋白組水平上均具有獨特的類器官特征，表明個性化的病人類器官蛋白組表達譜可有助于病人的診斷和精準治療。景杰生物作為全球蛋白質及蛋白質修飾的領跑者，可以為您提供從組學篩選到抗體定制的全套方案，為您的科研助一臂之力。 
 
疾病在分子水平上非常復雜，而且與個體的身體狀況緊密相關，這就使得通過精準治療來優化臨床治療效果變得更加重要。最近發展起來的類器官技術可在三維的體外培養系統中模擬個體組織體內的特征。為了研究健康的和腫瘤的結直腸組織蛋白水平的變化情況，Shabaz Mohammed和Albert J.R. Heck研究團隊選取7個病人的結腸腫瘤和其附近的健康結腸用于類器官的制備，并利用質譜對類器官的蛋白組進行了分析。在每對（腫瘤-健康）類器官中，鑒定了約7600個蛋白，其中6340個蛋白能夠被定量。DNA損傷修復蛋白MSH3是復制后DNA錯配修復系統的成分，能夠維持基因組的穩定性。MSH3在病人7的腫瘤類器官中表達顯著下調，而在其他病人中表達量幾乎沒有變化。表明結直腸癌病人的蛋白表達具有多樣性。

 
通過對7例結直腸癌病人的類器官進行分析發現，78個蛋白在腫瘤類器官中上調，而227個蛋白下調。進一步分析發現，一些已報道的結直腸癌特有的蛋白PALM3和GPR56在本研究中被鑒定到了。而且本研究在類器官中鑒定的蛋白與TCGA數據庫中結直腸癌的數據高度吻合，這表明可以利用類器官進行相應疾病的研究，為精準醫療提供了新的思路。另外，轉錄組的數據顯示，23和122個轉錄本分別在腫瘤類器官中上調和下調。對7個病人健康和腫瘤組織的類器官的蛋白組數據和轉錄組數據進行聚類分析發現，盡管基因和蛋白的特征都能將腫瘤類器官與健康組織的類器官區分開，但是每個病人在蛋白水平具有獨特的類器官特征。 
 
對在蛋白組中鑒定的5320個蛋白，也獲得了其在轉錄水平的表達數據。通過對這些基因在蛋白水平和轉錄水平的變化倍數進行比較發現，只有22個基因在蛋白水平和轉錄水平有相似的變化。而且在這22個基因中只有STY7在兩個數據中均上調。

 
盡管Shabaz Mohammed和Albert J.R. Heck等觀察到病人的蛋白組表現出明顯的個性化特征，但還是可以從所有病人的蛋白組數據中提取一些腫瘤相關的特征，例如，可以關注結直腸癌中經常發生突變的Wnt信號途徑。通過比較發現，Wnt信號通路中的多個蛋白在腫瘤和健康組織類器官的蛋白組中發生了顯著變化。 
 
綜上，本研究進一步突出了類器官作為癌癥精準研究模式系統的潛力，證實了基于質譜技術的蛋白質組學在疾病研究中的可行性和優勢。 
 
參考文獻：Cristobal, A., H. W. van den Toorn, et al. (2017). "Personalized Proteome Profiles of Healthy and Tumor Human Colon Organoids Reveal Both Individual Diversity and Basic Features of Colorectal Cancer." Cell Rep 18(1): 263-274. 
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