蛋白质组学揭示癌症脆弱性：从药物靶点到代谢调控 MDPI Proteomes。期刊名：Proteomes

　　 期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/proteomes

　　 癌症的发生发展涉及多个分子层面的异常。本期三篇文章，分别从药物靶点全景解析、p53非依赖性蛋白复合物功能、以及白血病细胞代谢调控三个角度，展示蛋白质组学在癌症研究中的应用。

　　 一、米托蒽醌在BRCA1缺陷卵巢癌中的蛋白质组全景

　　 Surveying the Proteome-Wide Landscape of Mitoxantrone and Examining Drug Sensitivity in BRCA1-Deficient Ovarian Cancer Using Quantitative Proteomics

　　 利用定量蛋白质组学技术对米托蒽醌的蛋白质组层面进行研究，并评估BRCA1缺陷卵巢癌的药物敏感性

　　 http://www.mdpi.com/2227-7382/13/4/61

　　 研究背景

　　 米托蒽醌（MX）是一种常用于治疗多种癌症的化疗药物。尽管其在临床上已有较长的使用历史，但近期研究仍在不断揭示其新的蛋白靶点。这些靶点可能有助于理解药物的细胞毒性效应，以及在同源重组（HR）缺陷癌症中的非经典抗肿瘤活性。更好地理解MX的细胞靶点，对于全面认识治疗的分子后果和解读MX在HR缺陷癌症中的敏感性具有重要意义。

　　 研究方法

　　 本研究使用HR缺陷的BRCA1突变UWB1.289（BRCA1−）卵巢癌细胞，评估MX的活性，并采用串联质谱标签（TMT）标记的定量蛋白质组学和化学蛋白质组学技术，分析MX的结合谱。亲和纯化实验使用生物素化的米托蒽醌探针（MXP）和无化合物对照分子（MXP-NC）。

　　 关键发现

　　 质谱分析显示，MX处理BRCA1−UWB1.289细胞后，细胞提取物中参与维持基因组稳定性的通路（包括单链退火，SSA）出现特异性下调。同时，BRCA1−细胞中参与核糖体生物发生和RNA加工的蛋白显著上调。使用MXP探针的亲和纯化实验进一步证实了这些发现，结果显示MX靶向大量参与基因组维持和RNA加工的蛋白。

　　 研究意义

　　 本研究表明，经典与非经典MX抗肿瘤活性的相互作用共同作用于BRCA1−UWB1.289细胞。该研究还表征了MX的靶点全景，为理解MX在HR缺陷癌症中的脱靶效应和作用机制提供了见解。

　　 图文摘要

　　 二、p53非依赖性Mdm2-MdmX复合物的功能解析

　　 Analysis of p53-Independent Functions of the Mdm2-MdmX Complex Using Data-Independent Acquisition-Based Profiling

　　 基于数据非依赖性采集技术分析Mdm2-MdmX复合物的p53非依赖功能

　　 https://www.mdpi.com/2227-7382/13/2/18

　　 研究背景

　　 Mdm2和MdmX形成E3连接酶复合物，其最深入研究的功能是负调控肿瘤抑制因子p53。然而，该复合物也以p53非依赖性的方式与许多其他蛋白相互作用。本研究利用数据非依赖性采集（DIA）蛋白质组学技术，在p53缺失的人类非小细胞肺癌细胞系（H1299）中研究了Mdm2和MdmX的生物学功能。

　　 研究方法

　　 使用小分子药物MEL23（抑制Mdm2/MdmX E3连接酶活性）和siRNA技术（分别敲低Mdm2或MdmX），在p53缺失的H1299细胞中调控Mdm2/MdmX活性。通过DIA蛋白质组学分析鉴定差异表达蛋白，并进行基因本体论和通路富集分析。通过免疫印迹和qPCR验证潜在靶点，并通过免疫共沉淀验证新相互作用伙伴。

　　 关键发现

　　 三种处理方式（MEL23处理、siMdm2、siMdmX）均导致蛋白质组发生改变。蛋白本体和功能分析揭示了受Mdm2-MdmX复合物调控影响的通路。通过比较三组样本，获得了关于这些功能如何依赖于复合物活性的见解。在三种处理中均发现四个共同差异蛋白，其中之一是HMCS1_HUMAN（HMGCS1，羟甲基戊二酰辅酶A合成酶），在MEL23处理和siRNA敲低后均上调。免疫共沉淀证实HMCS1_HUMAN是Mdm2的新结合伙伴，且其mRNA水平在Mdm2敲低后无显著变化，提示Mdm2-MdmX复合物在蛋白水平而非RNA水平调控HMCS1_HUMAN。

　　 研究意义

　　 本研究鉴定出受Mdm2-MdmX活性修饰影响的通路和生物学过程，这些过程未见与p53相关，支持该复合物以p53非依赖性方式参与细胞功能的观点。在肺腺癌细胞中发现了Mdm2的新结合伙伴HMCS1_HUMAN。

　　 图1：研究设计示意图.

　　 三、急性髓系白血病细胞与正常CD34+细胞的蛋白质组比较

　　 Proteomic Comparison of Acute Myeloid Leukemia Cells and Normal CD34+ Bone Marrow Cells: Studies of Leukemia Cell Differentiation and Regulation of Iron Metabolism/Ferroptosis

　　 急性髓系白血病细胞与正常CD34+骨髓细胞的蛋白质组学比较：白血病细胞分化和铁代谢/铁凋亡调控的研究

　　 https://www.mdpi.com/2227-7382/13/1/11

　　 研究背景

　　 急性髓系白血病（AML）是一种侵袭性骨髓恶性肿瘤。本研究比较了50例初诊AML患者与正常CD34+骨髓细胞的蛋白质组谱，重点关注白血病细胞分化和铁代谢/铁死亡调控。

　　 研究方法

　　 对50例初诊AML患者和8例健康对照的正常CD34+骨髓细胞进行基于液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）的定量蛋白质组学和磷酸蛋白质组学分析，采用无标定量（LFQ）方法。

　　 关键发现

　　 比较所有AML细胞与正常CD34+细胞，鉴定出121个差异丰度蛋白（差异≥2倍），包括多个中性粒细胞分化标志物（如TLR2、整合素ITGM和ITGX、以及下游介质S100A8、S100A9、S100A22）。然而，这些蛋白的表达在患者间存在差异。其中28例患者子集表现为长期无AML生存期延长、髓系AML细胞分化迹象和有利的遗传异常。两组患者子集在16个差异丰度蛋白的磷酸化水平上也存在差异。

　　 基于16个参与铁代谢/铁死亡调控的蛋白进行分类，在预后较差的患者中鉴定出一个遗传异质性但预后极差（原发性耐药/复发死亡）的子集，其铁代谢/铁死亡蛋白谱与正常CD34+细胞相似。

　　 研究意义

　　 本研究表明，AML细胞与正常CD34+细胞的蛋白质组谱存在差异；特别是反映分化和铁代谢/铁死亡调控的蛋白质组差异，与强化常规治疗后复发风险相关。

　　 图文摘要

　　 四．小结

　　 三篇文章从不同角度展示了蛋白质组学在癌症研究中的应用：

　　 •药物靶点全景解析：揭示米托蒽醌在BRCA1缺陷卵巢癌细胞中的靶点图谱，发现其对基因组维持和RNA加工通路的双重影响

　　 •p53非依赖性功能：发现Mdm2-MdmX复合物在p53缺失细胞中的新结合伙伴HMCS1_HUMAN，扩展了对该复合物生物学功能的认识

　　 •代谢与预后关联：揭示急性髓系白血病细胞与正常CD34+细胞的蛋白质组差异，发现铁代谢/铁死亡调控蛋白谱与患者预后相关

　　 三篇文章共同表明：蛋白质组学不仅能够解析药物的分子靶点，还能发现新的蛋白相互作用、揭示与患者预后相关的代谢特征，为癌症治疗策略的优化提供依据。

　　 Proteomes 期刊介绍

　　 主编：Jens R. Coorssen, Brock University, Canada; Matthew P. Padula, The University of Technology Sydney, Australia

　　 期刊专注于蛋白质组分析的各个方面，特别关注蛋白质组在蛋白质形式（proteoforms）、功能性生物学单元以及标准氨基酸序列水平上的定量和表征。目前已被Scopus、ESCI (Web of Science)、PubMed等数据库收录。

　　 2024 Impact Factor: 3.6

　　 2025 CiteScore: 6.4

　　 Time to First Decision: 28.6 Days

　　 Acceptance to Publication: 5.6 Days

　　
来源：Proteomes