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每日关键点：肿瘤活检组织，磷酸化蛋白质组学，精准医疗，PNAS
近年来，基于质谱的蛋白质组学技术越来越多地应用于肿瘤生物标志物以及药物靶标鉴定等研究方向，样品来源也非常广泛，包括细胞系、原代细胞、血清/血浆、手术切除的组织样品，甚至FFPE或者激光显微切割的组织样品等；而将肿瘤活检组织直接用于磷酸化蛋白质组学研究的文章几乎没有，今天小编将给大家分享一篇肝癌活检组织样本磷酸化蛋白质组学分析的文章，该文章发表于2016年PNAS（Dazert et al. |PNAS | 2016）。
1 肿瘤活检组织进行磷酸化蛋白质组学分析有哪些优势呢？
磷酸化修饰高度动态，相比于手术切除肿瘤组织，活检样本能够实现在治疗前后以及治疗进程中持续跟踪取样，实时动态地反应生物体的磷酸化信号通路变化；此外，活检组织创伤较小，不会引起切除组织的局部缺血或者血糖过低。
既然活检组织优势多多，为什么没能广泛地应用于修饰蛋白质组学研究呢？其关键问题在于活检组织样品量少（蛋白总量少），而磷酸化修饰丰度低，需要在肽段水平进行大规模富集，因此样品量成为活检组织应用的主要限制。
让我们先来看一下研究人员是如何解决这个问题的。
2 肿瘤活检组织磷酸化蛋白质组学方法建立与优化
经过方法学优化，基于尿素的蛋白质提取结合SCX分级以及TiO2富集磷酸化肽段是最高效的分析流程；研究人员先选择了一位遗传性血色病患者的肝活检组织样本进行了方法学评价，数据表明：该样品中提取总蛋白质1.4mg，鉴定到5200个蛋白质以及8500个磷酸化位点（来源于3000个磷酸化蛋白质），其中1800个定量蛋白质为蛋白质组和磷酸化蛋白质组学中所共有的。
结果证实基于super-SILAC的组学流程（Fig 1C）非常适用于肝活检组织的（磷酸化）蛋白质组学分析。
接下来就是本文的重中之重，基于该分析流程的临床应用---肝癌患者接受索拉非尼治疗前以及治疗过程中的活检样本磷酸化蛋白质组学定量分析。
3 索拉非尼治疗前及治疗过程中的磷酸化蛋白质组学定量分析
活检组织样本来源于一例62岁的男性肝癌患者，在其接受索拉非尼治疗的7周前以及治疗后的7.5周（Fig 2），分别获取原发肿瘤及非肿瘤对照组织的活检样本，按照上述流程同时进行蛋白质组学和磷酸化蛋白质组学定量分析；对照组织中鉴定到约3800个磷酸化位点（来源于1500个磷酸化蛋白质），肿瘤活检组织中鉴定到1000-2000个磷酸化位点（来源于500-1000个磷酸化蛋白质）（Fig 3）。
4 索拉非尼靶向治疗抗性的分子机理
通过对蛋白质组学和磷酸化蛋白质组学数据分析发现，索拉非尼能够抑制肿瘤细胞的MAPK信号通路，但不能抑制Rsk-2下游的信号途径，提示存在其它的代偿途径从而造成索拉非尼应答抗性（Fig 5A）；通路富集分析显示上皮细胞间充质转化及细胞粘附途径与肿瘤进展及索拉非尼抗性相关（Fig 6）。
5 研究亮点
最后，小编给大家简单总结一下本文的几个亮点，希望对科研小伙伴们的工作能有一定的帮助和启发：
1. 建立了活检组织样本磷酸化蛋白质组学定量分析方法；
2. 揭示了索拉非尼靶向治疗肝癌过程中肿瘤细胞抵抗的分子机理；
3. 首次在体内证实了索拉非尼的作用途径；
4. 该技术体系在临床生物标志物发现、药物作用靶点鉴定以及靶向治疗耐受机理研究中具有较大的应用潜能，有助于实现真正的精准医疗。
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