乳腺癌的疾病分型多種多樣，其中三陰性乳腺癌（Triple-negative breast cancer，TNBC）因預(yù)后極差被稱(chēng)為“乳腺癌之王”，占所有乳腺癌的10-20%。其內(nèi)臟轉(zhuǎn)移發(fā)生率高，缺乏公認(rèn)的治療靶點(diǎn)，臨床治療是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

國(guó)家蛋白質(zhì)科學(xué)中心秦鈞教授、復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院乳腺外科邵志敏教授、國(guó)家蛋白質(zhì)科學(xué)中心朱偉民教授領(lǐng)銜團(tuán)隊(duì)在Cell Reports（IF=8.109）雜志上發(fā)表題為“Proteome-centric cross-omics characterization and integrated network analyses of triple-negative breast cancer”的研究成果，報(bào)告了一項(xiàng)對(duì)90例TNBC配對(duì)樣本在定量、磷酸化和DNA結(jié)合能力方面的全面蛋白質(zhì)組學(xué)研究，將其分為4個(gè)亞型（iP-1-4），每個(gè)亞型具有不同的分子和通路特征以及臨床結(jié)果，這為進(jìn)一步臨床探索和深入研究疾病的分子機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。

樣本策略：腫瘤組織和非癌鄰近組織

技術(shù)策略：LFQ蛋白組學(xué)、磷酸化蛋白組學(xué)

結(jié)果速遞

01TNBC的多組學(xué)數(shù)據(jù)總覽

研究人員對(duì)FUSCCTNBC隊(duì)列中收集患者的腫瘤和配對(duì)非癌鄰近組織（NAT）樣本進(jìn)行Label-free蛋白質(zhì)組學(xué)分析?。從82個(gè)腫瘤和66個(gè)配對(duì)NAT的全局蛋白質(zhì)組分析中獲得了7531個(gè)蛋白質(zhì)，從86個(gè)腫瘤和70個(gè)配對(duì)NAT的磷酸蛋白質(zhì)組分析中獲得了4194個(gè)蛋白質(zhì)上的20069個(gè)磷酸位點(diǎn)，catTFRE分析從74個(gè)腫瘤和57個(gè)配對(duì)NAT中獲得了2967個(gè)DBPs（DNA結(jié)合蛋白）。????

02TNBC個(gè)體蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)類(lèi)型的聚類(lèi)分析

使用蛋白質(zhì)和磷蛋白表達(dá)數(shù)據(jù)集進(jìn)行綜合聚類(lèi)分析，將腫瘤樣本被分為四個(gè)亞型（表示為iP-1-4），這些亞型在預(yù)后上表現(xiàn)出顯著差異。

GSVA富集分析顯示，每種亞型都有不同的富集途徑。在iP-1亞型中，高度富集的通路包括細(xì)胞周期、DNA復(fù)制和延伸、mRNA剪接，以及與E2F、MYC和BRCA相關(guān)的通路；其特征蛋白包括TOP2A、CSNK1A1和NAE1，提示iP-1亞型具有較強(qiáng)的增殖特性。亞型iP-2中發(fā)現(xiàn)其與氨基酸代謝，不良預(yù)后相關(guān)的上調(diào)AR靶點(diǎn)和共激活子DHCR24、ALCAM和FASN相關(guān)（圖2C）。iP-3亞型表現(xiàn)出免疫相關(guān)途徑的高度富集，包括炎癥、干擾素、細(xì)胞表面整合和TNF-a信號(hào)傳導(dǎo)途徑，表明該亞型中存在較強(qiáng)的免疫細(xì)胞浸潤(rùn)，CDS2和TNFAIP2作為信號(hào)蛋白存在于iP-3亞型中。亞型iP-4表現(xiàn)出可能參與腫瘤轉(zhuǎn)移的上調(diào)ECM、上皮間充質(zhì)和基質(zhì)過(guò)程，已鑒定的相關(guān)標(biāo)志蛋白包括CTSG、MMP2、SERPINA5。

iP-2亞型的不良預(yù)后與其特征性脂質(zhì)代謝途徑密切相關(guān)，尤其是脂肪酸合成途徑。iP-3亞型的特點(diǎn)是免疫過(guò)程高度富集。在iP-4亞型中，上皮間充質(zhì)通路中與腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)的分子聚集在一起。

03整合蛋白質(zhì)組學(xué)亞型的特征分析

激酶和轉(zhuǎn)錄因子（TF）是細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。為了研究TNBC不同蛋白質(zhì)組亞型中的激酶和TF調(diào)節(jié)子模式，我們使用磷酸蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)集研究了單樣本激酶活性。

在轉(zhuǎn)錄組中觀察到MAP2K4下調(diào)，但在蛋白質(zhì)組中顯著上調(diào)。通過(guò)其在DBP和/或磷酸蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)集中的表達(dá)水平交叉檢查推斷的TFs活性增加。因此，E2F1、CDC5L、HMGXB4、PHF5A、TFAM和UBP1在亞型iP-1中表現(xiàn)出更高的活性，可調(diào)節(jié)301個(gè)下游亞型iP-1信號(hào)中的175個(gè)。其中，已知E2F1介導(dǎo)多個(gè)cancer特征標(biāo)記過(guò)程，其靶基因產(chǎn)物CDK1、CDKN2A、TOP1、TOP2A和DNMT1，已知參與細(xì)胞周期、DNA修復(fù)和DNA甲基化過(guò)程，在亞型iP-1中被特異性上調(diào)。在亞型IP2中，發(fā)現(xiàn)AR和SREBF1的活性增加。SREBF1是AR的靶點(diǎn)，參與脂肪酸代謝。對(duì)于亞型iP-3，ARID3A和STAT家族（STAT1、STAT2和STAT5A）先前報(bào)道參與各種免疫相關(guān)過(guò)程，在蛋白質(zhì)組或磷酸蛋白質(zhì)組中顯示出較高的活性和表達(dá)水平。這些推斷的激酶和TF活性分析的結(jié)果與不同組學(xué)數(shù)據(jù)與在各自iCluster亞型中發(fā)現(xiàn)的特征性標(biāo)記蛋白和途徑一致。

04不同亞型藥物靶點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)

通過(guò)對(duì)TF主調(diào)控因子的檢測(cè)，文章發(fā)現(xiàn)NAE1是iP-1亞型的標(biāo)志性蛋白，受轉(zhuǎn)錄因子UBP1、TFAM、CDC5L和HMGXB4的調(diào)控，在該亞型中活性和表達(dá)水平升高。共表達(dá)分析表明，NAE1豐度與TF主調(diào)節(jié)蛋白UBP1和其他iP-1特征蛋白顯著相關(guān)，包括PFDN4、PTPRF、RFC2和MDC1。脂質(zhì)代謝途徑在iP-2中高度富集，其中SREBF1調(diào)節(jié)蛋白和脂肪酸代謝相關(guān)蛋白如FASN、HMGCS1和ACACA上調(diào)；激酶AKT1在蛋白質(zhì)組和磷酸蛋白質(zhì)組中均高度表達(dá)，并且從磷酸蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)集推斷，激酶活性增加。

結(jié)論：

文章利用蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)集以及同一隊(duì)列的基因組和轉(zhuǎn)錄組學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合分析，對(duì)疾病的層次和聚集分子過(guò)程的進(jìn)行了整體交叉組學(xué)的研究，描繪上游調(diào)節(jié)器和下游過(guò)程之間的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)。作者發(fā)現(xiàn)NAE1是iP-1亞型的潛在藥物靶點(diǎn)，AKT1/FASN等一系列脂肪酸代謝的關(guān)鍵分子是iP-2亞型的潛在靶點(diǎn)。這一結(jié)果揭示了TNBC背后的分子機(jī)制，并提出了分子靶點(diǎn)及其治療應(yīng)用關(guān)系的堅(jiān)實(shí)證據(jù)。