頭頸部腫瘤（Head and Neck Cancer）主要包括口腔癌、鼻咽癌、口咽癌、喉癌和下咽癌等，是世界第7大腫瘤。IARC最/新統計數據指出，2020年全球新發878,348例，死亡444,347例。
本期吉凱基因應相關研究者的要求，整理了近兩年來基于蛋白質組學進行頭頸部腫瘤研究的研究案例，供研究者設計實驗方案參考，備戰國自然。由于頭頸部腫瘤中的口腔癌和鼻咽癌發病率相對較低，且受無法利用原位腫瘤動物移植模型以及原發腫瘤動物模型進行研究影響，關于這兩類腫瘤研究的文獻數量也相對較少，但在我們搜索到的有限的基礎研究的文獻中，不乏高水平蛋白質組學研究。蛋白質組學作為高效的高通量篩選技術，在這兩個腫瘤的基礎研究中，主要用于廣泛地表征疾病特征、分析差異蛋白、發現疾病靶標和生物標志物等。如果想獲取文獻原文，請聯系吉凱客服（微信號: jikaikefu）哦~~
01. 初級版方案
特點：基于臨床樣本和病理信息，以組學數據為核心結果，無細胞/動物水平上的功能驗證實驗。
特點：基于臨床樣本和病理信息，以組學數據為核心結果，無細胞/動物水平上的功能驗證實驗。
案例一
Proteomic Alterations Associated with Oral Cancer Patients with Tobacco Using Habits
不同煙草使用習慣的口腔癌患者的蛋白質組變化
期刊：OMICS-A JOURNAL OF INTEGRATIVE BIOLOGY
影響因子：3.987
單位：印度生物信息研究所
發表時間：2022年
研究思路概述：
1. 口腔癌組織和癌旁組織蛋白質組學
（1）咀嚼煙草的口腔癌患者4人
（2）抽煙的口腔癌患者4人
（3）無煙草和酒精使用的口腔癌患者4人
2. 差異蛋白比較
（1）咀嚼煙草的癌組織vs. 癌旁組織
（2）抽煙的癌組織vs. 癌旁組織
（3）無煙草和酒精使用的癌組織vs. 癌旁組織
3. 差異蛋白的功能和通路分析
研究結果：
研究者對不同煙草使用習慣的口腔癌患者的癌組織和癌旁組織進行了蛋白質組學檢測和比較分析。吸煙的口腔癌患者的癌組織中存在膠原形成和抗原加工/提呈途徑的失調。咀嚼煙草的口腔癌患者癌和癌旁組織相比的差異蛋白富集在角質化相關通路。此外，在三個隊列中均發現了參與免疫途徑的蛋白質過表達以及肌肉收縮信號事件的下調?？傮w，本研究分析了不同煙草暴露情況下口腔癌患者癌組織與癌旁組織的差異蛋白，將幫助我們從不同煙草使用習慣的人群中識別口腔癌發展的高風險患者。
案例二
Novel Plasma Proteomic Biomarkers for Early Identification of Induction Chemotherapy Beneficiaries in Locoregionally Advanced Nasopharyngeal Carcinoma
血漿蛋白質組學鑒定局地晚期鼻咽癌（LA-NPC）誘導化療的早期受益蛋白標志物
期刊：Frontiers in Oncology
影響因子：5.738
單位：汕頭大學醫學院粵北人民醫院
發表時間：2022
研究路線概述：
1. 血漿DIA蛋白質組學（血漿進行去高豐度蛋白處理）
（1）誘導化療治理前（64）
（2）誘導化療治療后（64，其中34個治療有效EFF和34個治療無效NEFF）
（3）健康個體（50）
2. 差異蛋白分析
（1）局地晚期鼻咽癌vs.健康個體
（2）治療有效患者治療前vs.治療無效患者治療前
（3）治療有效患者治療前vs.治療有效患者治療后
（4）治療有效患者治療后vs.治療無效患者治療后
3. 差異蛋白功能分析；
4. 治療前血漿蛋白與臨床特征的關聯；
5. 治療前血漿蛋白與誘導化療受益的關聯；
6.分析誘導化療受益的預測性生物標志物。
研究結果：
與健康個體相比，在患者血漿中發現1027個差異表達蛋白（DEP）。治療前的血漿蛋白中，治療有效和治療無效組間有463個DEP。治療有效的患者在治療前后有1212個DEP。治療后的血漿蛋白質組學相比，治療有效和治療無效組間有276個DEP。WCCNA分析鑒定了與臨床特征相關的9種蛋白質共表達模塊。差異蛋白的功能富集分析表明，這些差異蛋白可以通過免疫、補體途徑、凝血、氨基葡萄糖和絲氨酸途徑發揮作用。有4個蛋白質在所有組比較中都差異表達，它們分別是PON1、IGFBP-3、v-kappa-3和DDX55，且與臨床特征或臨床益處有關。這4個蛋白質構成的組合模型在診斷LA-NPC、確定潛在誘導化療（IC）受益者、評估IC治療響應和區分IC治療有效與否的ROC AUC分別為0.92、0.95、0.97和0.94，呈現出了良好的蛋白標志物作用。
02. 中級版方案
特點：基于腫瘤細胞，以組學為切入口找新基因，在細胞/動物水平上進行功能驗證實驗。
案例一
CRISPR/Cas9 genome-wide screening identifies LUC7L2 that promotes radioresistance via autophagy in nasopharyngeal carcinoma cells
LUC7L2通過自噬促進鼻咽癌（NPC）細胞的放射抗性
期刊：Cell Death Discovery
影響因子：7.109
單位：中南大學湘雅醫院
發表時間：2021
研究路線概述：
1. 接受人全基因CRISPR敲除庫的NPC放射抗性細胞系 CNE2IR培養后分別接受或不接受電離輻射（IR）處理。與IR處理組相比，無IR組中有10個基因表現出顯著變化的拷貝數改變；
2. 基于蛋白質組學（放射抗性CNE2IR vs.原癌細胞CNE2）分析上述提到的10個基因是否有蛋白表達的改變，鎖定蛋白上調倍數最大的LUC7L2作為后續研究對象；
3. 驗證CNE2IR 中LUC7L2的表達；
4. 分別在CNE2細胞中過表達LUC7L2、在IR抗性細胞系中敲低LUC7L2，檢測IR處理下細胞的生存情況；
5. 分析LUC7L2與鼻咽癌患者生存之間的關系；
6. CO-IP 檢測LUC7L2 與一個自噬相關蛋白SQSTM1結合；
7. 檢測干擾LUC7L2后NPC放射抗性細胞系CNE2IR的自噬流變化；
8. 檢測干擾LUC7L2后NPC放射抗性細胞系CNE2IR在自噬抑制劑處理情況下細胞生存的變化。
研究結果：
在本研究中，作者首先通過CRISPR/Cas9敲除庫的高通量篩選和定量蛋白質組學方法鑒定了一個候選的輻射抗性相關基因LUC7L2。在鼻咽癌細胞中過表達LUC7L2可促進電離輻射（IR）后的細胞活力，而敲除LUC7L2顯著減慢DNA復制和損害細胞生存，使鼻咽癌耐輻射細胞對IR敏感。機制上，作者發現自噬受體SQSTM1是LUC7L2的潛在結合蛋白。在鼻咽癌抗輻射細胞中下調LUC7L2可導致SQSTM1表達減少、自噬水平增強。此外，自噬抑制劑氯喹（CQ）抑制LUC7L2，導致更多的鼻咽癌耐輻射細胞死亡。結合臨床信息，作者發現LUC7L2明顯分布于鼻咽癌組織中，高表達的LUC7L2與鼻咽癌患者的較短生存期相關。總體，作者的數據表明，LUC7L2在鼻咽癌細胞的放射抗性調節中起著重要作用，并有望成為鼻咽癌放療再敏感的治療靶點。
案例二
RRBP1 rewires cisplatin resistance in oral squamous cell carcinoma by regulating Hippo pathway
RRBP1通過調控Hippo途徑介導口腔鱗狀細胞癌的順鉑抗性。
期刊：British Journal of Cancer
影響因子：9.075
單位：印度生命科學研究所
發表時間：2021年
研究思路概述：
1. 構建順鉑抗性的口腔鱗狀細胞癌（OSCC）細胞；
2. 蛋白質組學和轉錄組RNA測序檢測順鉑抗性細胞中的失調蛋白/基因：
（1）蛋白質組學樣本分組：H357CisS（順鉑敏感，n=2）vs. H357CisR4M（順鉑抗性早期，n=3） vs. H357CisR8M（順鉑抗性后期，n=3）；
（2）轉錄組RNA測序樣本分組：H357CisS（順鉑敏感，n=2）vs. H357CisR4M（順鉑抗性早期，n=2）vs. H357CisR8M（順鉑抗性后期，n=2）。
3. 差異蛋白/基因分析及比較：找到一個在兩個組學的順鉑抗性細胞中均上調的基因RRBP1；
4. 驗證RRBP1表達水平：檢測順鉑抗性細胞、順鉑治療響應者和未響應者組織中的RRBP1的表達；
5. 驗證RRBP1功能：在順鉑抗性的癌細胞中敲低RRBP1檢測癌細胞的順鉑耐藥性；
6. RRBP1在順鉑耐藥細胞中的調控機制分析：
（1）IPA分析發現順鉑耐藥細胞存在Hippo信號通路的高度下調
（2）轉錄組RNA測序檢測干擾RRBP1的順鉑耐藥癌細胞中的基因變化
（3）兩套轉錄組RNA測序結果比較發現在順鉑敏感癌細胞和RRBP1敲除的順鉑抗性癌細胞中Hippo信號通路中的YAP1蛋白靶基因CCN1和CCN2均下調
（4）檢測順鉑抗性癌細胞中RRBP1對YAP1的調控
7. 驗證RRBP1藥靶可能性：
（1）檢測RRBP1抑制劑是否可以恢復順鉑誘導的順鉑抗性OSCC細胞的死亡
（2）檢測RRBP1敲除對化療抗性PDX模型中細胞凋亡的影響
研究結果：
研究者通過分析順鉑抗性和敏感的口腔鱗狀細胞癌（OSCC）細胞的蛋白質組和轉錄組變化，鎖定RRBP1是在順鉑耐藥早期和后期高表達的基因。與化療響應腫瘤相比，在化療非響應的腫瘤中普遍存在RRBP1的上調?；颍ㄇ贸┗蛩幚韺W（Radezolid，RRBP1抑制劑）抑制RRBP1能恢復化療抗性的OSCC中順鉑誘導的細胞死亡。機制上，RRBP1通過調節Hippo通路中的關鍵蛋白YAP1來誘導化療抗性。化療抗性PDX模型中，RRBP1敲除可誘導順鉑介導的細胞死亡，顯著降低腫瘤負荷。總體來說，本研究表明RRBP1是OSCC順鉑抗性的主要驅動因子；RRBP1通過調控Hippo通路中的YAP1介導順鉑抗性；靶向RRBP1的治療可以逆轉OSCC的順鉑抗性。
03. 高級版方案
特點：基于臨床樣本和病理信息，以組學為切入口找新基因，同時在細胞和動物水平上進行功能驗證實驗。
案 例
NUPR1 promotes the proliferation and metastasis of oral squamous cell carcinoma cells by activating TFE3-dependent autophagy
FFPE蛋白質組學發現的NUPR1通過激活TFE3依賴的自噬途徑促進口腔鱗狀細胞癌的增殖和轉移
期刊：Signal Transduction and Targeted Therapy
影響因子：38.104
單位：上海交通大學附屬第九人民醫院等單位
發表時間：2022年
研究思路概述：
研究結果：
研究者通過FFPE蛋白質組學和分析發現NUPR1是在有淋巴結轉移的口腔鱗狀細胞癌患者中顯著高表達的蛋白，該蛋白與OSCC轉移和不良預后呈正相關。NUPR1敲低能顯著OSCC細胞系的增殖和轉移。后續機制實驗表明NUPR1敲低誘導癌細胞自噬流損傷，且是通過影響溶酶體功能障礙而非其他關鍵的自噬步驟。最后，研究者進一步確認，在OSCC進展過程中，NUPR1通過增加TFE3啟動子活性和激活TFE3轉錄來維持自噬流?？傮w，本研究拓寬了關于NUPR1-TFE3依賴的自噬在OSCC進展中的潛在治療靶點的新見解。
詳細文章解析請戳：IF18！以蛋白質組為突破口，國內上海交大等合作團隊揭示自噬參與的促癌機制
吉凱基因憑借多年在靶標篩選及驗證服務領域的技術積累，建立的標準化 、工程化 、系統化的GRP平臺，為中國研究型醫生提供科研服務，加快科研成果轉化。其中，多組學平臺包含蛋白質組學平臺和高通量測序平臺：
·蛋白質組學平臺擁有多臺timsTOF Pro、Exploris 480高精度質譜儀，專業的Spectronaut Plusar、Mascot等分析軟件，提供專業的4D、DIA、TMT、PRM、磷酸化修飾組、olink蛋白質組等檢測服務，強大的機器學習算法、IPA分析、蛋白基因組分析服務，系統的生物標志物、分子分型、藥物靶點、基因功能研究等解決方案，真正讓廣大研究型醫生的科研工作更省心、更省力、更高效；
·高通量測序平臺分為常規測序服務和單細胞測序服務：單細胞測序擁有10x和BD兩個平臺，提供單細胞RNA-seq、單細胞核測序、單細胞混樣RNA-seq、單細胞TCR/BCR、單細胞（RNA+ATAC）、空間轉錄組測序等服務；常規測序服務提供meRIP-seq（m6A/m1A/m7G/m5C 等RNA甲基化修飾測序）、acRIP-seq（ac4C RNA乙?；揎棞y序）、ATAC-seq、Ribo-seq（翻譯組測序） 、mRNA/miRNA/LncRNA/circRNA-seq、全轉錄組測序（兩文庫/三文庫）、外泌體miRNA/LncRNA-seq、WGS/WES、WGBS、RRBS、BSAS等服務