蛋白质芯片-经典案例-不朽情缘

不朽情缘

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蛋白质芯片

肿瘤相关成纤维细胞通过旁分泌信号调节肺癌干细胞的可塑性^[1]

Cancer-associated fibroblasts regulate the plasticity of lung cancer stemness via paracrine signaling

期刊：Nature Communications
影响因子：12.12
发表单位：国立台湾大学医学院肿瘤研究所
发表时间：2014 年 3 月

一、研究背景

目前一般认为肿瘤的发生来源于肿瘤干细胞，但是其机制并不是很明确。本文以肺癌干细胞（CLS1）为研究对象，研究了肿瘤相关成纤维细胞（CAFs）对于肿瘤干细胞（CSC）的作用机制。

CAFS与CLSI共培
养细胞和动物水平
验证蛋白水平验证
统计学分析

病人体内提取
CAFS.A549和
EKVX细胞系分别与
CAFS共培养

细胞形态学
RT-PCR.肺癌小鼠
模型

4,000个靶点的蛋白
质芯片筛选

T检验,方差分析
非参数U检验
Spearman 秩检验
K-M生存分析

二、研究结果

1. CAFs 与干细胞共培养后，肺癌干细胞的生长能力增强，干细胞相关基因 Oct3/4，Nanog表达增高，并且小鼠模型中肿瘤进展更迅速，说明 CAFs 保持了肿瘤干细胞的干性和高致癌性。
2. 4,000个靶点的蛋白芯片检测细胞上清的细胞因子表达水平，结果揭示肿瘤干细胞的生长及干性是由 CAFs 旁分泌 IGF-II/IGF1R/Nanog 信号通路来调控的。

参考文献

本论文通过 CAFs 与 CSCs 共培养，论证了 CAFs 通过旁分泌 IGF-II/IGF1R/Nanog 通路，促使 CSCs 去分化和保持干细胞特性。利用蛋白质芯片的广泛筛选，研究 CAFs 存在的情况下肿瘤干细胞 IGF1R 信号通路激活，CAFs 表达 IGF-II 诱导 Nanog 表达促进了细胞的干性。

通过系统鉴定砷结合蛋白证明己糖激酶 -2 被砷抑制^[2]

Systematic identification of arsenic-binding proteins reveals that hexokinase-2 is inhibited by arsenic

期刊：PNAS
影响因子：9.41
发表单位：上海交通大学系统生物医学中心
发表时间：2015 年 12 月

一、研究背景

砷在治疗急性早幼粒细胞白血病中有非常好的疗效，对很多其他肿瘤也有重要的治疗前景。但是其广泛的抗癌作用机制尚不明确。本文通过蛋白质芯片鉴定了特异性结合砷的蛋白质，发现 HK-2 是其中的主要靶点。

蛋白芯片筛选HK-2
与砷体外结合实验
动物实验代谢组学
质谱检测

含有16,368个蛋白
的蛋白质芯片与砷
进行解育，发现糖酵
解通路相关的蛋白
与砷结合最多

细胞实验、WB、流
式检测证明HK2与
砷结合并促进细胞
凋亡

分析糖酵解通路的
表达水平

MALDI-TOF-MS分
析砷与蛋白质的结
合位点

二、研究结果

1. 研究者使用含有16,368个蛋白的蛋白质芯片进行了砷结合能力的筛选，筛选出360个蛋白。通过生信分析发现这些蛋白富集在糖酵解/糖异生通路上。
2. 体外实验证明，HK-2 与砷的结合能力很强，并且在小鼠肺癌模型中证明，HK-2 高表达会促进肿瘤增殖；而砷处理后的实验组则会抑制增殖，并相应的抑制糖酵解途径。
3. 通过 MALDI-TOF-MS，研究者预测了三个 HK-2 与砷结合的位点，其中2个很可能会影响 HK-2 的活性。

研究结论

本文首先通过蛋白质芯片对能够与砷结合的蛋白进行了筛选，发现多数属于糖酵解通路。通过对其中 HK-2 蛋白的进一步分析发现，该位点与砷结合可以显著促进细胞凋亡。最后又通过质谱分析，对二者的结合位点进行了预测和分析，阐明了砷是通过抑制糖酵解来抑制肿瘤增殖这一作用机制。

参考文献

[1] Chen, W. J., et al. Cancer-associated fibroblasts regulate the plasticity of lung cancer stem-ness via paracrine signalling[J]. Nature Communications, 2014, 5: 3472.
[2] Zhang H, Lina, et al. Systematic identification of arsenic-binding proteins reveals that hexoki-nase-2 is inhibited by arsenic[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2015, 8: 112.

肿瘤相关成纤维细胞通过旁分泌信号调节肺癌干细胞的可塑性[1]

通过系统鉴定砷结合蛋白证明己糖激酶 -2 被砷抑制[2]

肿瘤相关成纤维细胞通过旁分泌信号调节肺癌干细胞的可塑性^[1]

通过系统鉴定砷结合蛋白证明己糖激酶 -2 被砷抑制^[2]