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两会聚焦科技基础设施建设,中国人类蛋白质组计划发现肝癌精准治疗新靶点

发布时间: 2019-03-05
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科技部部长王志刚:“中国科技创新有“三步走”战略,到2020年进入创新型国家,到2035年左右进入创新型国家前列,到2050年要成为世界科技强国。”

 


3月14日,据CCTV2报道,两会提出要深入实施创新驱动发展战略,特别强调加强重大科技基础设施及科技创新中心的建设,从而保障并提升国家重大科技的基础研究。

 

新闻中提到,近期国际顶尖学术期刊《Nature》发表的《Proteomics Identifies Therapeutic Targets of Early-tage Hepatocellular Carcinoma》文章引起学术界广泛关注。

 

 两会聚焦科技基础设施建设,中国人类蛋白质组计划发现肝癌精准治疗新靶点

 

该研究由军事科学院军事医学研究院、凤凰中心-国家蛋白质科学中心(北京)、蛋白质组学国家重点实验室贺福初院士团队、钱小红教授团队,与复旦大学附属中山医院樊嘉院士团队等共同完成,本篇文章首次描绘了早期肝细胞癌的蛋白质组表达谱和磷酸化蛋白质组图谱,发现了肝癌精准治疗的新靶点。将有助于目前临床上认为的早期肝细胞癌患者进一步分类诊治。


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研究人员运用蛋白质组学和磷酸蛋白质组学等技术,针对110个与乙型肝炎病毒感染相关的临床早期肝细胞癌的成对肿瘤和非肿瘤组织进行分析。定量蛋白质组学数据突出了早期肝细胞癌的异质性:将该队列分层为亚型S-I,S-II和S-III,每种亚型具有不同的临床结果。

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图1. 早期肝癌的三种蛋白质组学亚型


进一步,作者通过蛋白质组学和磷酸化修饰组学对HBV相关的早期HCC中的特征蛋白和磷酸化信号通路进行研究分析。研究结果显示,在糖酵解、TGFβ信号、integrin and Rho GTPases等信号通路中, 多个关键蛋白的磷酸化水平显著上调,暗示磷酸化修饰的调控在早期肝癌进程中的重要作用。


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图2. 蛋白质组学和磷酸化修饰组学鉴定S-III亚型中特征蛋白和磷酸化信号通路的改变


接下来,研究人员首先在S-III亚型的蛋白质组数据里发现,胆固醇代谢通路发生了重编程。负责将胆固醇转变成胆固醇酯储存的甾醇O-酰基转移酶(Sterol O-Acyltransferase 1,SOAT1)其表达水平与肝癌患者较差的预后密切正相关。SOAT1的一种小分子抑制剂阿伐麦布(avasimibe)在肝癌患者的人源肿瘤异种移植(PDX)模型上表现出良好的抗肿瘤效果,从而以实验表明阿伐麦布有望成为治疗预后较差肝细胞癌患者的靶向治疗药物。


喜见花开凤凰飞,中国人类蛋白质组计划发现肝癌精准治疗新靶点 

图3. avasimibe在PDX模型中显著抑制高表达SOAT1的肿瘤


总的来说,这项工作是“中国人类蛋白质组计划”( Chinese Human Proteome Project ,CNHPP,该计划于2014年启动)背景下的一项重要的标志性成果,也是蛋白质组学驱动的精准医学(Proteomics Driven Precision Medicine, PDPM)新时代的一个新的开始。在这一研究的引领下,未来通过该手段或许会在不同种类的恶性肿瘤中寻找到更多合适的靶向治疗策略。


蛋白质组学作为人类基因组计划之后又一个科学制高点,是在人类基因组计划的基础上形成的新兴学科,主要是在整体水平上研究细胞内蛋白质的组成及其活动规律。


基因组计划的实现固然为生物有机体全体基因序列的确定,为未来生命科学研究奠定了坚实的基础,但是它并不能提供认识各种生命活动直接的分子基础,其间必须研究生命活动的执行体——蛋白质这一重要环节。


可以说,蛋白质组研究是基因组计划由结构走向功能的必然与必需,是生命科学由分析走向综合的必经之路,是连接微观分子系统、运行机制与宏观生物系统、生命活动的桥梁。因此人们不难预期,蛋白质组研究将成为21世纪生命科学的重要支柱之一,而人类重大疾病预防诊治的突破,需要蛋白质组学提供“全景式”的病理机制认识。



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