癌细胞来源的细胞外囊泡（EVs）具有独特的蛋白质谱，是有希望的疾病生物标志物。高级别浆液性卵巢癌（HGSOC）是上皮性卵巢癌的致死性亚型，但HGSOC特异性EV蛋白是否能作为疾病标志物还有待探究。来自日本名古屋大学的研究人员通过LC-MS/MS分析发现，细胞系或HGSOC患者血清和腹水中的小型EV（sEV）的蛋白质组存在着HGSOC特异性蛋白，通过微流体装置——聚酮包被纳米线（pNWs），可以有效地从生物流体中分离这些sEV，pNW检测HGSOC特异性标志物是一个很有前景的临床生物标志物平台。相关内容以“Identifying high-grade serous ovarian carcinoma-specific extracellular vesicles by polyketone-coated nanowires”为题于7月7日发表在国际知名综合性学术期刊、Science子刊Science Advances杂志上。
细胞外囊泡（EVs）在人体体液中循环存在，目前被认为是细胞间通讯的重要工具和有前途的疾病生物标志物。在EVs的各种生物活性物质中，膜蛋白作为阐明EVs亚型和作为进一步应用的靶标是非常重要的一员。高度特异性的EV膜蛋白标记物能够捕获特异性EV。随着成像流式细胞术或基于抗体的微流体系统等先进技术的发展，分析特异性EV已经成为可能。然而，由于EV蛋白质组学的严格评价一直是该领域的主要挑战，疾病特异性EV标记物或标志蛋白仍然广泛缺乏。上皮性卵巢癌（Epithelial ovarian cancer，EOC）是一种高致死率的妇科癌症，是全球女性癌症死亡的第七大常见原因。由于早期筛查的困难，大多数EOC病例在晚期才被诊断出来，5年生存率低于45%。EOC包括多种亚型，其中高级别浆液性卵巢癌（high-grade serous ovarian carcinoma，HGSOC）约占75%，死亡率接近90%。目前还没有特异性和敏感的HGSOC生物标志物，临床诊断中最常用的CA125已被证明不能有效地早期发现卵巢癌。使用循环EV - microRNA （miRNA）筛选EOC的可能性已经出现，并且EOC的EV生物标志物的概念已被证明是合理的。然而，直到最近几年，对EV异质性的认识才成为一个重要的话题，而EOC衍生EV的蛋白质组学特征尚未被报道。EpCAM和CD24经常被用作卵巢癌EV标记物，但是先前工作表明这两个蛋白对EOC不是特异性的。因此，具有实际临床用途的HGSOC特异性EV蛋白标记物尚未被确定。在临床应用中，需要的是简单的EV分离方法，并且基于纳米技术的设备创新已经成为EV研究的热门话题。其中一种方法是使用微流体系统用于EV制备，成为更容易使用的设备。研究团队一直致力于开发微流控装置，利用水热合成的氧化锌（ZnO）纳米线（nanowires，NWs）从尿液中收集EV包装的miRNAs。虽然该装置在从尿液中分离EV方面有很好的应用前景，但它在血清和腹水中并不成功，其中ZnO NWs会被外来离子溶解，部分原因是存在高酸性和协调不饱和锌位点。因此，需要进一步优化从血清或腹水中纯化完整的EV的方法，并考虑对ZnO NWs表面进行分子修饰来解决这些问题。在这项研究里，研究人员提出了三个值得注意的发现，证实基于EV的EOC生物标志物的临床应用。首先，研究人员调查了EV的大小分布，发现小型EV（sEV）比中型/大型EV（m/lEVs）更适合作为生物标志物。然后，研究人员使用液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）进行鸟枪法蛋白质组学筛选，以揭示每个EV尺寸类别的独特蛋白质谱，以及小型和大型EV之间的实质性功能差异。研究人员发现与HGSOC相关的sEV蛋白标记物具有临床应用所需的特征。样品集的LC-MS/MS鉴定了HGSOC相关蛋白，选择并验证了三个标记物，FRα、Claudin-3和TACSTD2为HGSOC特异性sEV蛋白，但未鉴定出m/lEV相关候选蛋白。第三，研究人员发明了一种新的sEV分离方法，称为聚酮包被NWs（polyketone-coated NWs，pNWs），并表明pNWs可以简单地从血清或腹水中分离sEV。pNW分离的sEV的多阵列分析显示，sEV在癌症患者中具有特异性检测能力，并可预测临床状态。总之，研究结果证明，新发现的HGSOC相关蛋白标记物无论是作为生物标记物本身，还是在分离循环体液中特定EV的应用中，都是有希望的目标。参考文献：Identifying high-grade serous ovarian carcinoma-specific extracellular vesicles by polyketone-coated nanowires. Sci Adv. 2023 Jul 7;9(27):eade6958.外泌体资讯网 Sci Adv丨聚酮包被纳米线用于鉴定高级别浆液性卵巢癌特异性的细胞外囊泡
