尿液是一个复杂的生物流体，通过其流经的泌尿系统组织，反映了整体生理状态及其状态。尿液含有分泌的蛋白质和组织源性细胞外囊泡（EVs）中的蛋白质。为了理解尿液的人群变异性和临床应用价值，来自加拿大多伦多大学的研究人员对包括部分前列腺癌患者在内的190名男性的尿液分泌蛋白和EV蛋白质组进行了定量分析。结果显示，尿液EV可反映前列腺组织来源的蛋白质，能够准确非侵入性地区分恶性和良性前列腺病变，并对前列腺肿瘤进行风险分层。相关内容以“Prostate cancer reshapes the secreted and extracellular vesicle urinary proteomes”为题在线发表于6月13日的国际知名综合性学术期刊Nature Communications杂志上。
人的尿液是在肾脏通过血液过滤时产生的。这种过滤保留了蛋白质和营养物质，去除了不需要的代谢产物，并调节了pH和水平。最终排出的尿液仅为预过滤体积的不到1%。过滤后，尿液在膀胱中存储了几分钟到几小时，然后通过尿道排出。在男性中，尿道穿过前列腺，这是一个产生前列腺液的腺体。由于尿液可以在泌尿系统中停留相当长的时间，因此会积累反映这些泌尿系统组织当前状态的生物分析物。因此，尿液是一个非常复杂的生物流体，提供了机体状态和泌尿系统组织的非侵入性信息，其分子组成在个体间和单个个体内会随时间变化。尿液已被广泛提议作为一种非侵入性的纵向生物标志物来源，特定的DNA、RNA或蛋白质物种已在尿液中被识别为生物标志物。蛋白质以两种方式进入尿液：在肾小球处泄漏以及整个泌尿生殖道组织来源。人们认为，绝大部分排出的尿液蛋白质来自泌尿生殖道的组织，而非肾脏泄漏。尿生殖蛋白质可以通过细胞死亡的被动释放、主动转运以及作为分泌的细胞外囊泡（EVs）的一部分进入尿液。EVs是细胞释放到细胞外环境的纳米级粒子，具有脂质双层结构。它们在直径上差异巨大，范围从30至2000纳米不等，并且在其生物发生、分子组成和功能的机制上是异质的。EVs在生理学和疾病发病机制中都起着至关重要的作用，包括癌症。EV和分泌蛋白质被认为是环境驱动和组织特异的，但EV蛋白质在尿液中的存在、人群变异性以及与疾病相关性仍然了解不足。为了填补这一空白，在这项研究中，研究团队从190名未经治疗的男性中获取了全面的尿液蛋白质组。这使我们能够识别尿液蛋白质和EV的组织及亚细胞起源，并量化尿液蛋白质组如何随时间在特定个体中变化。尿液EV能够准确反映前列腺组织的情况，尿液中的EV是组织蛋白质组的可靠替代物，但尿液中的分泌蛋白或细胞系EV则不可以。尿液蛋白组在数年间可以保持稳定。前列腺肿瘤特异性的尿液蛋白质能够准确区分患有和未患有前列腺癌的男性，并对已患有该病的人进行风险分层。经典的EV标记物在尿液中并不有效，但研究人员识别出了依赖环境的尿液EV标记物，这些标记物能够准确标记特定的尿液EV群体。该研究量化了尿液蛋白质组的复杂性，并揭示了分泌蛋白和EV蛋白质组在转化和生物标志物研究中的协同价值。参考文献：Prostate cancer reshapes the secreted and extracellular vesicle urinary proteomes. Nat Commun. 2024 Jun 13;15(1):5069.
