论文标题：Proteomic Characterization of Primary Human Pancreatic Cancer Cell Lines Following Long-Term Exposure to Gemcitabine

论文链接：https://www.mdpi.com/2227-7382/13/4/48

期刊名：Proteomes

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/proteomes

胰腺导管腺癌（PDAC）是胰腺癌中最常见的类型，预后较差，5年生存率低于13%。吉西他滨是PDAC化疗的基石药物，但胰腺癌细胞在接触药物后会迅速适应并产生耐药性，从而导致治疗失败。解析耐药机制、寻找新的治疗靶点，是PDAC研究面临的重大挑战。

Proteomes 发表的一篇研究论文“Proteomic Characterization of Primary Human Pancreatic Cancer Cell Lines Following Long-Term Exposure to Gemcitabine”，利用蛋白质组学技术解析了胰腺癌细胞对吉西他滨的获得性耐药机制。

图文摘要

一、研究设计

该研究使用三株原代人胰腺癌细胞（PCCs）系（PCC-1、PCC-2、PCC-7）以及MIA PaCa-2细胞系。所有细胞系在不含（对照组）或含有吉西他滨（GemR组）的培养基中培养40个传代周期。GemR组细胞在前25个传代周期使用50 nM吉西他滨，后15个传代周期使用150 nM吉西他滨。在p¹⁰、p²⁰、p²⁵、p³⁰、p³⁵和p⁴⁰六个时间点采集细胞，采用数据独立采集质谱（DIA-MS）进行蛋白质组学分析，比较GemR细胞与对照细胞的蛋白表达差异。

二、研究结果

图2. 通过全细胞裂解液的液相色谱-质谱分析，获得了GemR细胞与配对对照PCCs的蛋白质组谱。

1. 吉西他滨敏感性与表型变化

在p40时间点，所有四株细胞系的GemR细胞均表现出比对照组显著降低的吉西他滨敏感性。形态学上，GemR细胞与对照组相比，在p40时间点呈现较小的、圆形的细胞形态，形成较小的集落。细胞生长测定显示，在p10时间点所有四株细胞系以及p40时间点的PCC-1和MIA PaCa-2中，GemR细胞的生长显著低于对照组。

2. 蛋白质组整体改变

质谱分析在每个细胞系中鉴定出超过7000种蛋白。当比较每个细胞系中所有样本组时，70%–83%的蛋白丰度发生显著变化（p < 0.05，FC > 1.2）。

主成分分析（PCA）结果显示，四株细胞系之间的蛋白质组谱存在显著的异质性。GemR组与对照组在PCA图上明显分离，表明长期吉西他滨暴露导致了细胞蛋白质组的整体性改变。

3. 差异表达蛋白（DAPs）

GemR细胞与对照组之间的DAPs数量因细胞系和时间点而异：PCC-1在p10时间点最多（664个），PCC-2和MIA PaCa-2在p40时间点最多（分别为387和405个），PCC-7在p25时间点最多（317个）。

在所有细胞系的所有时间点中，激肽释放酶6（KLK6）是唯一在GemR细胞与对照组之间表达水平发生改变的DAP，但其变化方向因细胞系而异。

免疫印迹验证了MIA PaCa-2细胞中部分蛋白的表达变化：KLK6和NT5E （5′ 核苷酸酶）在GemR细胞中显著降低，hD53（肿瘤蛋白D53）和MALT1（粘膜相关淋巴组织淋巴瘤易位蛋白1）在GemR细胞中显著升高，与蛋白质组学数据一致。

4. p40时间点的DAPs分析

在p40时间点，PCC-1有151个DAPs（104个上调，47个下调），PCC-2有387个（100个上调，287个下调），PCC-7有477个（262个上调，215个下调），MIA PaCa-2有405个（251个上调，154个下调）。

功能富集分析显示，这些DAPs主要涉及磷酸化、转录调控、凋亡、细胞骨架组织、先天免疫应答、细胞黏附和细胞迁移等生物学过程。KEGG通路富集分析显示，所有四株细胞系均富集代谢通路，其次是核苷酸代谢（嘌呤或嘧啶代谢）和细胞衰老。

5. 蛋白-蛋白相互作用网络与枢纽蛋白

对p40时间点的DAPs进行蛋白-蛋白相互作用网络分析，识别出多个枢纽蛋白。PCC-1的枢纽蛋白包括CAV1（小窝蛋白1）和TGF-β1（转化生长因子β1）；PCC-2的枢纽蛋白包括ALB（白蛋白）和CCNB1（细胞周期蛋白B1）；PCC-7的枢纽蛋白包括ACTB（β-肌动蛋白）和JUN（Jun原癌基因）；MIA PaCa-2的枢纽蛋白包括JUN和TGF-β1。

所有枢纽蛋白组合分析显示，相互作用程度最高的十个蛋白为ACTB、ALB、TGFB1（转化生长因子β1）、JUN、FGF2（成纤维细胞生长因子2）、APOE（载脂蛋白E）、CAV1、ATM（共济失调毛细血管扩张突变蛋白）、SERPINE1和CCNB1（纤溶酶原激活物抑制剂1）。

三、研究结论

该研究的主要发现包括：

1. 四株PDAC细胞系对长期吉西他滨暴露的细胞适应性反应存在显著差异，异质性体现在表型特征、整体蛋白质组谱以及传代相关的蛋白质组变化等多个层面。

2. GemR细胞与对照细胞之间的差异表达蛋白是细胞系特异性的，没有发现共同存在于所有四株细胞系的DAPs。

3. 大多数DAPs与代谢通路相关，包括核苷酸代谢。

4. 研究结果提示，PDAC细胞间存在的显著异质性以及治疗持续时间、剂量和传代对蛋白丰度的影响，使得鉴定吉西他滨耐药的通用标志物变得复杂。

四、研究意义

该研究提供了吉西他滨耐药PDAC细胞的蛋白质组学图谱，鉴定出一批与耐药相关的候选蛋白。这些蛋白可能成为克服耐药的治疗靶点，或作为预测耐药性的生物标志物。该研究还描述了PDAC细胞在长期暴露于吉西他滨过程中发生的分子变化，有助于理解治疗耐药的分子机制。

五、延伸阅读

如果您对胰腺癌的蛋白质组学研究感兴趣，本期推荐的两篇文章也值得一读：

1. 通过胰腺癌转化研究中的系统建模对蛋白质组学数据库进行知识发现

https://www.mdpi.com/2227-7382/13/2/20

该综述介绍了利用系统建模方法进行蛋白质组学数据库知识发现的策略，包括数据整合、网络建模、机器学习应用等。

2. LIN28B在髓母细胞瘤脑癌细胞中对核糖体生物发生和脂质代谢的调控作用

https://www.mdpi.com/2227-7382/13/2/14

该研究发现LIN28B敲低抑制髓母细胞瘤细胞增殖和集落形成能力。蛋白质组学分析显示，LIN28B调控核糖体生物发生和脂质代谢相关蛋白的表达。

Proteomes 期刊介绍

主编：Jens R. Coorssen, Brock University, Canada; Matthew P. Padula, The University of Technology Sydney, Australia

期刊专注于蛋白质组分析的各个方面，特别关注蛋白质组在蛋白质形式（proteoforms）、功能性生物学单元以及标准氨基酸序列水平上的定量和表征。目前已被Scopus、ESCI (Web of Science)、PubMed等数据库收录。

2024 Impact Factor: 3.6

2024 CiteScore: 7.2

Time to First Decision: 28.6 Days

Acceptance to Publication: 5.6 Days