Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Khám phá biomarker qua nước tiểu trong glioma sử dụng proteomics lâm sàng dựa trên khối phổ
Tóm tắt
Glioma là khối u não ác tính nguyên phát phổ biến nhất và có tiên lượng xấu. Việc phát hiện sớm glioma là rất quan trọng để cải thiện kết quả cho bệnh nhân. Nước tiểu tích lũy những thay đổi trong cơ thể một cách hệ thống và do đó phục vụ như một nguồn biomarker sớm tuyệt vời. Ở giai đoạn phát hiện biomarker, chúng tôi đã thực hiện một phân tích proteomics tự đối chứng bằng cách so sánh các mẫu nước tiểu được thu thập từ năm bệnh nhân glioma tại thời điểm chẩn đoán u và sau khi phẫu thuật loại bỏ khối u. Ở giai đoạn xác thực biomarker, chúng tôi đã xác thực thêm một số protein hứa hẹn bằng cách sử dụng proteomics nhắm mục tiêu dựa trên giám sát phản ứng song song (PRM) trong một nhóm khác, bao gồm bệnh nhân glioma, u màng não, và bệnh moyamoya cũng như các đối chứng khỏe mạnh. Sử dụng định lượng protein không nhãn (LFQ), chúng tôi đã xác định được hai mươi bảy protein trong nước tiểu có sự thay đổi đáng kể sau khi phẫu thuật khối u, nhiều trong số đó đã được liên kết trước đây với glioma. Chức năng của các protein này đã được làm giàu đáng kể trong tự thực bào và hình thành mạch, có liên quan đến sự phát triển của glioma. Sau khi xác thực proteomics nhắm mục tiêu, chúng tôi đã xác định một panel biomarker (AACT, TSP4, MDHM, CALR, LEG1 và AHSG) với giá trị diện tích dưới đường cong (AUC) là 0.958 để phát hiện glioma. Điều thú vị là, AACT, LEG1 và AHSG cũng là các biomarker tiềm năng trong dịch não tủy hoặc máu của glioma. Sử dụng định lượng protein LFQ và PRM, chúng tôi đã xác định các biomarker protein nước tiểu ứng viên có tiềm năng phát hiện glioma. Nghiên cứu này cũng sẽ cung cấp manh mối cho các nghiên cứu biomarker trong tương lai liên quan đến các bệnh não.
Từ khóa
#glioma #biomarker #nước tiểu #proteomics #khối phổTài liệu tham khảo
Ostrom QT, Bauchet L, Davis FG, et al. The epidemiology of glioma in adults: a “state of the science” review. Neuro Oncol. 2014;16:896–913.
Smith ER, Zurakowski D, Saad A, et al. Urinary biomarkers predict brain tumor presence and response to therapy. Clin Cancer Res. 2008;14:2378–86.
Gao Y. Urine-an untapped goldmine for biomarker discovery? Sci China Life Sci. 2013;56:1145–6.
Wu J, Gao Y. Physiological conditions can be reflected in human urine proteome and metabolome. Expert Rev Proteomics. 2015;12:623–36.
Zhao M, Li M, Yang Y, et al. A comprehensive analysis and annotation of human normal urinary proteome. Sci Rep. 2017;7:3024.
An M, Gao Y. Urinary biomarkers of brain diseases. Genomics Proteomics Bioinformatics. 2015;13:345–54.
Zhang F, Wei J, Li X, et al. Early candidate urine biomarkers for detecting Alzheimer’s disease before amyloid-beta plaque deposition in an APP (swe)/PSEN1dE9 transgenic mouse model. J Alzheimers Dis. 2018;66:613–37.
Ni Y, Zhang F, An M, et al. Early candidate biomarkers found from urine of glioblastoma multiforme rat before changes in MRI. Sci China Life Sci. 2018;61:982–7.
Wu J, Guo Z, Gao Y. Dynamic changes of urine proteome in a Walker 256 tumor-bearing rat model. Cancer Med. 2017;6:2713–22.
Bakun M, Senatorski G, Rubel T, et al. Urine proteomes of healthy aging humans reveal extracellular matrix (ECM) alterations and immune system dysfunction. Age (Dordr). 2014;36:299–311.
Kohler M, Schanzer W, Thevis M. Effects of exercise on the urinary proteome. Adv Exp Med Biol. 2015;845:121–31.
Castagna A, Olivieri O, Milli A, et al. Female urinary proteomics: new insight into exogenous and physiological hormone-dependent changes. Proteomics Clin Appl. 2011;5:343–53.
Shao C, Zhao M, Chen X, et al. Comprehensive analysis of individual variation in the urinary proteome revealed significant gender differences. Mol Cell Proteomics. 2019;18:1110–22.
Wisniewski JR, Zougman A, Nagaraj N, et al. Universal sample preparation method for proteome analysis. Nat Methods. 2009;6:359–62.
Old WM, Meyer-Arendt K, Aveline-Wolf L, et al. Comparison of label-free methods for quantifying human proteins by shotgun proteomics. Mol Cell Proteomics. 2005;4:1487–502.
Schmidt C, Gronborg M, Deckert J, et al. Mass spectrometry-based relative quantification of proteins in precatalytic and catalytically active spliceosomes by metabolic labeling (SILAC), chemical labeling (iTRAQ), and label-free spectral count. RNA. 2014;20:406–20.
MacLean B, Tomazela DM, Shulman N, et al. Skyline: an open source document editor for creating and analyzing targeted proteomics experiments. Bioinformatics. 2010;26:966–8.
Pan SJ, Zhan SK, Ji WZ, et al. Ubiquitin-protein ligase E3C promotes glioma progression by mediating the ubiquitination and degrading of annexin A7. Sci Rep. 2015;5:11066.
Kore RA, Abraham EC. Inflammatory cytokines, interleukin-1 beta and tumor necrosis factor-alpha, upregulated in glioblastoma multiforme, raise the levels of CRYAB in exosomes secreted by U373 glioma cells. Biochem Biophys Res Commun. 2014;453:326–31.
Ni Y, Zhang F, An M, et al. Early candidate biomarkers found from urine of astrocytoma rat before changes in MRI. bioRxiv. 2017.
Jennewein L, Ronellenfitsch MW, Antonietti P, et al. Diagnostic and clinical relevance of the autophago-lysosomal network in human gliomas. Oncotarget. 2016;7:20016–32.
Lemke D, Pfenning PN, Sahm F, et al. Costimulatory protein 4IgB7H3 drives the malignant phenotype of glioblastoma by mediating immune escape and invasiveness. Clin Cancer Res. 2012;18:105–17.
Doan NB, Nguyen HS, Montoure A, et al. Acid ceramidase is a novel drug target for pediatric brain tumors. Oncotarget. 2017;8:24753–61.
Wang Z, Zhang C, Liu X, et al. Molecular and clinical characterization of PD-L1 expression at transcriptional level via 976 samples of brain glioma. Oncoimmunology. 2016;5:e1196310.
Miyazaki T, Ishikawa E, Matsuda M, et al. Assessment of PD-1 positive cells on initial and secondary resected tumor specimens of newly diagnosed glioblastoma and its implications on patient outcome. J Neurooncol. 2017;133:277–85.
Rajaraman P, Brenner AV, Butler MA, et al. Common variation in genes related to innate immunity and risk of adult glioma. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2009;18:1651–8.
Bensalma S, Chadeneau C, Legigan T, et al. Evaluation of cytotoxic properties of a cyclopamine glucuronide prodrug in rat glioblastoma cells and tumors. J Mol Neurosci. 2015;55:51–61.
Mayas MD, Ramirez-Exposito MJ, Carrera MP, et al. Renin-angiotensin system-regulating aminopeptidases in tumor growth of rat C6 gliomas implanted at the subcutaneous region. Anticancer Res. 2012;32:3675–82.
Niu H, Wang K, Wang Y. Polymeric immunoglobulin receptor expression is predictive of poor prognosis in glioma patients. Int J Clin Exp Med. 2014;7:2185–90.
Pei J, Moon KS, Pan S, et al. Proteomic analysis between U87MG and U343MG-A cell lines: searching for candidate proteins for glioma invasion. Brain Tumor Res Treat. 2014;2:22–8.
Xu G, Li W, Zhang P, et al. [Silencing of carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule 1 inhibits proliferation and induces apoptosis in human glioma SHG44 cells]. Xi Bao Yu Fen Zi Mian Yi Xue Za Zhi. 2015;31:23–6.
Gao H, Yu B, Yan Y, et al. Correlation of expression levels of ANXA2, PGAM1, and CALR with glioma grade and prognosis. J Neurosurg. 2013;118:846–53.
Ferrarese R, Harsh GR, Yadav AK, et al. Lineage-specific splicing of a brain-enriched alternative exon promotes glioblastoma progression. J Clin Invest. 2014;124:2861–76.
Hung KS, Howng SL. Prognostic significance of annexin VII expression in glioblastomas multiforme in humans. J Neurosurg. 2003;99:886–92.
Zhou Z, Luther N, Ibrahim GM, et al. B7-H3, a potential therapeutic target, is expressed in diffuse intrinsic pontine glioma. J Neurooncol. 2013;111:257–64.
Lin L, Wang G, Ming J, et al. Analysis of expression and prognostic significance of vimentin and the response to temozolomide in glioma patients. Tumour Biol. 2016;37:15333–9.
Takano S, Yamashita T, Ohneda O. Molecular therapeutic targets for glioma angiogenesis. J Oncol. 2010;2010:351908.
Takano S, Kamiyama H, Tsuboi K, et al. Angiogenesis and antiangiogenic therapy for malignant gliomas. Brain Tumor Pathol. 2004;21:69–73.
Lin L, Cai J, Jiang C. Recent advances in targeted therapy for glioma. Curr Med Chem. 2017;24:1365–81.
Schuhmann MU, Zucht HD, Nassimi R, et al. Peptide screening of cerebrospinal fluid in patients with glioblastoma multiforme. Eur J Surg Oncol. 2010;36:201–7.
Ohnishi M, Matsumoto T, Nagashio R, et al. Proteomics of tumor-specific proteins in cerebrospinal fluid of patients with astrocytoma: usefulness of gelsolin protein. Pathol Int. 2009;59:797–803.
Yoshida J, Wakabayashi T, Okamoto S, et al. Tenascin in cerebrospinal fluid is a useful biomarker for the diagnosis of brain tumour. Journal of Neurology, Neurosurgery &. Psychiatry. 1994;57:1212–5.
Verschuere T, Van Woensel M, Fieuws S, et al. Altered galectin-1 serum levels in patients diagnosed with high-grade glioma. J Neurooncol. 2013;115:9–17.
Petrik V, Saadoun S, Loosemore A, et al. Serum alpha 2-HS glycoprotein predicts survival in patients with glioblastoma. Clin Chem. 2008;54:713–22.