景杰学术| 解读
前列腺癌(PCa)是全球男性第二大癌症，也是第五大癌症致死原因。PCa的诊断很大程度上是基于活检的组织病理学评估，然而PCa在临床表现中表现出多样性，从无害的惰性肿瘤到侵袭性转移性疾病，治疗过度和治疗不足都有显著的风险。迫切需要额外的风险分层生物标志物，以确定治疗的潜在目标。
近日，维也纳医科大学病理学系肯纳团队的Monika Oberhuber团队、德国马普所 Matthias Mann团队等合作在国际著名期刊Molecular Systems Biology发表论文。运用蛋白质组学技术分析发现，TCA循环的关键调控因子丙酮酸脱氢酶激酶4（PDK4），可作为前列腺癌的独立预后标志物，预测前列腺癌复发与诊断风险因素。该团队之前研究中，发现PCa中信号转导和转录激活因子3（STAT3）具有肿瘤抑制活性，前列腺上皮中Pten和STAT3缺失的小鼠会发展成侵袭性转移瘤。为了进一步揭示与原发性前列腺癌中STAT3表达相关的生物学过程，研究人员运用转录组和蛋白组学定量技术，比较了低STAT3和高STAT3 PCa患者的肿瘤组织样本的差异（蛋白质组学样本策略：FFPE组织样本，其中低STAT3和高STAT3各6例，对照组健康人7例）。结果表明PCa中STAT3的表达与氧化磷酸化(OXPHOS)和核糖体活性增加相关的基因呈负相关，且在低水平的STAT3 PCa中，TCA/ OXPHOS水平较高。图、蛋白转录组分析PCa中STAT3相关的生物学过程接下来，研究人员以组学的数据为基础进行生物标志物的探究。数据分析表明虽然TCA循环和OXPHOS活性的增加在PCa肿瘤发生中起着关键作用，但它似乎并不能作为早期BCR的可靠指标，于是研究人员进一步探寻抗TCA/OXPHOS活性的基因。前列腺癌数据分析揭示，丙酮酸脱氢酶激酶4 (PDK4)在低浓度STAT3样品中显著下调，此外，低PDK4表达与早期BCR显著相关，随后的实验揭示STAT3在PDK4的转录中发挥了作用，但需要在未来的研究中进一步评估。综上所述，该研究基于前期发现STAT3在PCa中作用，进一步运用转录组学、蛋白质组学等系统生物学方法来挖掘STAT3介导的PCa调控机制。研究发现STAT3表达与氧化磷酸化(OXPHOS)和核糖体生物发生负相关，并进一步分析证明了PDK4是一种潜在的独立预后指标，它将有助于区分预后良好和预后不良的PCa，具有较高的普遍性和临床重要性。本篇研究也同样证实了蛋白质组学技术在医学研究和疾病机制探究中的重要作用。1、Monika Oberhuber et al., 2020, STAT3-dependent analysis reveals PDK4 as independent predictor of recurrence in prostate cancer. Molecular Systems Biology.
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邹文安