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ラベルフリー半定量液体クロマトグラフィー-タンデム質量分析プロテオミクス分析による、ホルマリン固定パラフィン包埋組織サンプル上の喉頭/下咽頭扁平上皮癌のパイロット研究
Label-Free Semiquantitative Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry Proteomics Analysis of Laryngeal/Hypopharyngeal Squamous Cell Carcinoma on Formalin-Fixed, Paraffin-Embedded Tissue Samples - a Pilot Study.
PMID: 32564264 DOI: 10.1007/s12253-020-00849-5.
抄録
頭頸部の扁平上皮癌（SCC）は、死亡率が高い第6位の頻度の高い悪性腫瘍である。その予後の悪さから、既存の治療法にもかかわらず、世界的に公衆衛生上の問題が高まっていると考えられています。このように、新しい疾患や再発の早期診断が可能になってきていますが、一方では、この分野では信頼性の高い腫瘍マーカーが不足しており、厄介な問題となっています。プロテオミクスの急速な発展は、腫瘍マーカーの発見に新たな展望をもたらしています。プロテオミクスの金字塔である液体クロマトグラフィー/質量分析法(LC/MS)は、様々な組織内のタンパク質の半定量分析を可能にします。また、腫瘍組織と正常組織の間の豊富さの違いは、腫瘍特有の変化として解釈することができます。本研究の目的は、がん組織とその周囲の表現型的に健康な組織との間の豊富さの変化を明らかにすることにより、喉頭/下咽頭SCCの潜在的な腫瘍マーカーを同定することであった。ホルマリン固定パラフィン包埋組織の表現型的に癌化した部分と健康な部分を分離した後、各サンプルはタンパク質回収処理とトリプティック消化を行い、ラベルフリーの半定量的LC/MS分析を行った。テナシン、膜貫通型 emp24 ドメイン含有タンパク質 2、細胞質ダイニン軽鎖 1、コアクトシン様タンパク質、小プロリン含有タンパク質 2D、ヌクレオリン、U5 小核 RNP 200-kDa ヘリカーゼ、脂肪アルデヒド脱水素酵素の 8 つのタンパク質が腫瘍内で有意に高い発現量を示した。Desmoglein-1およびケラチンI型細胞骨格9は、腫瘍においてダウンレギュレートされていた。また、Ingenuity Pathway Analysisを用いて、これらのタンパク質が他の腫瘍で役割を果たしているシグナル伝達経路をマッピングしました。これらの知見に基づき、これらのタンパク質は喉頭/下咽頭SCCとの戦いにおいて有望なバイオマーカーとなる可能性があります。
Squamous cell carcinoma (SCC) of the head and neck region is the sixth most frequent malignancy with high mortality rate. Due to its poor prognosis it is considered a growing public health problem worldwide inspite of existing treatment modalities. Thus, early diagnosis of new diseases and recurrences is emerging on one hand, but on the other hand troublesome in the lack of reliable tumor markers in this field. The rapid development of proteomics has opened new perspectives in tumor marker discovery. Liquid chromatography/mass spectrometry (LC/MS) as the gold standard in proteomics enables the semi-quantitative analysis of proteins within various tissues. Abundance differences between tumor and normal tissue also can be interpreted as tumor specific changes. The aim of this study was to identify potential tumor markers of laryngeal/hypopharyngeal SCC by revealing abundance changes between cancerous and the surrounding phenotypically healthy tissue. After separating the phenotypically cancerous and healthy parts of formalin-fixed paraffin-embedded tissues, each sample underwent protein recovery process and tryptic digestion for label-free semi-quantitative LC/MS analysis. Eight proteins showed significantly higher abundance in tumor including tenascin, transmembrane emp24 domain-containing protein 2, cytoplasmic dynein light chain 1, coactosin-like protein, small proline-rich protein 2D, nucleolin, U5 small nuclear RNP 200-kDa helicase and fatty aldehyde dehydrogenase. Desmoglein-1 and keratin type I cytoskeletal 9 were down-regulated in tumor. Using Ingenuity Pathway Analysis we mapped the signaling pathways these proteins play role in regarding other tumors. Based on these findings these proteins may serve as promising biomarkers in the fight against laryngeal/hypopharyngeal SCCs.