肺癌细胞的蛋白质组学分析揭示了BCAT1在癌细胞转移中的重要作用

转移是肺癌高死亡率的主要原因。因此，探索转移的潜在机制为确定新的治疗策略可能提高生存率提供了希望。作者应用定量质谱法比较原发和转移性肺癌细胞之间的蛋白表达谱，同时研究转移相关的分子特征。作者发现，分支链氨基酸代谢的关键酶BCAT1在转移性肺癌细胞和肺癌患者的转移性组织中蛋白水平过表达。对TCGA数据库中可用的转录组数据的分析显示，BCAT1转录增加与肺癌患者较低的总生存率相关。

图片来源：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34646394/

肺癌是癌症相关死亡的主要原因之一，肺癌细胞从肺原发肿瘤转移到远端器官是其高死亡率的主要原因。肺癌的诊断大多发生在晚期，这使得手术治疗不可行。晚期诊断和转移在患者生存中的关键作用创造了一个巨大的，迄今为止，尚未满足的治疗需要，可以防止肺癌转移。了解转移性肿瘤的分子特征是识别可能用于此目的的关键途径的第一步。

在过去的十年中，许多研究已经应用基因组测序来了解转移性肿瘤的突变谱。最近，对肺癌患者标本进行全面的蛋白质基因组学研究，揭示了原发肿瘤相对于肿瘤旁正常组织的蛋白质组学图景。然而，在转移性肺癌蛋白质组水平上的类似研究仍然缺乏。

氨基酸代谢在肿瘤发生和转移中起重要作用。其中，支链氨基酸(BCAA)到α-酮戊二酸(α-KG)的转氨基反应由胞质BCAT1和线粒体BCAT2两种类型的bcat催化。该反应产生谷氨酸，谷氨酸由多种反应合成，并参与肿瘤细胞优先利用的重要代谢途径以促进生存。分支链酮酸(BCKA)进一步分解为乙酰化琥珀酰辅酶a，这是三羧酸循环的中间体。

BCAT1的过表达与髓系白血病、胶质瘤和非小细胞肺癌(NSCLC)的癌症进展有关，而增加BCAA摄取对维持NSCLC的肿瘤发生很重要。然而，BCAT1的表达是否在转移性肿瘤中失调并在潜在的迁移过程中发挥作用，目前尚不清楚。

BCAT1的高表达促进了癌细胞的迁移和转移。

图片来源：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34646394/

在本研究中，作者应用定量质谱法比较转移性肺癌细胞和原发性肺癌细胞，并通过生物信息学分析来描述转移性肺癌细胞独特的分子特征。从转移细胞中显著改变的蛋白质库中，作者发现BCAT1的过表达与转移状态密切相关。利用体外细胞迁移实验，作者进一步证明了癌细胞进展的增加与bcat1介导的SOX2表达调控机制有关。

因此，该研究提供了一个与肺癌转移状态相关的蛋白质组学改变的全面视角，并定义了氨基酸代谢的新作用，可能提供新的治疗靶点以减轻转移。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

Lin Mao et al. Proteomic analysis of lung cancer cells reveals a critical role of BCAT1 in cancer cell metastasis. Theranostics. 2021; 11(19): 9705-9720. doi: 10.7150/thno.61731