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拉的粑粑里竟藏着抗癌线索?Commun Biol:粪便来源的细胞外囊泡竟带着关键蛋白“信号”,或助力结直肠癌早筛!

来源:生物谷原创 2025-02-28 11:42

本研究证实SEC联合UF可有效分离粪便EVs,其蛋白质组中含丰富人源和细菌蛋白,还发现10种结肠来源表面蛋白,为结直肠癌早期诊断的生物标志物研究提供重要基础。

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在医学领域,结直肠癌(CRC)长期以来一直是威胁人类健康的重大难题。据统计,结直肠癌的发病率和死亡率在各类癌症中居高不下,严重影响患者的生活质量与生命预期。令人欣慰的是,临床研究表明,若能在疾病早期确诊,患者的5年生存率可达约90%。因此,开发高灵敏度的早期诊断方法,对提升结直肠癌患者的预后水平、降低死亡率具有至关重要的意义,也是当前肿瘤医学研究的重点方向之一。

近期,发表于Commun Biol的一项研究The proteomic landscape of stool-derived extracellular vesicles in patients with pre-cancerous lesions and colorectal cancer聚焦于粪便来源的细胞外囊泡(EVs),为结直肠癌早期诊断带来了新的思路。

细胞外囊泡是细胞分泌的微小颗粒,内含核酸、蛋白质等重要物质,在细胞间通讯中发挥关键作用。从粪便中获取的EVs,可能携带与结直肠癌相关的生物标志物,有望成为早期诊断的有力帮手。此前研究已证实,尺寸排阻色谱(SEC)联合超滤(UF-100kDa)适用于分离人粪便上清液中的EVs,本研究在此基础上进行了深入探索。

研究人员评估了多种EVs浓缩方法,包括不同截留分子量(10 kDa、30 kDa、50 kDa、100 kDa)的超滤以及速度真空法,随后利用质谱技术分析了宿主和细菌的EVs蛋白质组,取得了一系列重要成果。

在浓缩方法对粪便EVs蛋白质和RNA特征的影响方面,不同的浓缩方法对蛋白质和RNA的回收、纯度、产量等方面的影响有限。虽然随着超滤截留分子量的增大,视觉上的杂质有所减少,但蛋白质产量会降低。综合来看,UF-100kDa在纯度方面表现最佳,而速度真空法虽然蛋白质产量高,但杂质较多,蛋白质多样性降低,不太适合用于粪便EVs的浓缩。

对粪便EVs蛋白质组的分析发现,其蛋白质组具有独特的特征。在人类蛋白质组方面,不同浓缩方法对人源蛋白质的检测数量和EV标记物的丰度影响较小。粪便EVs的蛋白质组与血浆、尿液等常见生物流体有显著差异,主要由免疫球蛋白和水解酶组成,其中胰腺酶的含量尤为丰富。研究还发现,胰腺来源的酶原颗粒很可能与粪便EVs一起被分离出来,这为理解粪便EVs的组成提供了新的视角。

图 1:粪便来源EVs的人类蛋白质组研究

在细菌蛋白质组方面,虽然细菌蛋白质组复杂多样,但人源蛋白质在粪便中的含量更为丰富。研究人员还鉴定出了一些可能用于区分细菌和宿主来源EVs的标记物,这对于进一步研究肠道微生物群与宿主之间的相互作用具有重要意义。

值得一提的是,研究人员在粪便EVs中检测到了多种结肠富集和特异性蛋白质。他们一共鉴定出12种与结肠相关的蛋白质,其中10种位于细胞表面。这些蛋白质在经过超滤浓缩的EVs中更为丰富,例如PIGR、ITLN1和CEACAM5等。这些发现为富集结肠特异性EVs提供了潜在的靶点,有望用于结直肠癌的早期诊断。

图 2:粪便EVs中结肠富集/特异性蛋白质

图 3:在粪便来源细胞外囊泡中鉴定出的细菌蛋白质

总的来说,这项研究为结直肠癌的早期诊断提供了重要的理论依据和潜在的生物标志物。它不仅验证了SEC联合UF分离粪便EVs的有效性,还揭示了粪便EVs的蛋白质组特征,发现了酶原颗粒和中性粒细胞胞外陷阱与粪便EVs共分离的现象,以及确定了结肠来源EVs的表面标记物。

这些发现为未来结直肠癌及其他胃肠道恶性肿瘤的研究提供了重要依据。说不定在不久的将来,医生通过简单的粪便检测,就能精准发现早期癌症,为我们的健康筑起坚固防线!(生物谷Bioon.com)

参考文献:

Northrop-Albrecht EJ, Kim Y, Taylor WR, Majumder S, Kisiel JB, Lucien F. The proteomic landscape of stool-derived extracellular vesicles in patients with pre-cancerous lesions and colorectal cancer. Commun Biol. 2025;8(1):228. Published 2025 Feb 13. doi:10.1038/s42003-025-07652-5

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