膵臓癌の早期診断のための新しいタンパク質が発見されたよ。
研究が早期膵臓がん検出に有望なタンパク質を特定した。
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目次
膵臓癌、特に膵管腺癌(PDAC)は深刻な健康問題なんだ。一般的な腫瘍の中で生存率が最も低く、診断から5年生存する患者は約12%しかいないんだ。症例が増えるにつれて、膵臓癌は近い将来、癌関連死の第2位の原因になると予測されてる。こうした厳しい現状の主な理由は、ほとんどの患者が遅れて診断されることで、20%未満しか手術で取り除ける腫瘍を持ってないんだ。早期診断は非常に重要で、生存率を大幅に上げる可能性があるんだけど、現在のところ、早期にこの癌を検出するための信頼できる血液検査はないんだ。
早期発見の課題
PDACを監視するために最も一般的に使われている血液検査はCA19-9って呼ばれるものなんだけど、早期発見にはあまり役立たないんだ。感度と特異度がかなり低くて、膵臓癌の診断や他の病状との区別をするのには不十分なんだよ。
細胞外小胞(EV)の役割
研究者たちは、細胞外小胞(EV)が新しい血液検査の潜在的なソースになるかもしれないと考えてるんだ。EVは細胞から血流に放出される小さな粒子で、親細胞に関する重要な情報を運ぶことができるから、非侵襲的な癌診断において価値があるんだ。EVに含まれる遺伝子材料やタンパク質は、癌の存在や種類についての洞察を提供できるんだ。
過去の研究では、EVを用いて膵臓癌のマーカーを特定しようとしたけど、多くの研究は細胞株や組織標本に依存していて、人間の膵臓癌の多様性や複雑さを捉えていなかったんだ。さらに、多くの見つかったマーカーは健康な個体に対してのみテストされていて、他の膵臓疾患を持つ患者に関する知識が不足してるんだ。
私たちの研究アプローチ
これに対処するために、膵臓癌、慢性膵炎、膵管内乳頭粘液腫(IPMN)などの良性膵臓疾患、そして健康な個体の血液からEVのタンパク質に焦点を当てた包括的な研究を行ったんだ。私たちの研究の目標は、膵臓癌の診断に役立つ特定のタンパク質を特定することだった。
私たちは124人の患者を研究に登録した。これには93人の膵臓癌患者、12人の慢性膵炎患者、8人のIPMN患者、そして11人の健康な個体が含まれてる。患者の平均年齢はさまざまで、すべての膵臓癌患者は生検によって確認された診断を持っていることを確認したんだ。
データ収集の方法
私たちはEVを血液サンプルから分離するためにEVtrapという新しい方法を使ったんだ。この方法は従来の技術に比べて効率的で、より多くの患者からEVを収集できるんだ。EVを分離した後、先進的な質量分析技術を使って含まれるタンパク質を分析したんだ。
この方法に従って、私たちは多くのユニークなタンパク質を特定できたんだ。全体で1,700以上のユニークなタンパク質を検出して、各血液サンプルは一貫した数のタンパク質を示した。この高い精度は、私たちの発見の信頼性に自信を与えてくれるんだ。
疾患特異的EVタンパク質の特定
次に、膵臓疾患を持つ患者の血液中のタンパク質と健康な個体のものを比較することに焦点を当てたんだ。分析を通じて、PDACの患者の間で特に発現が大きく異なる207のタンパク質を特定したんだ。
詳細な調査の結果、大部分の特異的マーカーは膵臓癌に関連していることがわかった。いくつかのタンパク質はPDACの症例で特に過剰に発現していて、他の良性膵臓疾患と比べてレベルが低いものがあった。このことは、これらのタンパク質が膵臓癌と他の状態を区別するバイオマーカーとして使われる可能性があることを示しているんだ。
癌進行に関連するタンパク質
私たちは、EVに見つかったタンパク質が早期と後期の膵臓癌を区別できるかどうかにも興味があったんだ。転移性膵臓癌患者と非転移性患者を比較した結果、2つのグループの間で発現が異なる85のタンパク質を特定したんだ。この観察結果は、特定のタンパク質が癌の進行度を示すかもしれないことを示唆しているんだ。
特定されたタンパク質の予後的価値
私たちの研究のもう一つの目標は、特定のタンパク質のレベルが患者の生存予測を示すかどうかを理解することだった。私たちは、特定のタンパク質の発現が低い群と高い群に基づいて患者を分類した。分析の結果、いくつかのタンパク質は生存率が悪いことと相関していたり、他のタンパク質はより良い結果に関連していることがわかったんだ。
例えば、RALB、CRP、CD55といったタンパク質のレベルは生存率が低いことと関連している一方で、PDCD6IPの高いレベルは生存率が改善していることを示唆していた。これらの発見は、EVに含まれるタンパク質に基づいて患者の予後について医師に情報を提供するのに役立つんだ。
発見の検証
私たちは、結果を検証するために、別の患者グループでParallel Reaction Monitoring(PRM)という異なる技術を使ったんだ。この独立した検証によって、私たちが特定したタンパク質が膵臓癌診断の信頼できるマーカーになる可能性があることが確認されたんだ。
最初の研究で有望だと示された25のタンパク質の組み合わせを選び、検証コホートでテストしたところ、いくつかのタンパク質が膵臓癌患者と良性疾患を持つ患者との間で有意な違いを示したんだ。膵臓癌の診断において最も良い予測精度を示したのは7つの特定のタンパク質のパネルだったんだ。
7-EVタンパク質サイン
私たちの分析は、膵臓癌を良性膵臓疾患から高い精度で区別できる7つのタンパク質サインの開発につながったんだ。これは特に早期発見と診断に重要だと言える。これらのタンパク質は、PDACを持つ患者と良性疾患にある患者との間で異なる発現を示しているんだ。
私たちは、この7つのタンパク質サインが膵臓癌の早期発見を助けるテストの開発に役立つと信じているんだ。これは治療オプションや患者の結果を改善するために非常に重要なんだ。
今後の方向性
私たちの研究は、膵臓癌の効果的なバイオマーカーを探す上での大きなステップだけど、解決すべき制限もあるんだ。たとえば、私たちの研究は単一のセンターで行われていて、複数のセンターでより大規模なコホートを用いた研究を拡大することで、さらなる検証とより堅牢なデータが得られるだろう。
さらに、今後の努力は、特定したタンパク質を遺伝子材料や代謝マーカーなどの他のタイプのバイオマーカーと組み合わせる可能性を探るべきだ。このマルチアナライトアプローチは診断精度を向上させるかもしれない。
結論
要するに、私たちの研究は、循環する細胞外小胞が膵臓癌のバイオマーカーのソースとしての可能性を強調しているんだ。私たちの研究で特定されたタンパク質は、既存の方法よりも正確な新しい診断テストの道を開くかもしれない。これらの発見をさらに調査し検証し続けることで、膵臓癌の早期発見とより良い管理に貢献し、最終的には患者の結果を改善することを願っているんだ。
タイトル: A Large-Scale Proteomics Resource of Circulating Extracellular Vesicles for Biomarker Discovery in Pancreatic Cancer
概要: Pancreatic cancer has the worst prognosis of all common tumors. Earlier cancer diagnosis could increase survival rates and better assessment of metastatic disease could improve patient care. As such, there is an urgent need to develop biomarkers to diagnose this deadly malignancy. Analyzing circulating extracellular vesicles (cEVs) using liquid biopsies offers an attractive approach to diagnose and monitor disease status. However, it is important to differentiate EV-associated proteins enriched in patients with pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) from those with benign pancreatic diseases such as chronic pancreatitis and intraductal papillary mucinous neoplasm (IPMN). To meet this need, we combined the novel EVtrap method for highly efficient isolation of EVs from plasma and conducted proteomics analysis of samples from 124 individuals, including patients with PDAC, benign pancreatic diseases and controls. On average, 912 EV proteins were identified per 100{micro}L of plasma. EVs containing high levels of PDCD6IP, SERPINA12 and RUVBL2 were associated with PDAC compared to the benign diseases in both discovery and validation cohorts. EVs with PSMB4, RUVBL2 and ANKAR were associated with metastasis, and those with CRP, RALB and CD55 correlated with poor clinical prognosis. Finally, we validated a 7-EV protein PDAC signature against a background of benign pancreatic diseases that yielded an 89% prediction accuracy for the diagnosis of PDAC. To our knowledge, our study represents the largest proteomics profiling of circulating EVs ever conducted in pancreatic cancer and provides a valuable open-source atlas to the scientific community with a comprehensive catalogue of novel cEVs that may assist in the development of biomarkers and improve the outcomes of patients with PDAC.
著者: Senthil K Muthuswamy, B. Bockorny, L. Huang, M. Hadisurya, C. Maria Lim, L. T. Tsai, R. R. Gill, J. L. Wei, A. J. Bullock, J. E. Grossman, R. J. Besaw, S. Narasimhan, W. A. Tao, S. Perea, M. S. Sawhney, S. D. Freedman, M. Hildago, A. Iliuk
最終更新: 2024-07-19 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.03.13.23287216
ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.03.13.23287216.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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