7月24日，德国汉堡分子神经生物学中心（ZMNH）及埃彭多夫大学医学中心的研究团队在 Nature Communications 发表了髓母细胞瘤的多组学分析新研究，揭示了髓母细胞瘤中可作为治疗靶点的蛋白质组和N-糖相关的改变。
图1 论文截图
- 提纲挈领 -
通过整合蛋白质组学、DNA甲基化和转录组学数据，详细解析了髓母细胞瘤（Medulloblastomas，MB）的不同亚型。研究发现MB可分为六种蛋白质组亚型，这些亚型可归为两大分子机制：转录/翻译（pSHHt, pWNT, pG3myc）和突触/免疫过程（pSHHs, pG3, pG4）。其中，pG3myc具有显著的MYC扩增和Palmdelphin（PALMD）高表达，与预后不良相关；相比之下，pWNT MB展示了低丰度的TriC/CCT复合体和高TNC蛋白表达，其与较好的预后相关。此外，N-糖基化在MB亚型中表现出显著差异，pG3myc和pG4亚型中复杂N-糖基化种类较多，而pWNT MB中N-糖基化特征较为丰富。总体而言，研究通过多组学分析，为MB亚型的分子特征和潜在治疗靶点提供了新的见解。
结果1：
大规模MB蛋白组分析的整合
研究人员对62个FFPE MB肿瘤样本进行了蛋白组分析，并与53个样本的DNA甲基化数据进行了比较。
研究发现，利用主成分分析（PCA）和层次聚类（HCL），可以有效区分四个主要的MB分子亚型（SHH、WNT、G3、G4），且FF和FFPE样本的数据表现出高相关性。
通过整合公共数据，研究成功量化了167个样本中的16,279种蛋白质（其中包括156个原发肿瘤和11个复发肿瘤），并确认了已知蛋白质生物标志物在各MB亚型中的特异性丰度模式。
图2 髓母细胞瘤（MB）蛋白质组数据集的协调和整合
结果2：
六种蛋白组亚型分为两大药物靶向分子特征
通过共识聚类分析，研究人员确定了发现了六种稳定的MB蛋白组亚型，并将其归纳为两种主要的分子谱系（molecular profiles）。
其中，非WNT/非-SHH亚型分为pG4、pG3myc和pG3三组，SHH MB分为pSHHs和pSHHt两组，而WNT MB则形成了一个homogenous cluster。这些亚型与之前描述的DNA甲基化亚型相关联，并通过基因集富集分析（GSEA）揭示了潜在的机制和信号通路。
研究发现两种主要的分子谱系：谱系1（pG3、pG4和pSHHs）和谱系2（pWNT、pG3myc和pSHHt），这些特征与潜在的药物靶点相关联，如NMDA受体拮抗剂（memantine）和CDK4抑制剂。
图3 MB可分为六种蛋白质亚型
结果3：
DNA甲基组与蛋白组的关联分析
DNA甲基化组和蛋白质组的组特异性相关性揭示了不同蛋白质组MB亚型间分子特征的不同conservation levels。
通过稀疏偏最小二乘判别分析（sPLS-DA）和DIABLO分析，研究人员发现只有一小部分特征在数据整合中表现出显著相关性，主要区分了WNT亚型。不同MB亚型之间的DNA甲基组与蛋白质组的相关性存在显著差异，pWNT和pG3亚型的蛋白质与其基因的CpG位点相关性较高，而其他亚型的相关性较低。
综合分析表明，DNA甲基化变化仅部分反映在蛋白质水平上，不同蛋白质组亚型的特征保留水平不同。
结果4：
SHH MB的两个蛋白组亚型
SHH MB分为两种蛋白质组亚型：pSHHt和pSHHs。pSHHs亚型主要出现在3岁以下儿童，表现出突触特征；而pSHHt亚型则显示DNA转录/翻译特征。
pSHHt肿瘤中发现了特有但非必需的PTCH1突变。尽管两种亚型在转录组水平上未能明确区分，但在蛋白质组水平上展示了显著差异。pSHHs亚型的蛋白质与突触、线粒体和免疫过程相关，而pSHHt亚型的蛋白质则参与蛋白质翻译后修饰、转录/翻译、DNA修复和细胞周期。
代谢分析显示pSHHs亚型具有不同的代谢特征，表明其在代谢途径上与pSHHt亚型存在差异。尽管pSHHs和pSHHt亚型在生存率上没有显著差异，但pSHHt亚型中带有TP53突变的患者预后较差。
结果5：
高风险pG3myc MB的MYC特征与Palmdelphin高表达
研究发现，非WNT/非SHH髓母细胞瘤（MB）可分为三种蛋白质组亚型：pG3、pG3myc和pG4。pG4亚型仅包含G4分子亚组，而pG3myc亚型主要由G3患者组成。pG3myc亚型则表现出大细胞间变型组织学特征，并且MYC扩增在该亚型中普遍存在。
pG3myc肿瘤的患者预后最差，整体生存率最低，且大部分属于高风险肿瘤。此外，pG3myc亚型肿瘤显示出高表达的MYC目标蛋白和Palmdelphin（PALMD）蛋白。PALMD被确定为高风险pG3myc肿瘤的诊断生物标志物，其高mRNA表达和低CpG位点甲基化与较差的生存率相关。
结果6：
pWNT MB显示低丰度的TriC/CCT复合体
研究表明，WNT髓母细胞瘤（MB）没有进一步分为蛋白质组亚型，与其他亚型相比，WNT MB的特异性蛋白TNC丰度最高（14.7倍变化）。高表达的TNC在蛋白质和mRNA水平上得到验证，而其基因的CpG甲基化没有显著差异。
pWNT MB在蛋白质组和DNA甲基化数据中表现出较高的整体相关性。TriC/CCT复合体在pWNT中丰度最低，而pG3myc中丰度最高，显示出该复合体在MB亚型区分中的潜力。TriC/CCT的mRNA和蛋白表达在各亚型之间差异显著，但DNA甲基化与RNA表达的关联不明确。
结果7：
MB亚型显示不同的N-糖基化特征
研究人员发现，N-糖基化在pWNT和pG3myc MB之间存在显著差异，N-糖基化在pWNT MB中较高。通过对N-糖基化谱的定量分析，发现pG3myc和pG4亚型中的复杂N-糖基化种类最多。
非WNT/非-SHH MB中，sialynated N-糖基化比例较高，而pSHHt亚型中fucosylated N-糖基化比例较低。整体来看，N-糖基化特征可能为MB亚型提供潜在的治疗靶点。
总 结
总的来说，该研究通过整合蛋白质组、DNA甲基化组和N-糖基化组数据，提供了对髓母细胞瘤表型的独特见解，识别出潜在的生物标志物和治疗靶点。这些发现可能有助于开发针对高风险髓母细胞瘤患者的精准治疗策略。
