Изоформы белков могут быть ассоциированы с раком легких

Геном человека состоит из десятков тысяч генов, которые отвечают за синтез огромного числа белков. Это число увеличивается, если принять во внимание все возможные изоформы (протеоформы), возникающие из-за альтернативного сплайсинга, аллельных вариаций и посттрансляционных модификаций. Изучение изоформ белков представляет большой интерес в биомедицине, так как протеоформы одного гена могут иметь разные функции и, соответственно, играть разные роли в клеточных процессах. Протеомный анализ позволяет определить эти изоформы. Ученые из США проанализировали протеомы 188 образцов плазмы крови больных немелкоклеточным раком легких (НМРЛ) и здоровых людей. В результате они обнаружили четыре белка, изоформы которых различались у контролей и группы НМРЛ — костный морфогенетический белок 1 (BMP1), компонент комплемента 4a (С4а), компонент комплемента 1r (C1r) и лактатдегидрогеназа B (LDHB).

До сих пор было выявлено мало изоформ белков, относящихся к раку легких. Большинство исследований ограничивались уже существующими биомаркерами. Целью авторов было проведение независимого и непредвзятого анализа белков.

В исследовании участвовало 80 здоровых контролей и 61 человек с начальной стадией НМРЛ. Их плазму отфильтровали, чтобы снизить «шум», вносимый редкими пептидами. Сохранили 10 280 пептидов и 1 565 белков. Их проанализировали с помощью протеографии и масс-спектрометрии.

Изоформы некоторых белков значительно различались между двумя группами: BMP1, С4а, C1r и LDHB. До этого не было сообщений о роли протеоформ BMP1 в патогенезе, поэтому ученые сосредоточились на этом белке. Авторы отметили, что на уровне белка разницы между BMP1 нет, но на уровне пептидов были обнаружены семь форм, количество которых сильно разнится: уровни первых двух пептидов повышены на ранней стадии НМРЛ, а остальных пяти — у здоровых людей.

Для подтверждения того, что два группы пептидов принадлежат к различным протеоформам, все семь пептидов соотнесли с их генетическими последовательностями, включая четыре известные изоформы транскриптов, и упорядочили их в зависимости от порядка экзонов. Пептиды 1 и 2 оказались в первом сегменте, а пептиды 3–7 — во втором. Первый экзонный сегмент соответствует короткой изоформе BMP1, а второй — более длинной. Предполагается, что короткая изоформа BMP1 лишена способности высвобождать коллаген, что может влиять на развитие микроокружения опухоли. Это говорит о том, что протеоформы BMP1 играют определенную роль в развитии рака легких и могут использоваться в качестве биомаркеров. Предположение подтвердилось при исследовании пациентов на последних стадиях НМРЛ: у них также был повышен уровень короткой формы BMP1, а количество длинной снижено.

То, что были обнаружены только четыре изоформы, может быть объяснено небольшой выборкой пациентов, отсутствием протеоформ в плазме и их наличием в других жидкостях и тканях. Будущие исследования протеоформ могут подтвердить их полезность в качестве маркеров онкологии или откроют возможность их применения в качестве терапевтических мишеней.

Мультиомный анализ крови — инструмент для исследования ожирения