【Research】上海交大肖华/曹成喜教授联合美国胡深教授关于肺癌口腔微生物组的宏蛋白质组学分析

近日，上海交通大学生命科学技术学院肖华教授与合作者发表研究论文“In-Depth Metaproteomics Analysis of Oral Microbiome for Lung Cancer”在中国科协和美国科学促进会共同创办的综合性科技期刊《Research》。该研究创建了宏蛋白质组学研究新策略，从微生物功能的执行者——蛋白质的水平对微生物组开展了深入探究，实现了口腔微生物组的深度宏蛋白质组学解析，并为发现肺癌与微生物组紊乱之间的关系提供了新线索。

https://spj.sciencemag.org/journals/research/2022/9781578/

研究背景

由于与肠道微生物组相比，口腔微生物组中宿主干扰相对较高而细菌丰度较低，因此需要更专门的样品预处理方法来提高细菌鉴定的效率 , 以前的大多数研究都忽略了这一点。在癌症发展过程中，口腔和肠道微生物组中的某些低丰度细菌通常会促进致癌作用。此外，微生物组中的低丰度细菌之间存在重要的功能相互作用。失去其中一些可能会导致微生物群落多样性低，这通常与生态失调和疾病有关，甚至可能作为癌症诊断及其预后的标志物。低丰度细菌的这些特征使其成为癌症发展中重要且具有吸引力的研究对象，值得进一步研究。

目前，大多数关于宏蛋白质组学的方法开发研究都集中在计算分析上。据了解，只有少数研究认识到样品预处理和分馏的价值，这可以降低微生物组样品的复杂性以进行全面分析。在这项研究中，研究人员开发了一种基于 FFIEF-MS 的元蛋白质组学方法，以在分类组成和功能水平上对人类口腔微生物组进行深入分析，并为口腔微生物组与口腔微生物组之间的关系提供新的见解。

研究策略

研究人员开发了一种元蛋白质组学策略，总共鉴定了22335个带有分类注释的肽，其中12840个是细菌肽，对应于3647个细菌蛋白。同时，人源肽和蛋白质的数量分别为9495和974。

用于分析人类口腔微生物组的元蛋白质组学工作流程，（a）在方法开发阶段，口腔微生物组通过以下方式处理： (i) 直接分析，其中样品直接离心以获得颗粒并提取蛋白质进行宏蛋白质组学分析；(ii) 预处理，通过差速离心和过滤对样品进行预处理，以去除口腔中的干扰物；(iii) 使用 FFIEF，通过 FFIEF 对样品进行分馏，以降低微生物组的复杂性并丰富低丰度细菌，以深入分析口腔微生物组。在方法应用阶段，样品经过优化的基于 FFIEF-MS 的元蛋白质组学工作流程。(b) 已鉴定的细菌和人类肽的总数。

研究意义

肺癌是全球所有癌症死亡的主要原因，其 5 年生存率低，有时免疫治疗效果不佳，因此，以方便、无创的方式检测肺癌并探索其发展机制具有重要意义。这是第一次在肺癌患者中发现上调的有核梭菌及其与下调的自然杀伤细胞介导的细胞毒性的关联。

总之，研究开发了一种基于 FFIEF-MS 的元蛋白质组学策略，该策略显著减少了来自宿主的干扰，富集了低丰度细菌，将复杂的微生物群分成不同的部分以简化下游分析，并整合了分类/功能分析。

数据表明，FFIEF-MS 方法是提高宏蛋白质组学分析灵敏度的稳健且有前景的策略，在研究癌症微生物组的功能扰动方面具有独特的优势。它可能在研究人类微生物组与其他人类疾病之间的机制方面具有更广泛的应用。（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://news.sjtu.edu.cn/jdzh/20221019/175290.html

https://spj.sciencemag.org/journals/research/2022/9781578/

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。