美国癌症研究协会（AACR）年会是历史最悠久、规模最大的肿瘤研究学术盛宴，也是全球癌症研究及新药研发的风向标，会议汇集了肿瘤研究的最新进展。今天我们回顾一下 AACR 2022 有哪些我们不容错过的肿瘤磷酸化蛋白组学研究。 蛋白的磷酸化是一种可逆修饰，依靠多种激酶和磷酸酶实现复杂而精准的生物调控，在细胞增殖、存活、凋亡、代谢、转录以及分化中具有重要作用。蛋白的磷酸化异常通常会导致细胞增殖紊乱，致使肿瘤发生，因此磷酸化蛋白质组学已经成为癌症研究及肿瘤药物研发的热点领域。
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本次 AACR 会议收录了来自 5 个国家的 16 篇磷酸化蛋白质组学研究摘要。
从内容上来看，关于靶点发现的内容最多，有 6 篇文章；其次是肿瘤耐药性及肿瘤分型，分别有 4 篇文章；另外还有 1 篇有关种系突变与体细胞突变关系的机制研究，和 1 篇介绍磷酸化在线生物信息分析工具的研究。
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图2：内容及样本类型
从靶点上看，文章涉及的靶点非常广泛，不仅包括传统的酪氨酸激酶（RET、CLK3、EGFR等）和丝苏氨酸激酶（CDK9、mTOR、AKT等），还包括非激酶靶点，如：免疫B细胞跨膜受体 CD22、热休克蛋白 HSP90、DNA 结合蛋白 SOX9 等，说明磷酸化蛋白组学同样适用于其他非激酶靶点的发现。
图3：靶点
从样本类型和样本数目上看，主要为细胞和临床病例，还包括 1 篇 PDX 模型用于验证分析，其中利用临床病例进行药物靶点发现的文章收录了 32 例患者，而分子分型收录的病例数相对较多，分别有 26 例、75 例和 143 例。
从癌症类型上看，摘要共涉及 9 大癌种，包括：
结直肠癌（2）、
成神经细胞瘤（2）、
胶质瘤（2）、
卵巢癌（2）、
前列腺癌（1）、
甲状腺髓样癌（1）、
白血病（1）、
肺癌（1）、
膀胱癌（1）
还有 3 篇为泛癌分析，说明磷酸化蛋白质组学在癌症研究领域具有广泛的应用。
图4：癌症种类
以下是精选的 8 篇摘要内容概述：
2958号摘要来自芬兰University of Turku大学Westermarck团队。他们用磷酸化组学发现了PP2A磷酸酶及相关磷酸化位点是癌症表观遗传调控的关键开关。
RAS激酶介导的致癌转化需要同时抑制PP2A磷酸酶，但二者相互作用的分子基础尚不清楚。首先，作者用转录组学和表观组学发现RAS和PP2A的功能会聚到对表观遗传的调控。随后，磷酸化蛋白组学发现了RAS和PP2A是通过调控gene repressor complex上的关键磷酸化位点开关，在全局地调控表观遗传。这一研究为靶向PP2A的疗法提供了新的依据和思路。
3607号摘要来自美国科罗拉多大学Kohler团队。他们用磷酸化组学找到了CD22-CART低抗原耐药的分子机制，并设计验证了能克服耐药的新CART。
CART的临床效果受抗原水平的影响很大，比如CD22-CART的临床试验表明，虽然大于70%的患者能实现完全缓解，但他们中的绝大部分都会复发。复发癌细胞的CD22抗原水平低于CART起效所需要的水平。作者用磷酸化组学对比了CART在识别CD22抗原高水平和低水平癌细胞情况下的细胞信号，发现LAT蛋白的多个磷酸化位点在CD22低水平的情况下没能被激活。于是，作者针对性地设计了包含激活态LAT的新CART（ALA-CART）, 在动物模型中表现出优秀的对CD22低水平癌细胞的杀伤力和持久疗效。
3912号摘要来自美国国家癌症研究所Lowy团队。他们开发了一个网页可视化工具cProSite来展示和分析CPTAC积累的海量癌症蛋白组学数据。
不需要精深的生物信息训练或繁琐的分析代码，cProSite能给普通生物学工作者提供以下功能：
1) 不同癌症或癌旁组织蛋白表达水平对比
2）不同癌症或癌旁组织的蛋白磷酸化水平或相对该蛋白总量的磷酸化水平对比
3）两个蛋白的表达水平，磷酸化水平或相对磷酸化水平的相关性分析
4）蛋白组学数据与转录数据的相关性分析。
目前，它收录了11种癌症的数据。cProSite源代码可于github上公开查看。开发记录显示它正在活跃开发中。
4014号摘要来自美国哥伦比亚大学Lavarone团队。他们用磷酸化组学为胶质母细胞瘤4种特征亚型中的三种找到了靶点。
多组学确定4种分子分型以后，作者用磷酸化组学为其中的三个亚型找到了可以干预的靶点：分别是DNA-PK激酶, PKC激酶和OXPHOS氧化磷酸化通路。作者还对这些靶点进行了实验验证。为了指导临床病人快速精准分型，作者还开发并公开了分型算法。该算法可用于评估更多的回顾性临床研究样本或作为前瞻性临床研究的病人入组工具。
6192号摘要来自新加坡中央医院Wong团队。他们用磷酸化蛋白质组学发现在结直肠癌患者中 ERK/AKT 可能*不*是 KRAS 信号通路被抑制时的效应器。
由于KRAS蛋白的特殊结构，抑制剂很难与之结合，因此许多学者专注于设计抑制 KRAS 下游信号通路（如RAF/MEK/ERK 和 PI3K/AKT）的靶向药物，然而迄今为止仍未见针对结直肠癌（CRC）的临床应用。作者运用磷酸化蛋白组学发现，肿瘤组织中 phospho-ERK1/2 和 phospho-Akt1/2/3 水平与癌旁组织相当，甚至更低，而且与 KRAS 突变状态和肿瘤阶段无关。转录组学结果也表明 RAF/MEK/ERK 信号通路在 CRC 中并没有被激活。由此表明，抑制 RAF/MEK/ERK 和 PI3K/AKT 信号可能对 CRC 无效反而有害，因为在癌旁组织中发现了磷酸化 ERK1/2高度表达，说明其可能与结肠的正常功能相关。因此需要重新评估 RAF/MEK/ERK 或 PI3K/AKT 作为药物试验生物标志物的合理性。
154号摘要来自美国罗斯威尔公园综合癌症中心Gelman团队。他们利用磷酸化蛋白组学发现了新的 AKT 亚型首选底物并且可作为抑制转移性前列腺癌 (mPC) 的潜在靶标。
PI3K/AKT 抑制剂对 PC 疗效不佳可能与 PI3K 和 AKT 存在多种异构亚型相关，作者前期研究表明 mPC 肿瘤进程主要依赖于 AKT2-信号通路，而传统的分析方法无法区分AKT首选直接底物和间接底物，为解决这一问题，作者采用了新型的磷酸化蛋白组学方法。首先作者发现了很多 AKT 亚型的特异性、首选和共享底物，其中包括很多以前未被识别到的底物。同时作者还比较了 PTEN 基因及 AKT 不同亚型引起的磷酸化差异，结果发现二者并不相关，这表明 PTEN 除了可以导致 AKT 激活外，还可能具有其他作用。这些数据将有助于开发用于抑制 mPC 进程的 AKT 亚型特异性抑制剂。
165号摘要来自美国亚利桑那大学Thorne团队。他们利用磷酸蛋白质组学发现协同抑制激酶 GSK3 和 CLK3 可以杀死肿瘤细胞，其作用机制可能与 WNT 通路相关。
GSK3 是一种与细胞增殖等多条信号通路密切相关的激酶，为找到与之相互作用最强的激酶，作者首先开展了激酶组学的研究，结果发现激酶 CLK3 与 GSK3 相互作用最强。CLK3 是 CDC 样激酶家族成员之一，是一种双特异性激酶，同时也是结肠癌预后不良的生物标志物。随后作者进行了磷酸蛋白组学和转录组学的研究，发现 CLK3 可能会影响 mRNA 剪切，进而促进 WNT 信号通路，导致肠祖细胞的干性及肿瘤的形成。这些数据突出了 CLK3 在肠肿瘤干细胞中起着关键的调节作用。
406号摘要来自瑞典隆德大学Julhash Uddin Kazi团队。他们利用磷酸蛋白质组学揭示了化疗中的耐药机制。
受体酪氨酸激酶 AXL 的组成性激活是化疗耐药的一个重要现象，但其机制并不明确。作者首先开展了一系列体外实验，当 AXL 被敲低时，细胞迁移率和肿瘤形成效率降低，而且 AXL 抑制剂与化疗具有协同作用。随后作者进行了磷酸化蛋白组学研究，结果表明，AXL 的过表达及其酪氨酸磷酸化可能是导致化疗耐药的原因。另外，酪氨酸激酶抑制剂会导致 AXL 表达上调，而 CDK9 抑制剂则可以完全阻断 AXL 表达。因此，激活激酶信号是遏制AXL 必需的，也是靶向AXL解决化疗耐药所必需的。
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随着磷酸化蛋白质组学的快速发展，已经大大加深并将持续推进人们对肿瘤等疾病的认知和理解。
基因组技术在过去十几年创造了巨大价值。未来，蛋白质组学将带来更加广阔的空间。
