心血管疾?。–VD）和癌癥之間存在復雜的相互作用，其中動脈粥樣硬化性心血管疾病（ASCVD）與前列腺癌（PC）的發(fā)生發(fā)展密切相關，這兩種疾病的共存會加速PC的轉(zhuǎn)移進程，顯著惡化患者的預后。盡管目前有針對前列腺特異性抗原篩查等診斷手段，但其特異性不足，難以精準識別高風險患者。
2025年3月1日，美國奧古斯塔大學喬治亞醫(yī)學院心血管科Avirup Guha團隊在Chemical Engineering Journal (IF 13.3) 發(fā)表文章“AI-driven prediction of cardio-oncology biomarkers through protein corona analysis”。利用基于納米顆粒的蛋白質(zhì)冠分析結合質(zhì)譜分析、AI機器學習和因果關系分析，識別出與血漿中ASCVD和轉(zhuǎn)移性前列腺癌（mPC）相關的關鍵蛋白質(zhì)和通路，為心血管腫瘤學領域提供新的診斷思路和治療靶點。
樣本分組：nmPC 無 ASCVD（n=5）;
mPC 無 ASCVD（n=10）；
nmPC + ASCVD(n=10);
mPC + ASCVD(n=10)共35例血漿樣本
注：轉(zhuǎn)移性前列腺癌（mPC）；非轉(zhuǎn)移性前列腺癌（nmPC）
創(chuàng)新性蛋白標志物篩選：通過開發(fā)血漿蛋白冠富集技術結合質(zhì)譜分析，并整合AI機器學習與因果分析，鑒定出22種與ASCVD和mPC強相關的潛在生物標志物，如CCT7和TBXAS1。
關鍵致病因子解析：基于因果分析，首次明確TBXAS1是促進ASCVD和mPC進展的關鍵致病因子，揭示其在血管重塑和腫瘤進展中的作用。
技術方法學突破：研究證實，蛋白冠富集技術可顯著提升血漿低豐度蛋白的檢出，可以顯著提高生物標志物檢測的靈敏度和特異性。
研究團隊采用創(chuàng)新的納米顆粒蛋白冠富集技術，在35例血漿樣本中共鑒定了887種蛋白質(zhì)，其中260種蛋白質(zhì)在所有樣本中均有檢測到，并分析了共有蛋白的在不同組中的表達差異（圖2A-C）。GO富集分析顯示，與僅有mPC的患者相比，mPC合并ASCVD患者中，與補體激活、纖溶、凝血、先天免疫反應以及Arp2/3復合體介導的肌動蛋白成核相關的通路顯著富集（圖2D）。此外，這些患者組還表現(xiàn)出獨特的通路激活模式。
圖2：基于蛋白質(zhì)冠富集技術的血漿蛋白質(zhì)組學分析
研究團隊采用LASSO邏輯回歸模型，對血漿蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)進行特征選擇（圖3A），并確定了一組與轉(zhuǎn)移顯著相關的蛋白，分別識別出12種與ASCVD密切相關以及11種與轉(zhuǎn)移密切相關的蛋白質(zhì)（圖3B-C）。其中TCP1亞基7的分子伴侶蛋白（CCT7）是唯一與兩種疾病都相關的蛋白質(zhì)，在mPC和ASCVD患者中均顯著上調(diào)，表明其作為雙重生物標志物用于同時監(jiān)測兩種疾病的潛力。
圖3：機器學習篩選血漿蛋白標志物
因果分析中，研究團隊最初分析了887種蛋白質(zhì)，但由于樣本量有限（僅35個），算法識別出400種潛在因果蛋白，難以有效區(qū)分真實因果關系。最終，團隊聚焦于與ASCVD或mPC強相關的22種蛋白質(zhì)，確定血栓素A合成酶1（TBXAS1）、肌動蛋白β和真核翻譯起始因子5A-1是ASCVD的致病因子，TBXAS1也是mPC的致病因子。將TBXAS1確定為ASCVD和mPC的共同致病因素，表明其在兩種疾病的發(fā)病機制中發(fā)揮關鍵作用。
圖4：因果分析確定致病因子
這項研究通過整合基于納米顆粒的蛋白質(zhì)冠富集技術、質(zhì)譜分析、機器學習和因果分析，揭示了與ASCVD和mPC相關的關鍵蛋白質(zhì)和通路，其中CCT7和TBXAS1作為ASCVD和mPC的潛在生物標志物脫穎而出，值得一提，TBXAS1在傳統(tǒng)血漿蛋白質(zhì)組學分析中未被檢測到，但在蛋白質(zhì)冠富集分析中可檢測到，也凸顯了蛋白質(zhì)冠富集分析在血漿生物標志物發(fā)現(xiàn)中的優(yōu)勢。
@2024北京青蓮百奧生物科技有限公司 京ICP備17052224號
