脑是人类最重要的器官之一，不论脑中的肿瘤为良性或恶性，一旦在脑中压迫到任何部分，都会造成人体不同功能的损伤。加上脑组织的复杂程度高过其他任何部位，更增添了治疗上的困难，这也是脑癌棘手之处。脑癌又可分为原发性脑癌及由其他部位转移至脑的转移性癌症。发生在儿童身上者多为原发性脑癌，而一般来说，严重的肝癌、乳腺癌、肺癌等，最后扩散成脑癌的现象也很常见。小儿脑瘤是小儿时期最常见的肿瘤，在小儿恶性疾病中的发病率仅次于白血病，小于15岁的小儿颅内肿瘤约占全年龄组颅内肿瘤的15.5%，其高发年龄为5-8岁。小儿颅内肿瘤中以神经胶质细胞瘤最多见，包括幕上和小脑星形胶质细胞瘤，脑干胶质瘤，室管膜瘤等。
近年来，随着串联质谱的蛋白质组学技术和高通量基因组测序技术的迅速发展,大大促进了组学之间的交叉和融合,作为基因组学和蛋白组学的一个集合,蛋白质基因组学(Proteogenomics)应运而生。蛋白质基因组学的核心任务是获得足够深度和广度的蛋白质组,转录组和基因组等数据,并将所获得的组学数据进行整合分析,以便从整体的层面进行系统生物学研究。显然,蛋白质基因组学的研究涉及到蛋白质组和基因组数据的获取及后续的交叉大数据分析。
近日，一项空前规模的“蛋白质基因组学”研究，分析了儿科脑瘤涉及的蛋白质、基因和RNA转录，以便对这类肿瘤有更全面的了解。这一结果可以帮助医生更准确地识别不同类型的肿瘤和治疗方法。相关研究于近日发表在《CELL》上。
深入“世界”
蛋白质基因组学是蛋白质组学和基因组学交界的一个研究领域。虽然基因组是蛋白质的蓝图，但这些蛋白质才是人体每个活细胞的主力。为了理解基因组，人们需要对蛋白质组有充分的理解，包括其翻译后修饰（PTM）。虽然单细胞RNA已被广泛应用于癌症研究，但在单细胞水平上，深层蛋白质组分析尚不可行。所以现在，基于较大组织的质谱分析是进行大规模蛋白质组学和PTM鉴定的重要手段。
另一方面，儿科脑瘤是儿童癌症死亡的第二大原因，仅次于白血病。一些儿科脑瘤类型的预后很差，5年生存率不到20%，例如高级别胶质瘤和非典型畸胎样横纹肌样肿瘤。改善患儿的治疗策略迫在眉睫。
该团队科研工作者表示，在治疗儿科脑瘤时，需要精确的药物方法限制危害大脑发育的毒性。尽管在过去的十年里，基于基因组学的精准医学研究付出了巨大努力，但基于基因组信息的儿科脑瘤靶向治疗在很大程度上都不成功。因此，我们希望深入蛋白质‘世界’，对这些肿瘤有新的认识，而这在本研究之前一直是一个缺失环节。
一般来说，儿科癌症，尤其是儿科脑瘤，具有相对较低的突变。科研人员表示。因此，对这些肿瘤功能分子生物学的全面描述，包括蛋白质基因组分析，对于更好地理解和治疗儿科脑瘤是至关重要的。
首个全面调查
基于此，医院等组织机构的研究人员，收集并分析了儿童多种类型脑瘤的遗传、基因组和蛋白质组数据。其中包括代表7种组织学诊断（包括低度神经胶质瘤（LGG），室管膜瘤（EP），高度神经胶质瘤（HGG），髓母细胞瘤（MB），神经节神经胶质瘤，颅咽管瘤（CP）和非典型性类畸形横纹肌瘤（ATRT））的来自位病人的个肿瘤样本的基因组学、转录组学以及广泛蛋白组学和磷酸化蛋白组学分析。通过液相色谱和串联质量标记（TMT）的三级质谱分析个组织样品，他们力求证明将蛋白质组学和磷酸化蛋白质组学纳入这项大规模多组学研究中有利于推动临床工作的进展。
基于蛋白质组学的小儿脑肿瘤聚类
图自：cell.