建立質譜定量分析策略以應用於癌症特定突變蛋白質之腫瘤蛋白質基因體學研究

隨著癌症基因體之高通量及系統性定序法的發展，我們已能全面鑑定可能會致癌之體細胞突變基 因。然而，從基因到表達出蛋白質是經由嚴密的轉錄及轉譯調控，其過程尚待釐清，文獻曾提出許多 mRNA會被無意義介導降解或轉譯以至於無法產生穩定且具有功能的蛋白質，此外，轉譯後修飾的改 變促使蛋白體功能多樣化，也與人類疾病的發生息息相關，但從突變基因所製造出的突變蛋白質表現 量及轉錄後修飾程度仍未被詳細探討。以質譜為基礎的蛋白體技術是準確鑑定胜肽及蛋白質的主要工 具，而胜肽鑑定須根據由基因體或轉錄體所產生的蛋白質序列資料庫，透過腫瘤蛋白質基因體學此一 新領域的發展，意即整合蛋白體與具有突變之癌症基因體之研宄，將有助於確認蛋白質轉譯並鑑定專 一於癌症之突變蛋白質。在此計畫中，我們著重於開發以質譜為主之定性與定量策略，應用於癌蛋白 質上專一突變及後轉譯修飾(磷酸化與醣化)之腫瘤蛋白質基因體學研宄。為了建立並印證新技術，我 們以非小細胞肺癌與現今臨床使用之標靶治療標的EGFR激酶區域突變為研宄模式。肺腺癌病人中 EGFR激酶區域上的突變已知與EGFR抑制劑的治療反應相關，但到目前為止，不同的突變所導致 EGFR蛋白質表現量與後轉譯修飾的變化仍不清楚。 在此計畫中，我們提出數種以質譜為主之技術平台：（1)由於内生性突變EGFR蛋白的含量很低， 我們將建立親和純化質譜法，用在不同非小細胞肺癌細胞株上偵測EGFR突變蛋白以及其磷酸化、醣 化之變化量；（2)利用次世代定序法以及 UniProt、COSMIC、1000 Genome 與 The Cancer Genome Atlas 中基因體資料來建立客製化EGFR突變胜肽序列資料庫；（3)合成突變胜肽並進行串聯質譜分析以建立 突變胜肽圖譜庫，經由圖譜相似度比對來協助確認鑑定突變胜肽的可靠性;（4)建立雨種質譜分析策略: (i)純化之EGFR蛋白進行串聯質譜分析，利用客製化EGFR突變胜肽序列資料庫進行突變胜肽鑑定， 並比對突變胜肽圖譜以提高鑑定可信度；（ii)針對EGFR原生及突變胜肽進行多重反應監測質譜分析， 用於測量其在細胞中之絕對濃度。我們期許此計畫所發展的質譜分析技術將會是腫瘤蛋白質基因體學 的研宄利器，並有助於探討體細胞突變蛋白質及其磷酸化、醣化改變與癌症進程的相關性。