Extracellular Vesicular Analysis of Glypican 1 mRNA and Protein for Pancreatic Cancer Diagnosis and Prognosis

细胞外囊泡Glypican 1 mRNA和蛋白与胰腺癌诊断和预后的分析

Hong Li, Chung-Pin Li，L. James Lee。et al. Extracellular Vesicular Analysis of Glypican 1 mRNA and Protein for Pancreatic Cancer Diagnosis and Prognosis [J].Advanced Science, 2024,11,2306373

主讲人：李德重，2024年8月11日

研究背景：

1、胰腺癌的5年生存率极低，综合生存率<10%，其中胰导管腺癌(Pancreatic ductal adencarcinoma, PDAC)是最常见的类型。且目前早期诊断方法仍然缺乏，早期胰腺癌患者的症状有限，X射线和CAT扫描等传统成像技术需要瘤体一定体积且准确率有限。对于金标准病理穿刺活检，是有创检查，且对于肿瘤处于不同位置，也极其考验施术者临床水平，目前，临床实践中PDAC的主要分子诊断方法包括评估基于血液的蛋白质生物标志物，如糖类抗原19-9 (CA19-9)。然而不同患者表现出的CA19-9准确性也不够高。因此开发一种新的液体活检技术用于胰导管腺癌的早期诊断是十分重要的。

2、其中，细胞外RNA和蛋白质在血液和其他体液中表现出稳定性，部分原因是它们被包裹在细胞分泌的细胞外囊泡(EVs)内，如外泌体和微囊泡。捕获EV并对其稳定的RNA和蛋白质进行检测，是开发非侵入性癌症检测方法的一种很有前途的策略。3、Glypican-1 (GPC1)在PDAC、乳腺癌、食管鳞状细胞癌、胶质母细胞瘤、结直肠癌、肝细胞癌、宫颈癌等多种癌症类型中的表达均显著升高。转染GPC1 RNAi已被证明能够阻碍培养的结直肠癌细胞的有丝分裂反应，证实GPC1是一种潜在的癌症检测生物标志物。4、因此，作者引入了一种免疫脂质体纳米颗粒(ILN)生物芯片测定方法，旨在捕获特定的EV亚群，并在单个EV水平上检测GPC1 mRNA及其相应翻译蛋白的含量。

研究内容：

  Lee等人设计了一种免疫脂质体纳米颗粒(ILN)生物芯片分析技术，表明特定癌基因的激活可以导致血液循环中的细胞外囊泡(EVs)中mRNA及其相应蛋白的表达升高。利用免疫脂质体纳米颗粒(ILN)生物芯片分析，研究结果表明，Glypican 1 (GPC1) mRNA在富含外泌体(Exo)的EV亚群中表达，GPC1膜蛋白(mProtein)在富含微囊泡(MV)的EV亚群中表达，特别是肿瘤相关微囊泡(tMV)，可作为PDAC的可行生物标志物。联合分析有效区分早期PDAC患者与良性胰腺疾病和来自多家医院的大量临床健康供体。此外，在接受化疗的晚期PDAC患者中，治疗前较低的GPC1 tMV-mProtein和Exo-mRNA表达与延长总生存期显著相关。这些发现强调了囊泡GPC1表达在早期PDAC筛查和化疗预后中的潜力。

要点:

1. 作者利用分子信标（MB）以及荧光抗体同时对mRNA以及膜表面蛋白进行检测分析。

2. 作者根据不同的细胞外囊泡（EVs）特殊性确定了不同的检测标志物，外泌体（Exo）检测GP1C-mRNA，肿瘤相关微泡(tMVs)检测GP1C-mProtein获得了准确性更高的肿瘤标志物。

3. 作者对比了传统肿瘤标记物CA19-9和GP1C-mRNA+GP1C-mProtein联合分析的诊断效能。

4. 作者通过芯片检测引入了GP1C-mRNA+GP1C-mProtein表达对于晚期胰导管腺癌化疗后的预后分析更贴近临床。

5.本文特别偏向于临床运用，通过多个医院获得了大量临床标本，并且在细胞外囊泡提取方法上采用了市售试剂盒，相对于离心法提取外泌体节省了时间。

总结和展望：

在这项研究中，作者证明了由致癌激活引起的单个基因，如GPC1与PDAC密切相关。通过捕获和表征外泌体主导的EV亚群(Exo)中的GPC1 mRNA表达，以及其在肿瘤相关微泡(tMV)中的膜蛋白表达，利用来自多家医院的大量临床样本，展示了GPC1 tMV-mProtein和Exo-mRNA的双重表达在早期PDAC筛查中具有良好的潜力。通过在Exo-mRNA/tMV-mProtein检测中加入传统的CA19-9蛋白标记物，与单独检测CA19-9相比，联合检测可以达到卓越的灵敏度、特异性和准确性。此外，GPC1 Exo-mRNA和tMV-mProtein的表达在晚期化疗患者的PDAC预后中显示出前景。