Research press release

ヒトの腫瘍のタンパク質を定量する

Nature Methods

Quantifying human tumour proteins

ヒトの腫瘍組織内のタンパク質を定量する方法が、Nature Methods(電子版)に発表される。この方法は、腫瘍生物学に新たな洞察をもたらす可能性がある。

大規模に細胞タンパク質を研究する「プロテオミクス」は、質量分析法を用いて日常的に行われている。質量分析法で生体試料のタンパク質量を定量測定するために、多くの方法が開発されてきた。その1つが、SILAC法(培養細胞内のアミノ酸による安定同位体標識法)である。SILAC法では、内部定量標準として用いる生体試料内のタンパク質が、「重い」同位体を含むアミノ酸で「標識」され、その質量が質量スペクトル上でシフトする。それが、標識されていない被験試料と比較される。これにより、質量分析法による被験試料の定量分析が、極めて正確なものになる。しかし、通常この方法が適用可能なのは、重いアミノ酸で完全に代謝標識することができる細胞または生物に限られる。

今回M Mannたちは、SILAC法に工夫を加え、代謝標識することができない初代ヒト組織のタンパク質が定量されるようにした。腫瘍を含め、ヒト組織は、異なるレベルでタンパク質を発現するさまざまな種類の細胞から成り立っている。特定の腫瘍に存在する各種の細胞およびタンパク質を分析するため、研究チームは、複数の異なる不死化ヒトがん細胞株の混合物を重いアミノ酸で標識した。この混合物が、腫瘍組織プロテオームの質量分析法による定量で、内部標準として利用された。この「超SILAC」法により、乳がんや脳腫瘍などの初代ヒト腫瘍組織が含むさまざまなタンパク質を正確に定量することができた。

この超SILAC法は、腫瘍生物学研究に有用であるばかりでなく、がんを早期発見するためのタンパク質バイオマーカーの発見への応用も考えられる。

A method for quantifying proteins in human tumour tissue is reported in a paper published online this week in Nature Methods. This approach could lead to new insights in tumour biology.

Proteomics ― the study of cellular proteins on a large scale ― is routinely carried out using mass spectrometry technology. Many approaches have been developed to quantitatively measure protein levels in biological samples by mass spectrometry. One of these methods is known as SILAC, or stable isotope labeling by amino acids in cell culture. Using SILAC, proteins in a biological sample that serves as an internal quantitative standard are marked or 'labeled' with amino acids containing 'heavy' isotopes such that their mass is shifted on the mass spectrum. This is in comparison to the test sample, which is left unlabeled. This allows very accurate quantitative analysis of the test sample by mass spectrometry. However, this method can typically only be applied to cells or organisms that can be fully metabolically labeled with heavy amino acids.

Matthias Mann and colleagues now describe a twist to the SILAC approach that allows them to quantify proteins in primary human tissue, which cannot be metabolically labeled. Human tissues, including tumours, are made up of many different cell types expressing proteins at different levels. To represent the different cell types and proteins found in a particular tumour, the team labeled a mixture of several different immortalized human cancer cell lines with heavy amino acids. They use this mixture as an internal standard for mass spectrometry-based quantification of the tumour tissue proteome. With this 'super-SILAC' method, they were able to accurately quantify a large number of proteins in primary human tumour tissues, including breast and brain tumours.

Besides being useful for the study of tumor biology, the super-SILAC approach could be applied for the discovery of protein biomarkers for the early detection of cancer.

doi: 10.1038/nmeth.1446

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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