Il cancro ovarico è un cancro ginecologico comune con elevata mortalità ma meccanismo molecolare poco chiaro1,2. La maggior parte dei tumori ovarici sono diagnosticati in fase avanzata, che ostacola seriamente la terapia. I cambiamenti mitocondriali sono un segno distintivo dei tumori ovarici umani e i mitocondri sono i centri del metabolismo energetico, della segnalazione cellulare e dello stress ossidativo3,4,5,6,7. Approfondimenti sui cambiamenti del proteoma mitocondriale nei tumori ovarici rispetto al controllo del tessuto ovarico beneficeranno una comprensione approfondita dei meccanismi molecolari del cancro ovarico e la scoperta di biomarcatori e bersagli terapeutici efficaci e affidabili. Il metabolismo mitocondriale è stato proposto e riconosciuto come un obiettivo per la terapia del cancro, e la terapia antimitocondriale potrebbe in ultima analisi essere molto utile per prevenire la ricorrenza e la metastasi del cancro8. La profilazione metabolica individuale è già praticata come strumento utile per la stratificazione del cancro e le strategie predittive9,10.
L'obiettivo a lungo termine di questa ricerca è quello di sviluppare e utilizzare un metodo proteomico mitocondriale quantitativo per studiare il cancro ovarico per chiarire le alterazioni del proteoma mitocondriale tra il cancro ovarico e controllare i tessuti ovarici, e le loro alterazioni della rete molecolare da un angolo multio-omico sistematico11,12, che si tradurrà nella scoperta di biomarcatori molecolari mirati ai mitocondri13 per chiarire i meccanismi molecolari del cancro ovarico, previsione e trattamento personalizzato dei pazienti affetti da cancro ovarico. I tag isobarici per la quantificazione relativa e assoluta (iTRAQ) che etichettano3,4 sono un metodo efficace per quantificare i cambiamenti delle proteine mitocondriali. La preparazione di campioni mitocondriali di alta qualità dal cancro ovarico umano e dai tessuti ovarici di controllo sono il prerequisito per l'analisi quantitativa iTRAQ dei proteomi mitocondriali3. La preparazione mitocondriale abbinata alla proteomica quantitativa iTRAQ è stata utilizzata con successo in programmi di ricerca a lungo termine sul proteoma mitocondriale del cancro ovarico umano, tra cui l'istituzione di mappe di riferimento proteoma mitocondriali3, l'analisi dei profili mitocondriali espressi in modo differenziale4,14 e modifiche post-traduzionali, compresa la fosforolanazione, che ha già portato alla scoperta di importanti percorsi di segnalazione cambiamenti di rete nei tumori ovarici umani5, comprese le alterazioni del metabolismo energetico4, metabolismo dei lipidi e mitofagia dei sistemi di percorsi3.
Studi precedenti hanno scoperto che la centrifugazione differenziale-velocità in combinazione con la centrifugazione del gradiente di densità è un metodo efficace per isolare e purificare i mitocondri dal cancro ovarico umano e controllare i tessuti ovarici3,4,5,14. L'etichettatura iTRAQ abbinata a un forte scambio di cation (SCX)-liquid qromatotry (LC)-tandem mass spectromate (MS/MS) è la tecnica chiave per rilevare, identificare e quantificare le proteine dai campioni mitocondriali preparati.
Qui vengono descritti protocolli dettagliati per la preparazione mitocondriale abbinati a proteomica quantitativa iTRAQ. Questi sono stati utilizzati con successo nell'analisi dei proteomi mitocondriali del tessuto ovarico umano. I protocolli includono la preparazione di campioni, la centrifugazione a velocità differenziale, la centrifugazione del gradiente di densità, la valutazione della qualità dei campioni mitocondriali, la digestione delle proteine con trippsina, l'etichettatura iTRAQ, la frazione SCX, l'LC, la MS/MS, la ricerca nel database e l'analisi quantitativa delle proteine mitocondriali. Inoltre, questo protocollo si traduce facilmente per analizzare altri proteomi mitocondriali del tessuto umano.