Рак яичников является распространенным гинекологическим раком с высокой смертностью, но неясным молекулярным механизмом1,2. Большинство случаев рака яичников диагностируется на продвинутой стадии, что серьезно затрудняет терапию. Митохондриальные изменения являются отличительной чертой рака яичников человека, и митохондрии являются центрами энергетического метаболизма, сигнализации клеток, и окислительного стресса3,4,5,6,7. Глубокое понимание изменений митохондриального протеома при раке яичников по сравнению с контролем тканей яичников поможет углубленное понимание молекулярных механизмов рака яичников, а также открытие эффективных и надежных биомаркеров и терапевтических целей. Митохондриальный метаболизм был предложен и признан в качестве мишени для терапии рака, и антимитохондриальная терапия может в конечном итоге быть очень полезным для предотвращения рецидива и метастазирования рака8. Индивидуальное метаболическое профилирование также уже практикуется как полезный инструмент для стратификации рака и прогностических стратегий9,10.
Долгосрочная цель этого исследования заключается в разработке и использовании количественного метода митохондриальной протеомики для изучения рака яичников для уточнения изменений митохондриального протеома между раком яичников и контроля тканей яичников, и их молекулярные изменения сети от систематического угла мультиомики11,12, что приведет к открытию митохондрий целевых молекулярных биомаркеров13 для уточнения молекулярных механизмов рака яичников, прогнозирование и персонализированное лечение больных раком яичников. Изобарические метки для относительной и абсолютной количественной оценки (iTRA) маркировки3,4 являются эффективным методом количественной оценки изменений митохондриального белка. Приготовление высококачественных образцов митохондрий из рака яичников человека и контроль тканей яичников являются необходимым условием для количественного анализа митохондриальных протеом3. Митохондриальная подготовка в сочетании с iTRA' количественной протеомики была успешно использована в долгосрочных исследовательских программ о человеческом раке яичников митохондриальной протеоме, в том числе создание митохондриальной протеомей3, анализ дифференциально выраженных митохондриальных профилей4,14 и пост-трансляционных модификаций, в том числе фосфогенных изменения сети в рака яичников человека5, в том числе изменения в энергетическом метаболизме4, липидный метаболизм, и митофагии пути-системы3.
Предыдущие исследования показали, что дифференциальная скорость центрифугирования в сочетании с плотностью градиента центрифугирования является эффективным методом для изоляции и очистки митохондрий от рака яичников человека и контроля тканей яичников3,4,5,14. Маркировка iTRA' в сочетании с сильным обменом катионов (SCX)-жидкой хроматографии (LC)-тандемная масс-спектрометрия (MS/MS) является ключевым методом для обнаружения, идентификации и количественной оценки белков из подготовленных образцов митохондрий.
Здесь описаны подробные протоколы для митохондриальной подготовки в сочетании с количественной протеомикой iTRA. Они успешно используются в анализе человеческих раковых опухолей ткани митохондриальных протеомов. Протоколы включают в себя подготовку образцов, дифференциальную скорость центрифугирования, центрифугирование градиента плотности, оценку качества митохондриальных образцов, пищеварение белка с трипсином, маркировку iTRA, фракционацию SCX, LC, MS/MS, поиск базы данных и количественный анализ митохондриальных белков. Кроме того, этот протокол легко переводится для анализа других человеческих тканей митохондриальных протеомов.