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在蛋白质组学研究中，非经典翻译产物的鉴定和功能阐释至关重要却困难重重。为突破这一困境，研究人员聚焦胃癌，通过构建参考库和超滤串联质谱等技术，发现众多新肽并明确其功能。这为胃癌诊疗提供新视角，极具意义。
在生命科学的探索旅程中，人类基因组测序虽已取得重大进展，但仍有诸多奥秘等待揭开。目前，蛋白质编码区域仅占人类基因组的约 1%，而大量非编码区域产生的非编码 RNA（ncRNAs）曾被视为 “垃圾 DNA” 。然而，近年来研究发现，ncRNAs 具有编码新肽的潜力，这些新肽在细胞活动和疾病发展中可能扮演重要角色。但由于新肽序列短、丰度低，缺乏全面参考数据库和靶向策略，其鉴定和功能研究面临巨大挑战。在癌症领域，胃癌作为全球第五大常见癌症，具有高异质性，且缺乏早期诊断标志物和靶向疗法。对胃癌相关新肽的系统研究，有望为其诊断和治疗开辟新路径，这也正是开展此项研究的重要原因。
浙江大学等机构的研究人员针对上述问题展开深入研究。他们通过一系列实验和分析，发现了大量此前未注释的新肽，并对其功能进行了深入探究。该研究成果发表在《Cell Research》上，为胃癌的诊疗提供了新的方向和理论依据。
研究人员运用了多种关键技术方法。首先，利用 Ensembl 的人类转录数据重新组装参考转录组，构建了包含 11,668,944 个潜在开放阅读框（ORF）的参考库（RLNPORF）。接着，采用超滤串联质谱（MS）技术，对胃癌相关样本进行检测，以鉴定新肽。此外，运用 CRISPR 筛选技术，评估新肽对癌细胞增殖的影响，并通过多种分子生物学实验对筛选结果进行验证 。
下面来看具体的研究结果：
- 新肽的鉴定：研究人员利用构建的参考库和超滤串联 MS 技术，从正常胃组织、胃癌组织和细胞系中成功鉴定出 8945 种此前未注释的新肽，其中近一半来源于 ncRNAs。为有效区分这些新肽，研究人员设计了标准化命名系统。
- 新肽的生物信息学特征：对新肽进行生物信息学分析发现，其编码基因在染色体上的分布与常规基因相似，且新肽对起始密码子有一定偏好。与已知蛋白质相比，新肽的 CPAT 评分和脊椎动物保守性较低 。同时，源自 ncRNAs 的新肽更短，序列保守性更低，但部分新肽序列与已知蛋白质结构域匹配，暗示其具有功能潜力。此外，部分新肽基因的表达与胃癌的组织病理学特征相关。
- 新肽在癌细胞增殖中的作用评估：通过 CRISPR 筛选，研究人员发现 1161 种新肽对 AGS 胃癌细胞的增殖有显著影响，其中近 90% 表现出促增殖表型。进一步分析发现，调节肿瘤生长的新肽具有更高的编码潜力评分、更长的序列和更低的序列保守性。
- 功能肽的验证：研究人员对 250 个高置信度新肽候选物进行深入分子表征，通过多种实验验证了部分新肽的编码能力、翻译效率和内源性表达。对 4 种新肽的功能研究表明，它们在肿瘤细胞增殖中发挥着重要作用，且这些功能依赖于特定新肽的翻译，而非宿主 lncRNA 转录本的作用 。
- 新肽功能预测：研究人员基于 AlphaFold2 结构预测和肽 - 蛋白质相互作用网络构建，对 CRISPR 筛选中具有显著表型效应的前 100 种新肽进行功能预测。结果显示，这些新肽参与多种细胞生物学活动和生理过程，具有多样的亚细胞定位模式 。对 4 种已验证新肽的进一步分析表明，它们与细胞器定位蛋白相互作用，参与细胞器相关通路。
- 新肽功能的体内验证和临床相关性：在体内异种移植模型中，敲除促癌新肽 pep5 - nc - TRHDE - AS1 或过表达抑癌新肽 pep2 - nc - AC027045.3 可有效抑制肿瘤生长，延长小鼠生存期。对胃癌患者肿瘤和正常组织的分析表明，部分新肽的表达与患者预后相关，可作为潜在的癌症生物标志物 。
研究结论表明，该研究全面表征了非经典蛋白质组，揭示了新肽在胃癌发生发展中的关键作用。这些新肽不仅影响癌细胞增殖，还参与细胞代谢等重要过程。研究还发现部分新肽具有作为癌症生物标志物和治疗靶点的潜力。然而，研究也存在一定局限性，如可能存在假阴性结果，部分新肽的存在还需更严格验证等 。未来研究可进一步扩大筛选范围，深入探究新肽的功能和作用机制，为胃癌的诊断和治疗提供更有效的策略。总之，这项研究为非经典蛋白质组的研究开辟了新道路，为胃癌的诊疗带来了新希望，具有重要的科学意义和临床应用价值。
