Quantitative proteome profiling of well-differentiated thyroid cancer and anaplastic thyroid cancer using isobaric labeling

Abstract

Thyroid cancer is the most common endocrine cancers that is expected to see more than 56,000 new cases in the United States in 2018. Annually, thyroid cancer claims more than 2,000 lives in the United States alone. However, despite its prevalence, the high-survival rate has caused research into thyroid cancer to stagnate compared to other cancers as it is deemed relatively innocuous. Consequently, the thyroid cancer proteome remains largely unexplored despite identifying oncogenes and their associated mutations at the mRNA level via microarrays. Since benign types of thyroid cancer have the propensity to devolve into malignant forms, it is imperative to profile the thyroid cancer proteome to achieve a comprehensive understanding of the disease. In this study, both differentiated and undifferentiated variants of thyroid carcinoma were studied using mass spectrometry. Samples obtained from 14 patients were analyzed using an Easy-nLC 1000 coupled with a Q-Exactive mass spectrometer. A total of 7071 proteins were identified, of which 6215 were quantifiable. EIF2 and Rac Signaling Pathway were found to be significantly altered as WDTCs progress into ATCs in RAS and BRAF, respectively.

갑상선암은 매년 미국의 인구 기준으로 56,000 건의 새로운 사례가 발병하고 2000 명의 인명피해를 끼치는 종양질환이다. 높은 유병률을 보유하고 있음에도 불구하고 양성질환의 생존률이 높기 때문에 갑상선암의 위험이 낮게 평가되고 있다. 기존에 유전체학 연구를 통해 종양 형성 유전자들과 그에 관련된 돌연변이들을 발견했지만 사상자가 많이 없기 때문에 다른 암에 비해 갑상선과 갑상선암에 관한 단백체 연구가 적극적으로 진행되고 있지 않다. 양성 질환의 갑상선 암이라도 악성 질환으로 변할 가능성을 배제할 수 없기 때문에 프로테움 프로파일링을 통해 갑상선암을 포괄적인 측면에서 연구할 필요가 있다. 본 연구에서는 분화갑상선암과 비분화 갑상선암을 질량 분석기를 사용하여 분석하였다. 총 18명의 환자에게로부터 얻은 시료들을 Easy-nLC 1000와 Q-Exactive 질량분석기를 이용하여 7071개의 단백질들을 동정하였고 6215개의 단백질들을 적량하였다. 분화갑상선에서 비분화갑상선으로 진행되는 과정에 RAS Progression에서 EIF2 Signaling Pathway와 BRAF Progression에서 RAC Signaling Pathway가 유의적으로 변하는 것을 확인하였다.