解码卵巢癌前病变：空间蛋白组学勾勒输卵管上皮内癌向高分级浆液性卵巢癌的演化进程

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研究背景
高级别浆液性卵巢癌（HGSOC）是卵巢癌中最致命的类型，大多数患者在诊断时已处于晚期，且腹膜转移广泛。尽管对铂类化疗初期反应良好，但极易复发。
过去十多年，基于蛋白质基因组学技术的研究，科学家们已经描绘了HGSOC的基因组特征、蛋白质异常以及与预后、化疗反应相关的通路改变。然而，这些研究大多集中于晚期肿瘤的整体组织，针对真正的前体病变，即输卵管伞端的浆液性上皮癌前病变（STIC），其在蛋白水平上如何偏离正常输卵管上皮（NFTE）、与浸润性癌（IC）的关系，以及其所在的肿瘤微环境如何共同演化，仍缺乏直接性的研究证据。
肿瘤微环境（TME）在HGSOC的种植转移、免疫逃逸及耐药形成中扮演着核心角色，其中细胞外基质（ECM）、癌相关成纤维细胞（CAF）以及多种免疫浸润细胞尤为关键。既往研究已经提示，卵巢癌间质中存在一些高表达的蛋白，如酰胺N-甲基转移酶（NNMT），这些蛋白促进了肿瘤的浸润和转移。然而，关于这些异常基质自何时开始形成、是否在STIC阶段即已出现等问题，仍缺乏具有足够空间分辨率的证据来解答。
2025年11月13日，来自柏林马克斯·德尔布吕克分子医学中心（MDC）等机构的团队在Molecular Systems Biology上发表题为“Spatial proteomics of ovarian cancer precursors delineates early disease changes and drug targets”的最新研究成果。

文章标题

该团队通过激光显微切割结合LC-MS蛋白组学技术，对36例伴有STIC的HGSOC患者进行深度空间蛋白质组学分析，系统描绘了NFTE、STIC、IC及其间质的蛋白图谱，并将胆固醇生物合成末端酶DHCR7/DHCR24锁定为潜在成药靶点。

队列设计
研究团队在同一张组织切片上，分别选取NFTE、STIC病变上皮及IC上皮，并同时获取三者对应的基质区域（NFTE-St、STIC-St、IC-St），在H&E及p53、Ki67、PAX8等免疫组化标记的指导下精确定义病理分区后，利用激光显微切割从每个区域切取约50–100个细胞级别的微区，采用LC–MS/MS（timsTOF Ultra质谱仪），以diaPASEF模式进行质谱检测，在共计192个样本中鉴定超过10,000个蛋白，每个上皮样本中位约7,500个蛋白、基质样本中位约6,000个蛋白（Figure 3A），其检测深度可与大型冷冻组织CPTAC研究相媲美；同时整合了患者的HRD状态（约一半为HRD阳性）、BRCA1/2变异信息、TP53突变类型以及随访生存资料等临床与分子信息（Figure 2B-C）。

Figure 2 空间蛋白质组学设计

研究结论
结论1：STIC与浸润癌蛋白质组极其相似，已具备“完全恶性表型”。
当把NFTE、STIC、IC的上皮蛋白质组一起做主成分分析、聚类时，呈现出几个重要特征：
① NFTE明显与STIC/IC分开：正常上皮有独立的蛋白表达谱，富集的是输卵管正常功能相关通路（Figure 3B-C）。
② STIC与同步浸润癌高度相似：同一患者的STIC–IC蛋白组相关系数中位数高达0.94；双侧STIC的相关性甚至达0.97（Figure 3D）。STIC vs IC只找到9个差异蛋白，说明从蛋白质组层面几乎找不到“典型癌前vs癌”的区别（Figure 3E）。
③ STIC已体现完整的“恶性特征”：相较于NFTE，STIC中Ki67、p53、大量细胞周期/DNA复制/DNA损伤修复等肿瘤驱动蛋白显著上调（Figure 3F-G），说明在多数被诊断为HGSOC的患者体内，STIC阶段已经完成了大部分恶性转化步骤，只是停留在黏膜内。
换句话说，当我们在手术切除标本上看到STIC时，它在蛋白质组层面往往已经是一个“具备完全侵袭潜力的癌”，而非“温和的癌前病变”。

Figure 3 STIC与IC高度相似

结论2：明确了HGSOC起源于远端输卵管分泌细胞的证据。

利用公开的单细胞转录组数据对NFTE上皮进行非监督聚类，将NFTE上皮进一步拆成“分泌型”和“纤毛型”两类（Figure 4A），并与STIC / IC做对比：
① 分泌细胞特征与STIC/IC高度贴合：分泌细胞的标志物PAX8、STMN1、DHCR24、SERPINH1、S100A4、BCAM等在STIC和IC中显著上调（Figure 4B-C）。
② 进一步通过空间蛋白组证实上述观点：在同一张切片上用多重免疫荧光标记PAX8、Ki67、PanCK（Figure 4D），再切分PAX8+、 PAX8-及STIC区域做蛋白组；结果显示PAX8+分泌细胞与STIC聚成一类，与PAX8-纤毛细胞明显分开（Figure 4E）。
总之，通过细胞类型解析的蛋白质组学分析，揭示了STIC及其IC中存在的明显的细胞起源特征，支持了HGSOC起源于远端输卵管分泌细胞的观点。

Figure 4 STIC和IC起源于输卵管分泌细胞

结论3：STIC和IC可基于蛋白组数据分为两个亚型，且免疫微环境截然不同。
基于所有STIC和IC上皮样本的蛋白组数据，对CV值top前2,000的蛋白做无监督聚类，得到两个稳定亚型，与样本类型（STIC or IC）、TP53突变类型、HRD状态无明显对应关系，但与患者年龄和生存预后显著相关：其中Cluster2患者年龄偏大、预后更差（Figure 5A-B）。
Cluster1：免疫炎症富集型
富集通路：IFN信号、TNF信号、抗原加工与呈递等免疫相关过程（Figure 5C）；多重循环免疫荧光（CyCIF）显示：CD8⁺ T细胞、CD4⁺、FOXP3⁺ Treg、CD163⁺ M2宏噬细胞、CD11c⁺ DC等浸润丰富；结合既往文献推测，可能更有机会从免疫检查点抑制剂（ICI）中获益（Figure 5D-E）。
Cluster2：增殖型/免疫“沙漠”型
富集通路：细胞周期、DNA修复、EMT等增殖与侵袭通路（Figure 5C）；Ki67⁺ 肿瘤细胞比例更高，免疫细胞浸润极低，预后更差（Figure 5F）。

Figure 5 非监督聚类分型

结论4：基质ECM的渐进性重塑，暴露多个可成药靶点。
相比STIC上皮与IC上皮的强相似性，基质蛋白质组则表现为明显的“渐进变化”：从正常基质→STIC基质→IC基质（Figure 5A-B）。
整合ECM蛋白变化：共鉴定467个ECM相关蛋白，其中95个在正常和IC基质间显著差异；大量胶原蛋白亚型（COL4/6/11/21等）随疾病进展整体下调，而COL8A1/8A2/10A1以及多种CAF标志物（NNMT、TNC、FAP）则在IC基质中上调（Figure 6C-D）。
100个蛋白的分类器与药物靶点挖掘：使用支持向量机（SVM）从基质蛋白中筛出100个特征蛋白，在正常vs IC基质分类中错误率仅5%；其中包括多种已知与预后不良相关的ECM分子（VCAN、THBS2、TNC等）和免疫调控蛋白；更重要的是，从中筛出8个已被FDA批准、在其他疾病中应用的药物靶点，如NNMT、FCGR1A/FCER1G、TYMP、SYK、F13A1等与巨噬细胞/单核细胞相关的免疫分子（Figure 6E-F）。
单细胞转录组数据整合：将这些靶点映射到公开HGSOC单细胞RNA数据集中，发现多数高度富集于M2型肿瘤相关巨噬细胞和单核细胞，NNMT则主要在CAF中高表达。这表明：卵巢癌不仅是“上皮细胞的病”，更是“肿瘤–基质共演化的病”，靶向CAF/TAM等TME组成成分有望成为重要治疗补充方向（Figure 6G）。

Figure 6 基质蛋白渐进变化

结论5：胆固醇合成通路在STIC早期被激活，DHCR7/DHCR24成为潜在“新靶点”。
在比较NFTE vs STIC时，除了细胞周期/DNA修复等经典肿瘤通路外，作者特别关注到代谢通路的重塑。
从“有氧代谢”转向“糖酵解+胆固醇合成”：正常输卵管上皮中，前列腺素合成、氧化磷酸化（OxPhos）等与正常生理功能相关通路较高；在STIC和IC中，糖酵解和胆固醇/甲羟戊酸（mevalonate）通路显著上调，而OxPhos相对下降；这一代谢重编程在不同分子亚型中是一致的，提示是HGSOC发展的“共性早期事件”（Figure 7A-B）。
终末胆固醇合成酶DHCR7/DHCR24显著升高：在胆固醇合成通路中，多数酶在STIC/IC中较NFTE升高，其中：DHCR24上调约5.2倍DHCR7上调约3.3倍。免疫组化在36例患者FFPE上得到验证：NFTE→STIC→IC的DHCR7/DHCR24 H-score逐级升高，差异极显著（Figure 7C-D）。
通过细胞模型实验，发现抑制DHCR7可增强铂类疗效：选择4个与HGSOC高度相似的卵巢癌细胞系，用DHCR7抑制剂AY9944和铂类药物carboplatin联合处理（Figure 7E）。单药AY9944在多个细胞系中呈剂量依赖性杀伤（Figure 7F）， 组合用药在多数细胞系中显示明显协同作用（HAS synergy score>10），尤其是在对铂类较耐药的模型中协同效应更突出（Figure 7G）。
这条结果为“胆固醇合成抑制+铂类化疗”的联合方案提供了实验依据，也与既往“他汀类可减少卵巢癌发生”的动物实验结果相呼应。

Figure 7 细胞模型实验发现成药靶点

文章总结

这项工作基于高分辨率空间蛋白组学，构建了从正常输卵管上皮、STIC上皮到浸润性癌上皮的蛋白质“时间轴”，并同步解析了相应的基质/微环境演化。

在上皮侧，STIC与侵袭癌在蛋白组上高度相似，且保留明显的分泌细胞起源签名，提示临床检测到的STIC多数已具备高度恶性潜能；在间质侧，ECM和CAF/TAM特征逐步重塑，形成可被机器学习精确区分的“恶性基质”，其中包含多种可成药的免疫和基质靶点；在代谢层面，糖酵解增强与胆固醇合成上调是贯穿STIC-浸润性癌的共同事件，与分子亚型无关，具有作为“通用靶点”的潜力；功能实验进一步证明，靶向DHCR7的胆固醇合成抑制与铂类化疗存在强协同，为未来的代谢-化疗联合策略提供了重要依据。

对基础研究者而言，该研究提供了一个高质量的STIC-HGSOC空间蛋白组资源，可用于挖掘新的癌前病变标志物、基质靶点和代谢弱点；对临床和转化研究而言，分泌细胞起源+ECM重塑+胆固醇代谢轴构成了一个从早期诊断到治疗干预的完整框架，值得在更大规模队列和临床试验中进一步验证。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s44320-025-00168-4

研究背景
高级别浆液性卵巢癌（HGSOC）是卵巢癌中最致命的类型，大多数患者在诊断时已处于晚期，且腹膜转移广泛。尽管对铂类化疗初期反应良好，但极易复发。
过去十多年，基于蛋白质基因组学技术的研究，科学家们已经描绘了HGSOC的基因组特征、蛋白质异常以及与预后、化疗反应相关的通路改变。然而，这些研究大多集中于晚期肿瘤的整体组织，针对真正的前体病变，即输卵管伞端的浆液性上皮癌前病变（STIC），其在蛋白水平上如何偏离正常输卵管上皮（NFTE）、与浸润性癌（IC）的关系，以及其所在的肿瘤微环境如何共同演化，仍缺乏直接性的研究证据。
肿瘤微环境（TME）在HGSOC的种植转移、免疫逃逸及耐药形成中扮演着核心角色，其中细胞外基质（ECM）、癌相关成纤维细胞（CAF）以及多种免疫浸润细胞尤为关键。既往研究已经提示，卵巢癌间质中存在一些高表达的蛋白，如酰胺N-甲基转移酶（NNMT），这些蛋白促进了肿瘤的浸润和转移。然而，关于这些异常基质自何时开始形成、是否在STIC阶段即已出现等问题，仍缺乏具有足够空间分辨率的证据来解答。
2025年11月13日，来自柏林马克斯·德尔布吕克分子医学中心（MDC）等机构的团队在Molecular Systems Biology上发表题为“Spatial proteomics of ovarian cancer precursors delineates early disease changes and drug targets”的最新研究成果。

文章标题

该团队通过激光显微切割结合LC-MS蛋白组学技术，对36例伴有STIC的HGSOC患者进行深度空间蛋白质组学分析，系统描绘了NFTE、STIC、IC及其间质的蛋白图谱，并将胆固醇生物合成末端酶DHCR7/DHCR24锁定为潜在成药靶点。

队列设计
研究团队在同一张组织切片上，分别选取NFTE、STIC病变上皮及IC上皮，并同时获取三者对应的基质区域（NFTE-St、STIC-St、IC-St），在H&E及p53、Ki67、PAX8等免疫组化标记的指导下精确定义病理分区后，利用激光显微切割从每个区域切取约50–100个细胞级别的微区，采用LC–MS/MS（timsTOF Ultra质谱仪），以diaPASEF模式进行质谱检测，在共计192个样本中鉴定超过10,000个蛋白，每个上皮样本中位约7,500个蛋白、基质样本中位约6,000个蛋白（Figure 3A），其检测深度可与大型冷冻组织CPTAC研究相媲美；同时整合了患者的HRD状态（约一半为HRD阳性）、BRCA1/2变异信息、TP53突变类型以及随访生存资料等临床与分子信息（Figure 2B-C）。

Figure 2 空间蛋白质组学设计

研究结论
结论1：STIC与浸润癌蛋白质组极其相似，已具备“完全恶性表型”。
当把NFTE、STIC、IC的上皮蛋白质组一起做主成分分析、聚类时，呈现出几个重要特征：
① NFTE明显与STIC/IC分开：正常上皮有独立的蛋白表达谱，富集的是输卵管正常功能相关通路（Figure 3B-C）。
② STIC与同步浸润癌高度相似：同一患者的STIC–IC蛋白组相关系数中位数高达0.94；双侧STIC的相关性甚至达0.97（Figure 3D）。STIC vs IC只找到9个差异蛋白，说明从蛋白质组层面几乎找不到“典型癌前vs癌”的区别（Figure 3E）。
③ STIC已体现完整的“恶性特征”：相较于NFTE，STIC中Ki67、p53、大量细胞周期/DNA复制/DNA损伤修复等肿瘤驱动蛋白显著上调（Figure 3F-G），说明在多数被诊断为HGSOC的患者体内，STIC阶段已经完成了大部分恶性转化步骤，只是停留在黏膜内。
换句话说，当我们在手术切除标本上看到STIC时，它在蛋白质组层面往往已经是一个“具备完全侵袭潜力的癌”，而非“温和的癌前病变”。

Figure 3 STIC与IC高度相似

结论2：明确了HGSOC起源于远端输卵管分泌细胞的证据。

利用公开的单细胞转录组数据对NFTE上皮进行非监督聚类，将NFTE上皮进一步拆成“分泌型”和“纤毛型”两类（Figure 4A），并与STIC / IC做对比：
① 分泌细胞特征与STIC/IC高度贴合：分泌细胞的标志物PAX8、STMN1、DHCR24、SERPINH1、S100A4、BCAM等在STIC和IC中显著上调（Figure 4B-C）。
② 进一步通过空间蛋白组证实上述观点：在同一张切片上用多重免疫荧光标记PAX8、Ki67、PanCK（Figure 4D），再切分PAX8+、 PAX8-及STIC区域做蛋白组；结果显示PAX8+分泌细胞与STIC聚成一类，与PAX8-纤毛细胞明显分开（Figure 4E）。
总之，通过细胞类型解析的蛋白质组学分析，揭示了STIC及其IC中存在的明显的细胞起源特征，支持了HGSOC起源于远端输卵管分泌细胞的观点。

Figure 4 STIC和IC起源于输卵管分泌细胞

结论3：STIC和IC可基于蛋白组数据分为两个亚型，且免疫微环境截然不同。
基于所有STIC和IC上皮样本的蛋白组数据，对CV值top前2,000的蛋白做无监督聚类，得到两个稳定亚型，与样本类型（STIC or IC）、TP53突变类型、HRD状态无明显对应关系，但与患者年龄和生存预后显著相关：其中Cluster2患者年龄偏大、预后更差（Figure 5A-B）。
Cluster1：免疫炎症富集型
富集通路：IFN信号、TNF信号、抗原加工与呈递等免疫相关过程（Figure 5C）；多重循环免疫荧光（CyCIF）显示：CD8⁺ T细胞、CD4⁺、FOXP3⁺ Treg、CD163⁺ M2宏噬细胞、CD11c⁺ DC等浸润丰富；结合既往文献推测，可能更有机会从免疫检查点抑制剂（ICI）中获益（Figure 5D-E）。
Cluster2：增殖型/免疫“沙漠”型
富集通路：细胞周期、DNA修复、EMT等增殖与侵袭通路（Figure 5C）；Ki67⁺ 肿瘤细胞比例更高，免疫细胞浸润极低，预后更差（Figure 5F）。

Figure 5 非监督聚类分型

结论4：基质ECM的渐进性重塑，暴露多个可成药靶点。
相比STIC上皮与IC上皮的强相似性，基质蛋白质组则表现为明显的“渐进变化”：从正常基质→STIC基质→IC基质（Figure 5A-B）。
整合ECM蛋白变化：共鉴定467个ECM相关蛋白，其中95个在正常和IC基质间显著差异；大量胶原蛋白亚型（COL4/6/11/21等）随疾病进展整体下调，而COL8A1/8A2/10A1以及多种CAF标志物（NNMT、TNC、FAP）则在IC基质中上调（Figure 6C-D）。
100个蛋白的分类器与药物靶点挖掘：使用支持向量机（SVM）从基质蛋白中筛出100个特征蛋白，在正常vs IC基质分类中错误率仅5%；其中包括多种已知与预后不良相关的ECM分子（VCAN、THBS2、TNC等）和免疫调控蛋白；更重要的是，从中筛出8个已被FDA批准、在其他疾病中应用的药物靶点，如NNMT、FCGR1A/FCER1G、TYMP、SYK、F13A1等与巨噬细胞/单核细胞相关的免疫分子（Figure 6E-F）。
单细胞转录组数据整合：将这些靶点映射到公开HGSOC单细胞RNA数据集中，发现多数高度富集于M2型肿瘤相关巨噬细胞和单核细胞，NNMT则主要在CAF中高表达。这表明：卵巢癌不仅是“上皮细胞的病”，更是“肿瘤–基质共演化的病”，靶向CAF/TAM等TME组成成分有望成为重要治疗补充方向（Figure 6G）。

Figure 6 基质蛋白渐进变化

结论5：胆固醇合成通路在STIC早期被激活，DHCR7/DHCR24成为潜在“新靶点”。
在比较NFTE vs STIC时，除了细胞周期/DNA修复等经典肿瘤通路外，作者特别关注到代谢通路的重塑。
从“有氧代谢”转向“糖酵解+胆固醇合成”：正常输卵管上皮中，前列腺素合成、氧化磷酸化（OxPhos）等与正常生理功能相关通路较高；在STIC和IC中，糖酵解和胆固醇/甲羟戊酸（mevalonate）通路显著上调，而OxPhos相对下降；这一代谢重编程在不同分子亚型中是一致的，提示是HGSOC发展的“共性早期事件”（Figure 7A-B）。
终末胆固醇合成酶DHCR7/DHCR24显著升高：在胆固醇合成通路中，多数酶在STIC/IC中较NFTE升高，其中：DHCR24上调约5.2倍DHCR7上调约3.3倍。免疫组化在36例患者FFPE上得到验证：NFTE→STIC→IC的DHCR7/DHCR24 H-score逐级升高，差异极显著（Figure 7C-D）。
通过细胞模型实验，发现抑制DHCR7可增强铂类疗效：选择4个与HGSOC高度相似的卵巢癌细胞系，用DHCR7抑制剂AY9944和铂类药物carboplatin联合处理（Figure 7E）。单药AY9944在多个细胞系中呈剂量依赖性杀伤（Figure 7F）， 组合用药在多数细胞系中显示明显协同作用（HAS synergy score>10），尤其是在对铂类较耐药的模型中协同效应更突出（Figure 7G）。
这条结果为“胆固醇合成抑制+铂类化疗”的联合方案提供了实验依据，也与既往“他汀类可减少卵巢癌发生”的动物实验结果相呼应。

Figure 7 细胞模型实验发现成药靶点

文章总结

这项工作基于高分辨率空间蛋白组学，构建了从正常输卵管上皮、STIC上皮到浸润性癌上皮的蛋白质“时间轴”，并同步解析了相应的基质/微环境演化。

在上皮侧，STIC与侵袭癌在蛋白组上高度相似，且保留明显的分泌细胞起源签名，提示临床检测到的STIC多数已具备高度恶性潜能；在间质侧，ECM和CAF/TAM特征逐步重塑，形成可被机器学习精确区分的“恶性基质”，其中包含多种可成药的免疫和基质靶点；在代谢层面，糖酵解增强与胆固醇合成上调是贯穿STIC-浸润性癌的共同事件，与分子亚型无关，具有作为“通用靶点”的潜力；功能实验进一步证明，靶向DHCR7的胆固醇合成抑制与铂类化疗存在强协同，为未来的代谢-化疗联合策略提供了重要依据。

对基础研究者而言，该研究提供了一个高质量的STIC-HGSOC空间蛋白组资源，可用于挖掘新的癌前病变标志物、基质靶点和代谢弱点；对临床和转化研究而言，分泌细胞起源+ECM重塑+胆固醇代谢轴构成了一个从早期诊断到治疗干预的完整框架，值得在更大规模队列和临床试验中进一步验证。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s44320-025-00168-4

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