鄭培賢 李 娜，2 詹顯全，2

1.山東第一醫(yī)科大學醫(yī)學科技創(chuàng)新中心，山東濟南 250117；2.山東第一醫(yī)科大學附屬腫瘤醫(yī)院放療科，山東濟南 250117

1 前 言

1.1 垂體瘤多組學的病理生理基礎

垂體瘤是一種常見的顱內腫瘤（占10% ～25%），發(fā)生于蝶鞍下側垂體窩內的腺垂體上，在人群中患病率約為17%［1］。最近，世界衛(wèi)生組織（World Heath Organization，WHO）已經修正了垂體瘤的分類方法。最新的指南不再使用“產生激素的垂體腺瘤”這一概念，而采用腺垂體細胞系起源的垂體瘤命名方式，并根據激素含量和特定的組織學和免疫組化特征，對組織學變異型進行后續(xù)的分類。據此，垂體瘤現分為7大類：促生長激素細胞腺瘤、泌乳素細胞腺瘤、促甲狀腺激素細胞腺瘤、促腎上腺皮質激素細胞腺瘤、促性腺激素細胞腺瘤、裸細胞腺瘤（null cell adenoma，NCA）和多種激素細胞腺瘤［2］。根據垂體瘤組織中垂體激素的免疫組化檢測結果，可以將2017 年WHO 分型與傳統(tǒng)分型進行關聯。例如，根據免疫組化檢測到的垂體激素［3］［生長激素（growth hormone，GH），泌乳素（prolactin，PRL），促甲狀腺激素（thyroid-stimulating hormone，TSH），促腎上腺皮質激素（adrenocorticotropic hormone，ACTH）［4］，卵泡刺激素（follicle-stimulating hormone，FSH），黃體生成素（luteinizing hormone，LH）］，將垂體瘤分為不同的形態(tài)學變異型。早期的垂體瘤研究大多數仍采用傳統(tǒng)的垂體瘤分類方法。本綜述中包含的大量基于傳統(tǒng)分類方式的研究，已經與2017年WHO的新分類方式關聯。采用傳統(tǒng)分類的相關研究雖不能完全對應2017年WHO的新分類標準，但其取得的重要成果依然需要重視。需要注意的是，2017年對垂體瘤的新分類和傳統(tǒng)的分類既有重疊也有不同，例如：GH沉默的非功能性垂體瘤（non-functional pituitary adenomas，NFPAs）屬于促生長激素細胞腺瘤，ACTH 沉默的NFPAs 屬于促腎上腺皮質激素細胞腺瘤，分泌GH 的功能性垂體瘤（functional pituitary adenomas，FPAs）不能區(qū)分促生長激素細胞腺瘤的亞型，分泌PRL的FPAs不能區(qū)分出泌乳素細胞腺瘤的亞型，分泌ACTH的FPAs不能區(qū)分出促腎上腺皮質激素細胞腺瘤的亞型。

根據垂體瘤的生物學行為，垂體瘤可以分為3類：良性腺瘤（約65%）、侵襲性腺瘤（約35%）和癌（0.1% ～0.2%）［5］。按血清激素的水平，垂體瘤分為NFPAs 和FPAs（NFPAs：約70%；FPAs：約30%）［6］。NFPAs 患者無明顯的癥狀或異常表現，通常很難早期診斷。FPAs患者能分泌大量激素入血，相對易于早期診斷［7］。5%～10%的NFPAs 具有快速增長、侵襲和早期復發(fā)的特征［8］。FPAs釋放過量活性激素進入血液，導致人體逐漸出現激素相關癥狀，并根據分泌激素的不同表現出多種形式的垂體功能亢進［9-11］。例如：（1）泌乳素瘤分泌PRL，引起乳漏、不孕、閉經、性腺功能減退、陽痿；（2）促生長激素腺瘤分泌GH，導致兒童巨人癥和成人肢端肥大癥［12］；（3）促腎上腺皮質腺瘤分泌ACTH，引起庫欣病，導致疲勞、體質量增加、高血壓、軀干肥胖和“滿月臉”、葡萄糖耐受不良、皮膚拉伸紋和各種感染［13］；（4）促甲狀腺腺瘤分泌TSH，引起甲狀腺功能亢進；（5）促性腺腺瘤分泌LH 和FSH，偶爾引起性腺功能亢進［14］。有些垂體瘤可分泌多種激素，例如，GH和PRL通常聯合分泌，導致骨骼的異常生長和乳汁分泌［15］。

任何類型的垂體瘤，尤其是大腺瘤或侵襲性腺瘤，易壓迫垂體鄰近的重要結構（神經和血管），如下丘腦、視交叉（上）、頸內動脈、上頜神經、眼神經、動眼神經、蝸神經、外展?。ㄍ鈧龋⒌昂偷]（下）等，造成相應的壓迫癥狀［16］。如垂體瘤向外增生擴大壓迫展神經，導致外直肌麻痹［17］；垂體瘤向上擴大壓在視交叉上時可能會導致視野缺損（雙顳側偏盲，包括雙顳側下象限盲和雙顳側上象限盲）［18］；垂體瘤向前擴大壓迫到視神經時可能會影響視力（視力下降）［19］。

1.2 以蛋白質組學為重心的多組學研究在垂體瘤PPPM實踐中的重要性

患者的生存時間和生活質量因個體而異，并與多方面的臨床特征顯著相關［11］，如年齡、性別、病理分期、臨床用藥、輔助治療、遺傳背景、生活方式和文化［20］。隨著醫(yī)療模式從反應性向精準醫(yī)療模式轉變，預測、預防和個體化醫(yī)療（predictive，preventive and personalized medicine，PPPM）這一革命性系統(tǒng)應運而生［10］。多組學，作為一種整合生物組學方法，涉及生命研究的多種組學，包括基因組學、轉錄組學、多肽組學、蛋白質組學、表觀基因組學、代謝組學、影像組學、微生物組學和單細胞多組學［21-26］，以及在PPPM中提出的以表型組學為重心的多組學［27］。目前已有多種用于生物醫(yī)學數據檢索分析的多組學分析軟件，包括Omicade4、IMAS、bioCancer、 mixOmics、 MultiDataSet、 OmicTools、PaintOmics、SIGMA、iOmicsPASS、Grimon 和Omics Pipe［28］。

研究垂體瘤這種復雜的腫瘤時，必須將其放在多參數系統(tǒng)模型的框架內，該模型包含了DNA、RNA、蛋白質、多肽、代謝產物和成像特征等多個水平上的分子改變，所有這些改變都需放在一個可變的網絡系統(tǒng)內［29-30］。

從垂體瘤的多個“組學”中獲得的復雜生物學數據，可提供系統(tǒng)信息和分子網絡信息，準確確定垂體瘤相關的新生物標志物、潛在的分子機制和可靠的治療靶點［30］。結合這些基于組學的生物標志物，可發(fā)現垂體瘤的結構、生理和病理之間的密切關系［21］。不同水平上的組學數據中的分子相互調控，形成動態(tài)關聯系統(tǒng)，為闡明垂體瘤的分子機制和病理過程提供了一種重要的科學研究方法［31］。運用基于多組學的多參數系統(tǒng)策略研究人類垂體瘤，可能產生一種協(xié)調一致的“基因型-表型-環(huán)境型”的關聯，有助于用PPPM思維有效治療患者。

蛋白質是生命的基本組成成分和生命活動的主要執(zhí)行者。器官功能的任何改變通常都伴隨著蛋白質豐度、修飾、結構、異位表達或穩(wěn)定性的改變［32］。現代蛋白質組學方法積累了大量的有關垂體瘤的蛋白質組學數據，是人類垂體瘤多組學研究的重要組成部分。以PPPM 為背景，本研究簡要闡述了不同分子水平上垂體瘤的特征，闡明以蛋白質組學為重心的多組學和分子網絡在人類垂體瘤研究中的現狀。這些數據為實現從反應性醫(yī)療向前瞻性PPPM的轉變提供了有效的依據。

2 垂體瘤多組學研究現狀

應用多種新穎、高通量、高特異性和高靈敏度的方法進行分子水平的疾病研究，使治療方法更加有效、準確、個性化和標準化。例如可以通過第二代和第三代測序技術（HelicosBioSciences，Roche/454，Life/APG，Illumina/Solixa，PacBio RS 和Oxford Nanoporesequencing），基于雜化或基于序列的微陣列、轉錄組測序、單向凝膠電泳（one-dimensional gel electrophoresis，1DGE）、雙向凝膠電 泳（twodimensional gel electrophoresis，2DGE）、雙向差異凝膠電泳（two-dimensional difference in-gel electrophoresis，2D-DIGE）、液相色譜串聯質譜（liquid chromatographytandem mass spectrometry，LC-MS/MS）、核磁共 振（nuclear magnetic resonance，NMR）譜、色譜耦合質譜 、激光捕獲顯微切割（laser capture microdissection，LCM）、單細胞序列、CT、PET/CT 和MRI 獲得多組學數據［33］。多樣化的結構信息陣列和組學數據的整合，顯著提高了人們對垂體瘤分子機制的理解，推動了用PPPM治療垂體瘤的發(fā)展［30］。

本研究將從基因組學、轉錄組學、蛋白質組學、多肽組學、代謝組學和影像組學等方面討論多組學在垂體瘤中的研究現狀。

2.1 基因組學

基因組序列的改變可能引發(fā)惡性腫瘤，促進腫瘤的進展和轉移。對垂體瘤發(fā)病機制和行為表現進行基因組學和分子生物學研究，引發(fā)了對如何實現將基礎科學發(fā)現轉化為臨床效益的討論［34］。垂體瘤發(fā)生過程中多個細胞過程受到影響，包括表觀遺傳基因控制異常、細胞周期失調、生長信號失衡等［34］。這些細胞過程涉及各種垂體瘤的遺傳和表觀遺傳譜。例如GADD45γ（一種參與細胞DNA 損傷反應和細胞生長負調控的蛋白）在大多數人類垂體瘤中下調［35］。近80%的垂體瘤中存在Rb/p16/cyclin D1/CDK4 通路的失調，其中p16 幾乎總是通過發(fā)生甲基化的表觀遺傳沉默而失活，很少通過突變而失活［36］。垂體瘤的新易感基因存在于不同的特征改變中，這些特征改變包括體細胞突變、染色體改變、線粒體DNA突變、單核苷酸多態(tài)性（SNPs）、基因拷貝數、微衛(wèi)星不穩(wěn)定性、組蛋白修飾以及DNA甲基化狀態(tài)［37］。

在體細胞突變方面，GH 分泌型垂體瘤有很大比例的患者存在GNAS基因活化的體細胞突變［38-40］。GNAS基因是轉導通路中的關鍵分子之一，該信號通路連接活化的腺苷酸環(huán)化酶與受體-配體相互作用，并參與多種細胞反應。GNAS突變可導致多種疾病，如假性甲狀旁腺功能減退、進行性骨發(fā)育異常、Albright 遺傳性骨營養(yǎng)不良、多骨性纖維性結構不良、McCune-Albright 綜合征和垂體瘤［41］。垂體瘤中最常見的GNAS突變形式，是密碼子201或227改變的體細胞雜合子功能獲得性突變（高達40%），也稱為gsp突變。GNAS突變破壞GTP酶活性，導致腺苷酸環(huán)化酶持續(xù)激活，誘導cAMP合成增加，進而引起垂體瘤細胞的增殖和GH分泌的增加［42］。垂體瘤中存在多個關鍵的致癌基因，例如，gsp在高達40%的激素活性垂體瘤中表達［43］。垂體瘤發(fā)生的過程可能會涉及一些其他致癌基因，如cyclin E、cyclin D1和垂體瘤轉化基因（PTTG）［43］。一部分ACTH 分泌型垂體瘤患者USP8基因存在體細胞突變［42］。USP8基因是編碼泛素特異性加工蛋白酶家族中的一個成員。在USP8中，EGFR 信號通路的激活，依賴去泛素化的增加，并通過功能獲得性突變而減少降解。ACTH 分泌型垂體瘤患者的USP8突變在較小的垂體瘤以及女性患者中更常見，且ACTH 產生越多，預后越好［44］。而巨人癥患者經常出現AIP或GPR101突變［45］。

在染色體改變方面，部分泌乳素瘤顯示出11號染色體的丟失。PRL 分泌型垂體瘤出現的染色體變化與其侵襲性和惡性表型密切相關。PRL 分泌型垂體瘤的侵襲性和惡性表型的觸發(fā)可能與11 號染色體短臂內的5 個失調基因（CD44、GTF2H1、DGKZ、HTATIP2和TSG101）的缺失有關［46］。在泌乳素瘤和NFPAs 細胞樣本中觀察到單獨的5 號、8 號和12 號染色體的三體型，在ACTH 分泌型和GH 分泌型垂體瘤中發(fā)現了合并缺失的5 號和8 號染色體。這些結果表明，不同的垂體瘤亞型可能會產生不同的腫瘤特異性染色體改變，并產生不同的遺傳病變［47］。這些數據表明，垂體瘤的發(fā)生原因可能是大規(guī)?；蚪M的破壞［48］。

在線粒體DNA突變方面，嗜酸性細胞垂體瘤通常存在線粒體DNA 突變（高達60%），如MTND2、MTND4、MTND5、MTTM、MTRNR2、MTCYB和MTTL2。這些突變在代謝損傷中起關鍵作用，通常誘導三羧酸循環(huán)代謝產物（α-酮戊二酸和琥珀酸）的失衡，并缺乏HIF-1α穩(wěn)定性［49］。

在SNP 改變方面，1 型多發(fā)性內分泌腺瘤患者內含子3 中存在的SNP（IVS3+18C ＞T）可能誘發(fā)垂體瘤的發(fā)展［50］。運 用MassARRAY 方法，在對IGFBP3 基因分型的肢端肥大癥患者（n=102）和正常對照組（n=143）人群的組織和血清樣本進行的差異檢測研究中發(fā)現，C等位基因rs2854744與垂體大腺瘤有關（比值比=0.557，95%置信區(qū)間：0.347～0.893）［51］。Kim等［52］對148名NFPA患者和375名正常對照者進行PHLDB1外顯子SNPs基因分型，邏輯回歸分析發(fā)現PHLDB1SNPs（內含子2 中的Rs67307131）與NFPA 發(fā)生風險之間存在顯著相關性。據預測，SNP基因分型與垂體瘤易感性相關［52］。對143 例垂體瘤病例和354 例對照的研究，調查了與垂體瘤的發(fā)生、表型和臨床癥狀相關的7 個基因（SSTR2、SSTR5、DRD2、MEN1、AIP、GNAS和PRKAR1A）中SNPs的作用［53］，結果表明，MEN1中的rs2959656 與臨床活動性垂體瘤的發(fā)展有關，而DRD2中的rs7131056有助于垂體瘤更快地生長［53］。

在拷貝數變異（copy number variant，CNV）方面，一部分NFPAs 沒有特定的體細胞突變，但有CNV。例如，磷酸肌醇3-激酶（PI3K）催化亞基的拷貝數增加出現在各種類型的垂體瘤中（高達20%～40%），一般認為，CNV 是垂體瘤基因擴增的許可條件［54］。

垂體瘤的表觀遺傳調控引人關注，垂體瘤中組蛋白修飾和DNA甲基化會導致死亡相關蛋白激酶、致癌基因（PTTG和MAGEA3）、表觀基因組修飾基因（DNMT3b）、DNA損傷誘導蛋白（GADD45g）、印跡基因（GNAS、MEG3、NNAT）和腫瘤抑制基因（p16、p21、p27、p14）的表達改變［55］。RIZ1 表現出強烈的腫瘤抑制活性，具有潛在的組蛋白甲基轉移酶活性［56］。在對垂體瘤中RIZ1 的水平和甲基化狀態(tài)的評估中發(fā)現，RIZ1 啟動子區(qū)甲基化在RIZ1 表達的表觀遺傳沉默中發(fā)揮了重要作用，可能對垂體瘤有重要的診斷和治療價值［56］。侵襲性垂體瘤和垂體癌的MGMT 啟動子高甲基化及低蛋白表達與替莫唑胺（TMZ）治療反應的改善有關［57］。垂體瘤的不同組織樣本中，MGMT 甲基化狀態(tài)存在差異，一部分垂體瘤可能對TMZ 治療有反應［57］。34 個NFPAs 和正常垂體樣本的DNA甲基化分析也顯示，在擴大后的NFPAs 組中，啟動子高甲基化和SFN、STAT5A、DUSP1、PTPRE 和FGFR2 的表達水平下降［58］有關。此外，與侵襲性相關的特定基因存在異常表觀遺傳失調，包括侵襲性腫瘤中ITPKB 的上調和CNKSR1的下調［58］。

高通量檢測和篩選技術的巨大進步顯著優(yōu)化了垂體瘤的分類系統(tǒng)。此外，對基因組變化與相應的影像特征、病理診斷和臨床特征之間極強相關性的識別，可顯著改善垂體瘤治療的臨床決策。

2.2 轉錄組學

使用RNA 測序技術對組織和體液中分離純化的總RNA 進行全局分析，可以很容易地獲得RNA譜［59-60］。大量信使RNA（mRNAs）和非編碼RNA（ncRNAs）是調節(jié)癌癥信號通路的關鍵成分［61］。轉錄的分子過程是非常復雜且多層次的，可以影響RNA 的剪接、修飾、在細胞質中的分布、降解和mRNA 轉錄的穩(wěn)定性［62］，所有這些變化都與腫瘤發(fā)生、發(fā)展，細胞分化、增殖、死亡和能量代謝有關［63］。2017年WHO頒布的垂體瘤指南增加了對垂體轉錄因子和預后組織學因子的評估。這些因子包括能產生表達GH、PRL 和TSH 細胞的Pit1，能產生表達ACTH 細胞的Tpit，能產生表達促性腺激素細胞的SF1，由表達促性腺激素和促甲狀腺激素的細胞表達出的GATA2，以及由表達PRL和促性腺激素的細胞表達出的ERα［64］。

在mRNA 方面，基于GEO（Gene Expression Omnibus）數據庫，對NFPAs和對照組織的基因表達譜進行分析，發(fā)現了3 598 個差異表達基因（differentially expressed genes，DEGs）。這些DEGs在多種通路中顯著富集［65］。由于NFPAs 沒有特定的激素分泌過多的臨床癥狀，對其早期診斷很困難。有效的生物標志物的確定，對深入了解NFPA分子機制，探索有效的診斷和治療策略極為重要［21］。此外，通過對所有NFPAs 亞型之間的DEGs譜圖的研究，可以確定每個亞型中特異性改變的特殊基因［6］。在FSH+NFPAs 亞型中，CXCL13表達上調。在LH+NFPAs 亞型中，MLP、TMPRSS6、GUCY1A3和BASP1特異性上調。在GH、ACTH、FSH、LH、TSH和PRL免疫組化陰性的NFPAs中，14個基因（C7、PDLIM1、HIST1H2AC、GPR49、SYT1、ALS2CR3、HIST1H2BL、HIST2H2AA、HIST1H2BN、PTPN3、GC、HIST1H2BM、HIST1H2BK和AGPAT1）特異性上調［6］。NFPAs不同亞型的分子分類有助于個體化臨床實踐。FSH 陽性表達型是NFPAs 不同激素表達亞型中的重要亞型，Wang等［66］研究發(fā)現FSH受體的表達率與垂體瘤的侵襲能力顯著相關。該研究還基于GEO 數據庫，在侵襲性NFPAs 和對照組中鑒定出2 751 個DEGs，包括1 274 個上調DEGs和1 477 個下調DEGs，這些DEGs 在各種通路中顯著富集。對23 個微陣列庫的結果進行研究總結（NFPAs：n=13；對照組織：n=9），發(fā)現NFPAs中差異表達的鈣代謝和免疫相關基因在作為分子標志物和潛在的治療靶點方面具有很大前景［31］。

值得注意的是，腫瘤免疫微環(huán)境與臨床結果和免疫治療反應性具有相關性。對259 例垂體瘤和20例正常垂體的轉錄組數據的研究，分析了垂體瘤的瘤內免疫圖譜及其與ImmuCellAI 算法的臨床相關性，該方法有助于評估24種腫瘤浸潤免疫細胞的豐度和免疫檢查點分子的表達，并探索出一種用于預測免疫治療反應的新的免疫分類方式［66］。這些研究清楚地表明，垂體瘤中mRNA相關情況的廣泛研究，可以有效地對患者進行分層治療，同時又促進垂體瘤的PPPM的發(fā)展。

大量ncRNA 在各種癌組織中均表現出異常的表達模式。例如，miRNA 和lncRNA 參與了蛋白編碼基因和癌癥相關通路中關鍵分子的大規(guī)模調控［67］。與靶基因相關的miRNAs功能障礙和重要的生物學過程發(fā)生在不同類型的垂體瘤中。研究發(fā)現，GH 分泌型垂體瘤和正常垂體間存在52 個差異表達的miRNAs，包括23 個上調的miRNAs 和29 個下調的miRNAs［68］。GH 分泌型垂體瘤中部分差異表達的miRNAs參與了在生物過程中發(fā)揮靶向作用的下游基因的過程。例如：miR-126 通過靶向PTTG1 參與腫瘤生長［69］；MiR-26b 直接調控PTEN/AKT信號通路，影響垂體腫瘤的發(fā)生和侵襲［70］。有時，多個miRNAs 調控同一靶基因的表達并相互作用，形成共同靶向網絡。與正常垂體相比，在ACTH分泌型垂體瘤中部分miRNAs 下調，如miR-145、miR-21、miR-141、let-7a、miR-150、miR-15a、miR-16和miR-143［71］。MiR-15a、miR-16 和miR-132 可以通過直接靶向Sox5抑制垂體腫瘤細胞的增殖、侵襲和遷移［72］。與正常垂體相比，ACTH 分泌型垂體瘤中有47個miRNAs上調，其中miR-26a上調最為顯著，并參與靶向PRKCD、cyclin E和cyclin A，抑制ACTH分泌型垂體瘤細胞的增殖［73］。開發(fā)miR-26a作為一種新的靶向治療庫欣病的方法，應用前景廣闊［74］。PRL 分泌型垂體瘤中，與正常垂體相比，miR-320、miR-603、miR-34b、miR-548c-3p、miR-326、miR-570、miR-432、miR-633、miR-374b、miR-15、miR-26a、miR-196a2、miR-16、Let-7a、miR-410、miR-183、miR-200b、miR-199b-3p 和 miR-125b 等 miRNAs 下調［75-76］。在PRL分泌型垂體瘤和正常垂體之間也發(fā)現了上調的miRNAs，包括miR-432、miR-342-3p、miR-23b、miR-493 和miR-664［77］。PRL 分泌型垂體瘤中miRNAs 的功能障礙也會影響其生物學特性。例如，miR-183通過抑制p53-p21介導的細胞周期阻滯直接靶向KIAA0101，從而降低PRL分泌型垂體瘤的侵襲能力和腫瘤細胞的增殖能力［78］。對侵襲性垂體瘤和非侵襲性垂體瘤的全基因組microRNA 轉錄組分析，鑒定出31個上調的miRNAs和24個下調的miRNAs。這表明miRNA-mRNA網絡可能是診斷和治療垂體瘤的一個很有前景的靶點［79］。此外，Xing 等［80］對lncRNAs 在NFPAs 中的參與也進行了系統(tǒng)的評估，共鑒定出113個差異豐度lncRNAs，并發(fā)現下游mRNAs在各種生物過程中顯著富集，如呼吸電子傳遞鏈、細胞色素C氧化酶活性、多肽激素加工、細胞代謝過程、血小板脫顆粒、胞質分裂調控、環(huán)核苷酸磷酸二酯酶活性的正向調控［80］。在NFPAs 中發(fā)現的新型差異表達lncRNA 為NFPAs 在病理生理學中的具體功能和機制的研究提供了潛在線索。大量lncRNAs 也在其他研究中得到驗證。例如，lncRNA漿細胞瘤變異易位1通過激活c-Myc、cyclin D1和β-Catenin的表達，增強垂體瘤細胞上皮間質轉化、增殖和遷移［79］。LncRNA AFAP1-AS1 將細胞周期阻滯在G/S期，抑制細胞增殖，誘導細胞凋亡，抑制PI3K/AKT 信號通路，并通過結合rno-miR-103a-3p 降低垂體瘤細胞GH 和PLR 的分 泌［81］。AFAP1-AS1 和rno-miR-103a-3p 過表達所產生的作用可以通過抑制劑來調節(jié)［81］。

為研究骨侵襲性垂體瘤（bone invasive pituitary adenomas，BIPAs）的分子機制和預后，Zhu 等［82］用轉錄組微陣列芯片分析了5 個BIPAs 和5 個非BIPAs。炎癥和免疫因子通過腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factorα，TNF-α）在BIPAs 中發(fā)揮重要作用。TNF-α 及其相關的lncRNAs（NR_033258和lncRNA SNHG24）和miRNAs（miR-181c-5p 和miR-454-3p）是BIPAs 潛在的治療靶點［82］。對66 例NFPA 患者的蛋白編碼基因和lncRNAs 的表達進行研究分析發(fā)現，PCG（CHST12）、lncRNAs（COA6-AS1 和RP11-23N2.4）與腫瘤再生顯著相關［83］。該研究表明，聯合多轉錄組標記可能有助于NFPA 患者預后的預測。

2.3 蛋白質組學

蛋白質作為生物系統(tǒng)中遺傳物質的最終執(zhí)行者，其異常會產生與各種疾病最為相關的表型特征［84］。例如，蛋白質豐度差異、翻譯后修飾（posttranslational modification，PTM）、特定蛋白質活性的功能障礙、蛋白質間相互作用和蛋白質錯誤定位可能對癌變過程中細胞的結構特性、關鍵通路、關鍵蛋白復合物和代謝產生重要影響［85］。蛋白質組學是對全部蛋白質以及相應的蛋白質通路和網絡進行的大規(guī)模實驗分析。蛋白質組比其他組更復雜，并具有許多獨特的特征。基于“單基因-多蛋白質存在形式”模型的概念，人類蛋白質存在形式（蛋白質種類）的數量估計在數十億［86-87］。蛋白質組學研究的有效性有賴于分離鑒定技術的發(fā)展和完善。蛋白質分離方法包括基于凝膠的方法［如one

dimensional gel electrophoresis （1DGE） ，twodimensional gel electrophoresis （2DGE）和 twodimensional difference in-gel electrophoresis （2DDIGE）］以及基于液相色譜（liquid chromatography，LC）的方法［88］。在結合凝膠法鑒定PTMs或蛋白質變體之前需要有抗體和富集策略［89］。蛋白質鑒定需要明確的氨基酸序列數據，MS 和MS/MS 成為了蛋白質鑒定的重要技術，包括“自上而下”和“自下而上”的方法［90］?！白陨隙隆钡鞍踪|組學用于識別和量化用電噴霧電離（electrospray ionization，ESI）或基質輔助激光解吸/電離（matrix-assisted laser desorption/ionization，MALDI）質譜來識別和定量事先純化的完整蛋白質?！白陨隙隆辈呗钥梢蕴峁┆毺氐牡鞍踪|存在形式的明確特征——蛋白質氨基酸序列、PTM和修飾位點以及相應的定量信息。“自上而下”的蛋白質組學仍然存在一些局限，包括每次試驗只能低通量單蛋白分析，相對較低的信噪比（signal to noise，S/N），以及非常有限的構象信息，無法獲得更豐富的生物信息［91］?！白韵露稀钡鞍踪|組學是將蛋白質用胰酶或其他蛋白水解酶切成肽段，然后用質譜進行識別和定量，最后還原為蛋白質的序列。這種“自下而上”的策略也可以用于分析蛋白質上PTMs 的分布和位置［92］。最近，“自中而下”的方法是先將蛋白質分離開，然后將蛋白質酶解成肽段，進行質譜分析，這整合了“自上而下”和“自下而上”兩種策略的優(yōu)勢，受到了極大的關注［93］。

2010年，Zhan等［10］提出垂體瘤是一種全身性疾病并建立了一個全面完整的模型，利用垂體組織和體液中的蛋白質組變異對NFPAs 進行PPPM 治療。目前，蛋白質組學在垂體瘤中的研究包括垂體和垂體瘤的蛋白質表達譜、比較蛋白質組學、硝基化蛋白質組學、磷酸化蛋白質組學、泛素化蛋白質組學、定量蛋白質組學（侵襲性和非侵襲性垂體瘤）、GH蛋白質存在形式和PRL蛋白質存在形式的研究。

2.3.1 垂體瘤的蛋白質表達譜

2.3.1.1 垂體對照蛋白質表達譜 以往研究提供了垂體對照表達譜的基礎數據。2002 年，用2DGE結 合 MALDI-TOF （time-of-flight） -MS （mass spectrometry）對正常（對照）人類垂體（n=1）的蛋白質組進行分析結果發(fā)現了62個顯著的蛋白質點，對應38 種不同的蛋白質。這些蛋白質分為垂體結構蛋白、激素、酶和其他蛋白質［94］。2003 年，在1 000個從正常（對照）人類垂體（n=8）中獲得的蛋白質點內，鑒定出51個反映人類垂體蛋白質組異質性的差異點（不同性別間有7個，不同年齡間有17個，不同種族間有15 個，年齡和種族均不同有12 個）［11］。2004年，液相色譜結合MALDI-TOF-MS用于分離和鑒定人類垂體勻漿（n=1）中的蛋白質，共鑒定出包括垂體特異性激素在內的15 種蛋白質。垂體特異性激素的每個亞基均被糖基化［95］。2005年，應用基于多種凝膠檢測技術的綜合方法特異性鑒別人類垂體組織（n=1）中的1 449 種蛋白質，這些蛋白來自不同的功能類別，如36種神經內分泌蛋白、55種蛋白激酶（1種TKL激酶、4種酪氨酸激酶、3種非典型激酶、1種CAMK激酶、6種STE激酶和2種CMGC激酶）、216 種預測脂質修飾的膜蛋白［96］。2011 年，使用數據非依賴無標簽LC-MS/MS分析人類垂體蛋白質組（n=15），鑒定出1 007 種獨特的蛋白質，主要是細胞結構蛋白、酶、轉錄因子、轉運蛋白、翻譯因子和分泌蛋白［97］。2012 年，使用2D-HPLC 結合LTQ-Orbitrap MS 在垂體微腺瘤（n=6）中鑒定出406種蛋白質，其中表達程度最高的10種蛋白質分別是膜聯蛋白Ⅴ、GH、ɑ3Ⅵ型膠原異構體5前體、波形蛋白、角蛋白Ⅰ、PRL、ATP合酶、纖維蛋白原β鏈前原蛋白、碳酸酐酶Ⅰ、熱休克蛋白90 kDaⅠ以及H+轉運和線粒體F1復合體β亞基前體［98］。2017年，在垂體（n=10）中共鑒定出高可信度的蛋白7 596種，其中有定量和定性信息的蛋白6 623種［99］。這項研究是迄今為止對垂體蛋白質組最大的高可信度綜合分析，提供了有功能評注的生物標志物和潛在的分子 機 制。2018 年，借 助LC-MS/MS（tandem mass spectrometry）在類腦垂體中鑒定出25 種主要蛋白質，包括分泌型垂體激素、蛋白原轉化酶和其他蛋白原［100］。2020 年，使用LC-MS/MS 分析了與年齡相關疾病有關的人類垂體組織的蛋白質組譜，鑒定出與衰老有關的蛋白質主要為組蛋白、激素、氧化還原酶、激素加工酶和其他蛋白質［101］。

垂體前葉作為內分泌系統(tǒng)的重要組成部分，通過合成和分泌激素，如GH、ACTH、PRL、TSH、LH和FSH［102］，調節(jié)生長、應激、泌乳和生殖等一系列生理過程［102］。垂體前葉的臨床意義主要與垂體功能亢進引起的激素分泌增加（肢端肥大癥、泌乳素瘤、庫欣?。┖痛贵w功能減退引起的激素分泌減少（侏儒癥、繼發(fā)性腎上腺功能不全）有關［103］。人類垂體前葉的區(qū)域特異性數據可以更準確地闡明任何一種分泌蛋白的改變，有助于對其生理作用的研究。Yelamanchi 等［104］運用高分辨率傅里葉回旋質譜系統(tǒng)地研究人類垂體前葉蛋白質表達譜，鑒定出480種具有分泌潛能的蛋白質和187 種N 端乙酰化蛋白。準確闡明人類垂體前葉的作用，有助于加快精準醫(yī)學和生物醫(yī)學研究的發(fā)展。

2.3.1.2 垂體瘤蛋白質表達譜 2DGE 技術可以根據蛋白質的等電點（isoelectric point，PI）和相對分子質量（relative mass，Mr）對蛋白質進行“自上而下”的詳細的蛋白質組學分析。銀染或考馬斯亮藍用于單個2DGE 點上蛋白質的染色，以形成二維蛋白譜［105］。2000 年，采用2DGE 分離垂體蛋白，并用MALDI-TOF-MS 鑒定蛋白，發(fā)現了9 種重要的激素和酶，如生長激素4、PRL、血紅蛋白β鏈、血紅蛋白α鏈、泛素硫酯酶L1、谷胱甘肽S-轉移酶P、多肽NPP、甘油醛3-磷酸脫氫酶（肝臟）、黃體生成素β 鏈［106］。2003 年，用2DGE 分離垂體蛋白，并用MALDI-TOFMS 和LC-ESI-Q-IT（quadrupole-ion trap）鑒定蛋白，在135個蛋白質點中，共鑒定出111種蛋白，包括垂體細胞結構蛋白、細胞信號蛋白、運輸蛋白、酶、細胞防御蛋白和激素［107］。2015 年，在人類FSH 陽性NFPA 組織中，用2DGE 和MALDI-TOF PMF（peptide mass fingerprint）在141個蛋白點中共鑒定出107個非冗余蛋白。這些鑒定的蛋白豐富了幾個重要的通路，包括細胞周期改變、糖異生和糖酵解、MAPK信號系統(tǒng)、氧化應激、免疫應答、線粒體功能障礙、炎癥信號通路、TP53 信號通路和VEGF 信號通路［108］。2018年，2DGE-MALDI MS PMF、2DGE-MALDI MS/MS 和2DGE-LC-MS/MS在分析人類NFPA蛋白質組中的運用，為其他人類組織蛋白質組的研究提供了有效的范例［105］。將經2DGE鑒定的垂體蛋白添加到參考數據庫中，可以為垂體腫瘤的進一步研究提供更多信息。此外，2DLC-MS/MS顯著提高了多肽蛋白鑒定的通量［109］。第一相用LC分離蛋白質組樣本的胰酶肽（tryptic peptide）混合物來簡化胰酶肽混合物并形成多個餾分，對每個餾分再采用LC 分離并在線進入質譜儀進行MS/MS分析，最后用MS/MS數據鑒定每個蛋白質。這樣，使用2DLC-MS/MS 在NFPA 組織中共鑒定出6 076種蛋白質[65]。

2.3.1.3 單細胞和亞細胞區(qū)室垂體細胞蛋白表達譜 垂體瘤起源于單克隆細胞簇，可以從任何一種垂體細胞類型增殖而來，包括促生長激素細胞、促性腺激素細胞、泌乳素細胞、促腎上腺皮質激素細胞和促甲狀腺激素細胞。甚至混合型垂體瘤（不同激素共同分泌）也可能來自單細胞［10］。單細胞捕獲方法可以解決垂體瘤和對照組織的高度異質性問題。LCM 使用激光對組織的微觀區(qū)域進行顯微切割，分離出特定的細胞［110］。LCM不會改變或破壞樣品的化學性質或形態(tài)，并已經用于從非細胞結構（淀粉樣斑塊）中選擇和分離細胞，進行DNA、RNA和/或蛋白質分析［111］。2009年，Liu等［112］使用聯合免疫組化的優(yōu)化LCM（immuno-LCM）技術，從正常人類垂體（n= 6）和泌乳素瘤（n= 11）中提取樣本發(fā)現，0.2%Triton X-100 預處理4 min 的immuno-LCM切片的效果比更長時間預處理或更高濃度Triton X-100預處理效果更好。常規(guī)方法會導致細胞形態(tài)和標記強度受損，而優(yōu)化后的方法會產生更強烈、更特異的染色效果。運用優(yōu)化后的immuno-LCM技術獲得純化的PRL細胞或不同的垂體瘤靶細胞，用于進一步的蛋白質組學分析。2010 年，使用immuno-LCM 結合在線2D-nanoLC/MS 對泌乳素瘤細胞進行蛋白質組學分析，鑒定出了2 243種蛋白質，形成了最大的泌乳素瘤蛋白質組［113］，這些蛋白質涉及多種功能特征。蛋白質組學分析可以探討參與垂體瘤發(fā)生和細胞信號轉導的PRL細胞特異性分子事件。單細胞組群也可以通過免疫熒光標記，用流式細胞術來評估特殊的蛋白標志物［114］。

為了闡明侵襲性NFPAs 在骨質破壞中的作用機制，從骨質破壞型NFPAs（n=28）和非骨質破壞型NFPAs（n=10）中分離出成纖維細胞［115］，蛋白質組學分析鑒定了骨質破壞型和非骨質破壞型NFPAs 成纖維細胞中的差異細胞骨架組織蛋白，其中骨質破壞型NFPAs 組共獲得747 種蛋白，非骨質破壞型NFPAs 組獲得895 種蛋白。基于TMT 的定量蛋白質組學的顯著差異表明，NFPAs 周圍成纖維細胞分泌骨橋蛋白可能會導致NFPAs 患者的骨質破壞［115］。隨著基于密度梯度和/或免疫親和純化步驟的細胞器蛋白質組學的發(fā)展，出現了一種單一的亞細胞區(qū)室蛋白質組學方法，用于研究腫瘤細胞的微小結構［116］。最近，一種熒光輔助細胞分選的替代方法用于分離含有熒光報告分子的亞細胞組分，其結果有助于鑒定小分子量蛋白的重要顆粒功能，包括磷脂酰乙醇胺結合蛋白、復合物2 和巨噬細胞遷移抑制因子［117］。

2.3.2 垂體瘤的比較蛋白質組學

比較蛋白質組學結合了不同的蛋白質組分離技術，如2DGE 和多維液相色譜（multipledimensional liquid chromatography，MDLC）［118］。分離出來的蛋白質通過不同的染色試劑可以形成帶有2DGE“斑點”的2D 蛋白譜。利用不同種類蛋白質的豐度可以確定腺瘤組與正常組之間的匹配點。切離點內的蛋白質用胰蛋白酶（或其他蛋白酶）消化，并用PMF或MS/MS分析［107］。早在2003年，水平MultiphorⅡ系統(tǒng)和垂直Dodeca 系統(tǒng)在空間和定量重復性方面的差異已經表明，垂直Dodeca凝膠系統(tǒng)更好［88］。此外，另一項對MultiphorⅡ系統(tǒng)和Dodeca 2D 系統(tǒng)的蛋白質裝載量與點體積關系的研究也表明，Dodeca系統(tǒng)可以提供一個更完善的測定蛋白質豐度的線性動態(tài)范圍［119］。

MDLC結合MS/MS最大限度地擴大了蛋白質組的覆蓋范圍?；贛DLC-MS/MS 的蛋白質組學技術包括穩(wěn)定同位素標記的MDLC-MS/MS，如相對和絕對定量同位素標記（isobaric tags for relative and absolute quantification，iTRAQ）、細胞培養(yǎng)中氨基酸穩(wěn)定同位素標記（stable isotope labeling of amino acids in cell culture，SILAC）、18O、同位素編碼親和標記（isotope-coded affinity tags，ICAT）、肽串聯質量標記（tandem mass tags，TMT）和同位素肽末端標記（isobaric peptide termini labeling，IPTL），以及非標記MDLC-MS/MS，如所有理論譜的序列窗口獲?。╯equential window acquisition of all theoretical spectra，

SWATH）、無標記、絕對定量（absolute quantification，AQUA）和選擇性或多反應監(jiān)測（selected reaction monitoring/multiple reaction monitoring， SRM/MRM）［118］。

2.3.2.1 基于2DGE的比較蛋白質組學 2003年，為了探索促分泌素在人類垂體瘤中的潛在作用，Zhan 等［7］采用比較蛋白質組學方法，結合MALDITOF PMF 和LC-ESI-Q-IT MS/MS 方 法，檢 測 人 類NFPAs 中的促分泌素，結果發(fā)現，促分泌素在NFPAs中下調了2.2 ～6.9倍，且表達水平表現出不同程度的差異。此外，根據轉錄組學分析，mRNA水平也呈現類似的趨勢［7］。

2005 年，Moreno 等［6］采用微陣列分析發(fā)現，人類NFPAs 中有115 個上調基因和169 個下調基因，蛋白質組分析發(fā)現21 個上調蛋白和29 個下調蛋白。Wnt 和Notch 通路的顯著富集揭示了NFPAs 的發(fā)病機制。2008 年，Evans 等［120］對人類泌乳素瘤和對照垂體進行了高分辨率和高重復性的蛋白質組分析。切離差異匹配點，用MS測定其中的蛋白質，在泌乳素瘤（n=12）和對照垂體（n=30）中鑒定蛋白質，共發(fā)現了41 個點，包含23 種差異蛋白，其中下調蛋白19個，上調蛋白4個。這些差異表達蛋白（differentially expressed proteins，DEPs）主要聚集在不同的組中，包括生長激素異構體、細胞防御和應激抵抗蛋白、神經內分泌相關蛋白、細胞增殖和分化相關蛋白、凋亡相關蛋白和代謝酶相關蛋白。這些比較蛋白質組學數據揭示了垂體瘤的差異蛋白質表達譜和獨特的分子特征，有助于其發(fā)病機制的研究。

2.3.2.2 基于2DLC 的比較蛋白質組學 基于2DLC 的比較蛋白質組學，即2DLC-定量蛋白質組學，通常包括同位素標記2DLC-MS/MS 和無標記2DLC-MS/MS，可以定量不同條件下的蛋白質豐度，例如癌癥與對照組，疾病的不同階段，以及不同生理條件下的比較。TMT是一種同位素質量標記，它提供了一種基于凝膠或抗體定量的蛋白質鑒定方法［121］。TMT與上述方法相結合，可以更有效地挖掘蛋白質組成分?；赥MT 的2DLC-MS/MS 可以顯著提高基于肽的蛋白質鑒定的通量［109］。一個TMT包含4 個區(qū)域：可切割連接區(qū)、質量報告區(qū)、蛋白反應組區(qū)和質量標準化區(qū)。TMT 試劑可以分析多種類型的樣本，如組織、細胞或生物液體，也可以同時分析多種多肽樣品（多達16種）。TMT試劑有6種，可以引發(fā)不同的化學反應，包括TMTzero、TMTduplex、TMTsixplex、TMT10plex+TMT11-131C、iodoTMT 和aminoxyTMT［122］。2019 年，Wang 等［123］采用基于TMT 的2DLC-MS/MS 分析FSH 陽性NFPAs（n=4）和FSH 陰性NFPAs（n=4）之間的DEPs，共定量了4 666 個蛋白質，并在FSH 陽性和FSH 陰性的NFPAs中鑒定出594個DEPs。

2.3.3 垂體瘤的硝基化蛋白質組學

在各種癌癥涉及到的多個生物過程中，氧化應激起著關鍵作用。目標蛋白中被硝化的酪氨酸和色氨酸殘基是潛在的硝化損傷標志物［124-125］。基于MS的蛋白質組學雖可以檢測和識別內源性硝基化蛋白和硝基酪氨酸位點，但硝基化蛋白質組學所鑒定的內源性硝基酪氨酸位點豐度極低［以百萬分之一（ppm）為單位］。因此，需要對硝基化蛋白進行優(yōu)先富集，優(yōu)化具體的獲得MS 數據的儀器參數［126］。當前的硝基化蛋白質組學研究常應用分離富集技術［127］。例如，基于1DGE/2DGE 的蛋白質免疫印跡分析、硝基酪氨酸親和柱（nitrotyrosine affinity column，NTAC）、基于抗體的酶聯免疫吸附試驗、免疫沉淀、氨基酪氨酸生物素化轉化硝基酪氨酸殘基、硫丙基瓊脂糖珠富集、硝基化位點丹磺酰氯標記和（3R，4S）-1-［4-（氨基甲基）苯基磺?；葸量┩?3，4-二醇試劑［128］。利用MALDI-MS 和MS/MS 對含有硝基酪氨酸肽段的斷裂模式進行研究，可以提供解釋內源硝基化蛋白譜的可靠參數［125］。酪氨酸的硝基化可以改變蛋白質的活性，在下丘腦-垂體-靶器官軸系統(tǒng)的生理和病理過程中發(fā)揮重要的分子作用。內源性含硝基酪氨酸的蛋白質和硝基酪氨酸位點是垂體瘤中氧化損傷的標志［129］。大多數硝基酪氨酸位點位于蛋白質的特定結構域或基序內［130］。

2004 年，Zhan 等［129］借助2D 和LC-MS 技術，采用抗硝基酪氨酸抗體用于檢測正常（對照）人垂體中含硝基酪氨酸的蛋白。在5 個免疫反應陽性的2D 凝膠點中鑒定出4 個硝基酪氨酸蛋白，包括cGMP 依賴的蛋白激酶2、肌動蛋白、突觸體相關蛋白和免疫球蛋白Fc段受體，這些硝基酪氨酸蛋白參與細胞結構、神經傳遞、細胞遷移和細胞免疫過程。2006 年，Zhan 等［130］采用NTAC 檢測NFPAs 中經MS/MS分析鑒定的內源性硝基化蛋白和硝基化蛋白-蛋白復合物，共鑒定出9種硝基化蛋白，包括蛋白酶體α 亞基2 型、白細胞免疫球蛋白樣受體A 亞家族成員4 前體、cAMP 依賴的蛋白激酶Ⅰ型β 調節(jié)亞基、Rho-GTP 酶結合蛋白2、Rho-GTP 酶激活蛋白5、矢車菊苷蛋白β1、鞘氨醇1 磷酸裂解酶1、鋅指蛋白432、白介素1家庭成員6；同時確定了3個完整的硝基化蛋白-蛋白復合物，包括硝化的IL1-F6-IL1-RIRAK-2 復合物、硝化的cAMP 依賴的PKA 復合物β亞基和硝化的蛋白酶體-泛素復合物。這些硝基化位點都位于功能域上，有報道稱相對應的硝基化蛋白與重要的功能系統(tǒng)密切相關。2007 年，Zhan等［131］結合2004 年及以前的研究，在16 個新的硝基酪氨酸免疫反應陽性點中發(fā)現了4個新的硝基化蛋白質，包括斯鈣素1前體、線粒體伴侶蛋白HscB、孕酮和脂聯素受體家族成員Ⅲ、蛋白酶體α亞基2型。這些新發(fā)現的硝基化蛋白分別參與鈣磷代謝、鐵硫簇組裝中的伴侶蛋白、跨膜受體和非溶酶體蛋白水解途徑。

2.3.4 垂體瘤的磷酸化蛋白質組學

磷酸化是指在氨基酸殘基上增加一個磷酸基團（-PO3）。絲氨酸（Ser，S）磷酸化的概率為90%，蘇氨酸（Thr，T）為10%，酪氨酸（Tyr，Y）為0.05%［132］。磷酸化的發(fā)生大約在每千分之一（ppt）水平，而硝化的發(fā)生在ppm 水平。通過靶向關鍵的細胞信號通路，動態(tài)磷酸化和去磷酸化過程廣泛調控多種細胞過程［133］。盡管磷酸化發(fā)生的豐度很低，但特定的酪氨酸激酶抑制劑在臨床上已用于各種癌癥的藥物治療［134］。磷酸化調節(jié)蛋白質的多種關鍵功能，如蛋白質與DNA相互作用、蛋白質與RNA相互作用、蛋白質與蛋白質相互作用、蛋白質胞內定位、酶活性、蛋白質降解和蛋白質運輸［135］。對垂體瘤進行的聚焦于蛋白質磷酸化變異的磷酸化蛋白質組學研究取得豐碩成果［136-137］。MS/MS 分析可以確定磷酸肽氨基酸序列和磷酸化位點。

2004 年，Giorgianni 等［138］采用固定金屬離子親和層析柱（immobilized metal-affinity column，IMAC）結合LC-ESI-QIT MS的非凝膠磷酸化蛋白質組學方法對人類垂體中的磷酸化蛋白和磷酸化位點進行檢測，鑒定出了新的磷酸化多肽和磷酸化位點，其中磷酸化位點有6 個，包括人類GH（Ser132，Ser 176）、嗜鉻粒蛋白A（Ser 322）、分泌粒蛋白Ⅰ（Ser 149，Ser 405）、60S 核糖體蛋白P1（Ser101）和/或P2（Ser102）、DnaJ 同系物C 亞族成員5（Ser10）和甘丙肽（Ser117）。2006 年，Beranova-Giorgianni 等［139］結合IMAC 和isoelectric focusing（IEF）-LC-MS/MS 凝膠磷酸化蛋白質組學方法用于檢測人類垂體瘤中的磷酸肽，在50個磷酸化位點中共獲得26個蛋白，包括分泌粒蛋白Ⅰ、生長激素、分泌粒蛋白Ⅱ、嗜鉻粒蛋白A、甘丙肽P22466、60S 酸性核糖體蛋白P1/P2、端粒酶結合蛋白p23、促腎上腺皮質激素-促脂素、α-1 連環(huán)蛋白、cAMP 依賴蛋白激酶Ⅱ型α 調節(jié)鏈、延伸因子1-δ、肝癌源性生長因子、磷酸丙糖異構酶、3-磷酸肌醇依賴蛋白激酶1、60S 酸性核糖體蛋白P0、纖維蛋白原α 鏈、骨橋蛋白、40S 核糖體蛋白S3、組蛋白H4、hsc70相互作用蛋白、異質性核糖核蛋白C1/C2、隔膜蛋白2、RNA結合蛋白Raly、玻璃體結合蛋白、熱休克蛋白90-α、腺苷酸環(huán)化酶相關蛋白1［139］。

2009 年，Long 等［136］對9 組NFPA 組學數據進行系統(tǒng)分析，包括定量轉錄組學、定量蛋白質組學、硝基化和磷酸化數據［136］。該研究使用PTMscan 檢測了409個蛋白中的1 006個獨特的磷酸化位點，驗證了NFPAs中4個重要分子網絡和高頻中心分子中的磷酸化蛋白。PTMScan 技術將含PTM 多肽的抗體富集與LC-MS/MS相結合，以確定新的蛋白位點（磷酸化、甲基化、泛素化、?；虻鞍酌盖形稽c）［140］。2020年，Liu等［137］采用TMT標記的TiO2富集LC-MS/MS方法對人類NFPAs 組織進行大規(guī)模磷酸化位點分析。在1 035個磷酸化蛋白中，共鑒定出2 982個磷酸化位點。該研究通過綜合分析GEO 數據庫中的磷酸化蛋白數據和DEG數據，重點探討了侵襲性NFPA一個亞組中的磷酸化蛋白。因此，130個重疊分子（磷酸化蛋白；侵襲性DEGs）富集為6個顯著的功能類別。垂體瘤中的這些磷酸化蛋白以及磷酸化位點闡明了垂體瘤的分子機制，為進一步的生物學研究、發(fā)現有效的治療靶點、開發(fā)有效的與磷酸化相關的生物標志物以準確地對垂體瘤患者進行分層治療提供了全面的、大規(guī)模的數據集。

2.3.5 垂體瘤的泛素化蛋白質組學

泛素化是一種酶促的PTM，泛素化蛋白（Gly 76）的羧基（COO-）與底物蛋白（Lys 殘基）的ε-氨基結合。胰蛋白酶裂解后的雙甘氨酸“殘基”可用于識別泛素偶聯位點［141］。泛素化過程涉及3類酶：泛素激活酶（E1s）、泛素結合酶（E2s）和泛素連接酶（E3s）。第一步是由E1 泛素激活酶在ATP 的幫助下激活泛素；第二步是結合泛素，由E2泛素結合酶將其從E1轉移到E2；第三步是連接，泛素C末端Gly與靶蛋白之間的E3泛素連接酶生成異肽鍵［142］。泛素化在多個細胞過程中發(fā)揮作用，包括細胞周期和分裂、抗原加工、凋亡、分化和發(fā)育、細胞器的生物發(fā)生、細胞表面受體的調節(jié)、DNA轉錄和修復、免疫應答和炎癥、核糖體的生物發(fā)生、神經肌肉退行性變、離子通道和分泌途徑、多能性的維持、神經網絡的形態(tài)發(fā)生、應激和細胞外調節(jié)劑反應以及病毒感染［143-145］。泛素化系統(tǒng)缺陷或改變與人類各種疾病相關［146］。

Qian 等［147］利用基于抗泛素抗體的無標簽定量蛋白質組學方法，獲得了第1 個垂體瘤和對照組織之間的泛素化蛋白質組譜，即泛素化蛋白質組，共鑒定了108個蛋白（158個泛素化位點和142個泛素化肽）；利用LC-MS/MS方法確定了氨基酸序列和泛素化位點。這些泛素化蛋白顯著富集于核糖體、PI3K-AKT 信號通路、核苷酸切除修復和hippo 信號通路中。隨機選取泛素化的14-3-3 ζ/δ 蛋白進行蛋白質免疫印跡驗證，結果表明，在NFPAs中，上調的14-3-3ζ/δ 蛋白可能受到泛素化水平降低的調控。在這些泛素化位點中預測得到的泛素化基序包括D-X（4）-K*、K*-X（2）-E、K*A、K-X（3）-K*和K-X（4）-K*。泛素化蛋白質組學在揭示垂體瘤的分子機制、生物標志物和治療靶點方面具有重要意義。

2.3.6 垂體瘤的糖基化蛋白質組學

糖基化是碳水化合物（即糖基供體，通常是激活的核苷酸糖）通過細胞質和細胞核中的酶促或非酶促過程與有機分子（即糖基受體）連接的反應［148］。糖基化可以產生5 類糖，包括N 連接糖、O 連接糖、磷酸化糖、C連接糖和糖基磷脂酰肌醇化糖［149］。糖基化修飾參與機體多種功能活動，如蛋白質折疊、蛋白質穩(wěn)定性、細胞間粘附、抗體特異性、蛋白質組多樣性和免疫識別［150-151］。糖基化過程涉及大量酶促反應步驟，是最復雜的PTM［152］。糖基化紊亂可以誘發(fā)多種疾病，如神經系統(tǒng)改變、傳染病、自身免疫疾病、癌癥、阿爾茨海默病和糖尿?。?53］。所有這些糖基化相關疾病都會以不同的方式影響多個器官，診斷和治療均有很大難度［154］，目前在樣品分離和鑒定方面已經取得許多進展，例如，利用MALDI-MS分析碳水化合物和糖綴合物，包括寡糖、多糖、糖脂、糖蛋白、生物制藥和糖苷，有助于發(fā)現新的糖基化紊亂［155］。傳統(tǒng)MS結合離子淌度可以從分離的片段離子中提取出清晰的聚糖譜，獲得分離異構體的更多信息。MS 與多種色譜方法相結合優(yōu)勢顯著，可以提供結構鑒定信息，特別是含有酸性基團（磷酸、唾液酸和硫酸）的聚糖的信息［156］。

人類FSH具有兩種主要的糖型，包括四糖基化FSH（由α亞基和β亞基組成）和二糖基化FSH（由α亞基組成）。在體外，垂體FSH 特異性二糖基化FSH 的亞型比二糖基化和四糖基化FSH 的亞型更活躍［157］。FSH 糖基化會導致功能上的兩個重要改變，包括寡糖結構變化引起的微異質性，以及FSHβ亞基部分糖基化引起的微異質性。FSH 糖基化可降低受體與配體之間的相互作用，阻礙細胞信號轉導。MS 具有高分辨率和高靈敏度的特點，可以準確界定FSH的微異質性，識別更多附著在FSH制劑上的聚糖［158］。例如，Bousfield等［159］使用定量負離子模式納米電噴霧質譜，在垂體組織和尿液中，對多肽N 端聚糖酶釋放的寡糖進行了FSH 的糖基化微異質性比較。目前，對垂體瘤糖生物學/糖基化蛋白質組學的研究還很局限。由于糖基化紊亂廣泛存在，并在多種生物過程中發(fā)揮作用，因此，糖基化研究應當引起重視。

2.3.7 侵襲性與非侵襲性垂體瘤的定量蛋白質組學

病理檢查顯示，臨床上垂體瘤多為良性，但手術病例中也會有部分垂體瘤侵犯周圍局部解剖結構，包括骨、頸內動脈、鼻腔、海綿竇、硬腦膜、鼻咽和顱縫［160］。根據Hardy 改良的放射解剖學分類標準，Ⅲ級（大腺瘤擴大并侵犯基底或蝶鞍上部）和Ⅳ級（蝶鞍破壞）屬于侵襲性垂體瘤［161］。在實際臨床中，很難完全切除具有廣泛侵襲性的原發(fā)病灶。因此，侵襲性垂體瘤患者術后復發(fā)風險高、預后差［162］。目前，磁共振（magnetic resonance，MR）和術后病理報告是診斷侵襲性垂體瘤的依據，但僅依靠圖像和形態(tài)學變化尚不足以確定垂體瘤有無侵襲性［163］。分子模式變化研究的快速發(fā)展，對于侵襲性和非侵襲性垂體瘤患者的分層、預后評估和靶向治療均具有重要意義。2009 年，Liu 等［164］基于MALDI-TOFMS，利用高分辨率和可重復性的2DGE 和PMF，建立了侵襲性和非侵襲性垂體瘤的差異蛋白譜，在侵襲性和非侵襲性垂體瘤間的99 個匹配差異點中鑒定出30 個DEPs，這些蛋白參與關鍵的信號轉導和細胞周期調控過程。2014年，在侵襲性（n=4）和非侵襲性（n=4）垂體瘤的103個2DGE和PMF鑒別點中 鑒 定 出57 個DEPs［165］。這 些DEPs 富 集 于 與NFPAs 侵襲性密切相關的重要通路和網絡中，包括絲裂原活化的蛋白激酶信號異常、線粒體功能障礙、周期蛋白依賴的激酶C信號異常、氧化應激、TR/RXR 激活、酮的生成和分解、蛋白質水解異常和淀粉樣蛋白加工［165］。2016 年，Yu 等［166］采用LC-MS/MS在侵襲性（n=5）和非侵襲性（n=4）NFPAs 中共鑒定出433個DEPs，結合侵襲性（n=3）和非侵襲性（n= 4）NFPAs 的DEGs 轉錄組學數據，在mRNA 和蛋白水平上，發(fā)現29 個差異表達分子參與細胞代謝、蛋白質合成和降解、DNA損傷和修復、細胞信號轉導、細胞生長和增殖、能量生產、細胞死亡和存活以及細胞形態(tài)；此外，利用qRT-PCR 和蛋白質免疫印跡技術，驗證了CHGA和CLU在侵襲性和非侵襲性NFPAs 中的mRNA 和蛋白表達［166］。2016 年，整合蛋白質組學和轉錄組學，Feng 等［167］利用iTRAQ和LC-MS/MS研究了垂體瘤侵襲過程中的差異分子表達模式，在侵襲性和非侵襲性垂體瘤之間共發(fā)現了283個DEPs。值得注意的是，該研究驗證了侵襲性垂體瘤中的上調蛋白，包括STAT3、p-STAT3、IL-6R、JAK2 和MMP9。2019 年，Wang 等［123］整合蛋白質組學和轉錄組學，對FSH陽性表達的NFPAs與侵襲性分子特征之間的聯系進行探究，得到了侵襲性相關的NFPAs DEG數據［123］。

2.3.8 生長激素和泌乳激素的蛋白質存在形式

傳統(tǒng)觀念認為，一個二維凝膠點只含有一個或兩個蛋白。2DGE結合MS是一項勞動密集型技術，對獲得極堿性或極酸性蛋白、低豐度蛋白、極低或極高質量蛋白以及疏水蛋白而言是一個巨大的挑戰(zhàn)。隨著蛋白質分離技術、高靈敏度MS 方法（2DGE-MS PMF 和2DGE-MS/MS）和穩(wěn)定同位素標記（iTRAQ、SILAC 和TMT）的迅速發(fā)展，基于2DGE的蛋白質組學發(fā)生了革命性變化，為復雜的人體組織蛋白質組分析帶來了新的思路［27］。2DGE結合這些MS和同位素標記方法可以對蛋白質組中的蛋白質存在形式和極低豐度蛋白進行大規(guī)模定量，檢測、鑒定和定量出至少50萬個蛋白質存在形式。此外，基于2DGE的新概念，可以估算出人類蛋白質組的大小，其蛋白質存在形式的值大約從100 萬到10 億不等［168］。這有助于理解為什么每個凝膠點都含有許多pI 和Mr相似的蛋白質存在形式。每個檢測點可以同時代表同一基因或不同基因的產物，由同一基因產生的蛋白質存在形式也可以出現在不同的2DGE 點上［168］。蛋白質存在形式是蛋白質組的基本單位，它使研究人員充分認識到，具有更細微模式的蛋白質異構體或變體會導致不同的病理生理狀態(tài)。2DGE-LC-MS/MS結合“自上而下”和“自下而上”的分析方法，揭示了關鍵的蛋白質存在形式在蛋白質組分析中的重要作用。2DGE結合抗體法可以檢測垂體瘤中GH 蛋白質存在形式［87，169］和PRL蛋白質存在形式［147］。

2005 年，Zhan 等［87］利用2DGE、IMAC 層析、MS等方法，在人類垂體中共發(fā)現24個GH 蛋白質存在形式，并發(fā)現不同的PTMs、可變剪接、蛋白酶解加工等過程產生GH 的異質性。24個GH 蛋白質存在形式在4 個GH 剪接異構體中的分布比例顯著不同：異構體1（87.5%）、異構體2（8.1%）、異構體3（3.3%）、異構體4（1.1%）。這項研究表明，GH 在人類垂體中具有廣泛的異質性，顯著豐富了關于該特定蛋白質系統(tǒng)的蛋白質組學數據庫。研究表明，循環(huán)的非22-kDa GH變體的比例不同可能導致其對青春期前兒童異常生長的影響的不同［170］。因此，根據臨床資料對不同GH蛋白質存在形式進行精確的分子分型，可以更準確地闡明GH 相關疾病的發(fā)病機制。2009年，Kohler等［171］利用2DGE、“自下而上”測序和LC-MS/MS 鑒定了9、12、20 和22 kDa 的GH亞型片段，此外，還鑒定出一種23 kDa的糖基化GH變體，闡明了人類內源性GH異質性的潛在機制；該團隊進一步研究發(fā)現，9 和12 kDa GH 片段的特殊功能可能在正常的代謝活動中發(fā)揮重要作用。2021 年，研究人員利用磷酸化蛋白質組學、泛素化蛋白質組學、乙?；鞍踪|組學和生物信息學分析了GH 分泌型垂體瘤組織和對照垂體組織中GH 蛋白質存在形式的PTMs［169］。在GH 分泌型垂體瘤中共鑒定出46個點（46個GH蛋白質存在形式），在對照垂體中鑒定出35 個點（35 個GH 蛋白質存在形式）。這些數據表明，11種GH蛋白質存在形式僅存在于GH 分泌型垂體瘤組織中，而不存在于對照組垂體組織中。這些發(fā)現首次闡釋了GH分泌型垂體瘤組織中人類GH 蛋白質存在形式的改變，以及部分PTMs在GH蛋白質存在形式中的地位［169］。

2018 年，Qian 等［147］利用2DGE 和MS 在人類垂體和垂體瘤中共鑒定出6種人類PRL蛋白質存在形式。在5 個垂體瘤亞型中，包括NF-腺瘤（n= 3），LH+腺瘤（n= 3），FSH+腺瘤（n= 3），PRL+腺瘤（n=3）和FSH+/LH+腺瘤（n= 3）PRL 蛋白質存在形式均有顯著差異。這種模式的改變有助于揭示不同類型PRL 受體信號通路中的PRL 機制［147］。PRL 分泌后轉運到各種靶組織，激活下游通路，如Ras-Raf-MAPK通路、JaK2激活調節(jié)通路和PI3K通路。在這一過程中，PRL 可能通過不同的PRL 蛋白質存在形式與PRL短受體或長受體結合［172］。

GH和PRL蛋白質存在形式研究有助于人類垂體和下丘腦-垂體-靶器官軸相關疾病中精確機制和新出現的生物標志物的研究。這些鑒定的激素蛋白質存在形式涉及不同的生物學功能和信號通路。它們在垂體瘤治療中具有潛在的臨床意義和價值，并有助于靶向不同激素蛋白質存在形式的藥物開發(fā)以治療不同癥狀。

2.4 多肽組學和體液蛋白質組學

多肽組學有助于人體體液、細胞和組織中完整的多肽組譜和PTMs的確定［173-174］。多肽組學的研究有賴于分離鑒定技術。含有鹽、碳水化合物、蛋白質和脂類的復雜生物樣品會降低多肽的電離效率。由于在多個特性上存在不同，如大小、疏水性、電荷和PTMs（焦谷氨酸形成、氧化、糖基化、C 端酰胺化和乙?；?，多態(tài)性高的肽必須優(yōu)先富集［175］。最常見的肽分離程序包括：（1）用以分子量作為臨界值的膜超濾；（2）有機溶劑選擇性沉淀；（3）固相萃取柱；（4）磁珠；（5）基于凝膠的分離方法［176］。多肽組學研究中較為成功的識別方法包括LC、ESI、MALDI、表面增強激光解吸/電離、碰撞誘導解離（collision-induced dissociation，CID）、電子轉移誘導解離（electron transfer-induced dissociation，ETD）和毛細管電泳（capillary electrophoresis，CE）［177］。人體體液、細胞和組織中的多肽和生物活性多肽在多種生理功能中均發(fā)揮重要作用，如激素信使、抗菌介質、免疫性能、細胞因子、信號轉導、抗病毒介質、細胞間通訊和蛋白酶抑制劑［178］。多肽組學在選取生物活性肽、疾病生物標志物、神經肽組學和膳食蛋白消化譜等方面均有重要應用［179］。

2009年，Altelaar等［180］采用兩種提取方法（尿素提取法，乙酸萃取）和高分辨率納米LC-MS/MS 技術，從大鼠垂體組織中共鑒定出142 個內源性神經肽。多種多肽提取程序和多種MS 分析（LC-ETD MS/MS和LC-CID MS/MS）結合提高了鑒定出的內源性多肽的數量。血清和腦脊液均可用于研究垂體瘤，其中包含垂體瘤病理發(fā)展過程中的生物多肽和蛋白質［181］。2011年，Cruz-Topete等［182］利用2DGE和MS/MS 對肢端肥大癥患者血清蛋白質組改變進行研究，獲得了一些新的疾病活動性生物標志物。該研究共發(fā)現7 種差異表達蛋白，作為評估肢端肥大癥患者手術治療后疾病活動性的潛在新生物標志物，包括β-血紅蛋白、甲狀腺素運載蛋白（兩種亞型）、觸珠蛋白α2、補體C4B前體和載脂蛋白A-1（兩種亞型）。2012 年，Zhou 等［183］使用PMF、磁珠和MALDI-TOF-MS，發(fā)現垂體瘤患者（n=65）和正常對照組（n=90）血清中共計42m/z值具有顯著差異。

2.5 代謝組學

代謝組學研究涉及細胞、組織或生物體代謝的小分子底物、化學產物和中間體［184-185］。代謝組組成的改變意味著基因組、轉錄組或蛋白質組的動態(tài)擾動。代謝組是基因型和表型之間的聯系點，是特定條件下分子表型和不同病理生理過程的直接化學反映［186］。隨著靈敏分析技術的快速發(fā)展，代謝組學已廣泛應用于毒理學、生物醫(yī)學和藥學研究，以確定和識別復雜生物樣品中的成分［187］。MR 和MS 結合多種分離技術是代謝組學研究中應用的主要方法［188］。MR 是代謝組學領域的先驅平臺，可以成功檢測所有含有氫原子的化合物，但其敏感性不如MS。代謝組學分析中使用的方法還包括LC-MS、CE-MS 和GC（gas chromatography）-MS［189］。為了提高色譜分辨率，代謝組學研究也應用其他連通性技術，包括超高效液相色譜、LC-NMR-MS、MS 輸注（direct inject-MS，DI-MS）、高靈敏度和分辨率納米LC-MS、高分辨率毛細管柱和傅里葉回旋紅外光譜［190］。代謝組可以反映特定病理生理過程的當前表型，并可作為疾病進展，特別是無癥狀疾病的診斷或預后的生物標志物［191］。一般而言，代謝組學包括靶向代謝組學（特定代謝產物）和非靶向代謝組學（所有代謝產物）。非靶向代謝組學獲得的結果必須在多個研究機構的大規(guī)模人群隊列中用靶向和定量代謝分析方法進行驗證［192］。將來，代謝組學應用將結合多中心臨床試驗和各種生物材料，如血液、尿液、呼出的氣體、痰液、腦脊液、汗液和唾液等。

2018 年，Feng 等［193］利用GC-MS 和納米LC-MS/MS 對ACTH-PAs（n=6）和正常垂體（n=7）代謝產物和蛋白表達水平的差異進行分析。結果發(fā)現，在192 個代謝產物中，ACTH-PAs 共有37 個差異表達的代謝產物，包括17 個上調代謝產物和20 個下調代謝產物。這37種差異表達的代謝產物包括己酸、蔗糖、D-果糖、腺苷酸、D-肌醇4-M、肌醇、尿酸、丙酮酸、瓜氨酸、D-γ-生育酚、苯甲酸、1，3-丙二醇、己醇、癸酸、卟啉、2-羧基吡咯、壬酸、庚酸、辛酸、L-蘇氨酸、羥基乙酸、草酸、焦谷氨酸、尿嘧啶、異亮氨酸、亮氨酸、核糖、1，3-二羥基丙酮、半胱氨酸、蛋氨酸、D-葡萄糖、葡萄糖、甘露糖、D-果糖-6-磷酸、D-葡萄糖-6-磷酸、D-甘露醇、檸檬酸、異檸檬酸、2-氨基己二酸、甘油、內赤蘚醇、棉籽糖、4-羥基丁酸和核糖醇。2018 年，P?nzariu 等［194］對代謝組學在垂體瘤研究中的貢獻進行總結，發(fā)現N-乙酰天冬氨酸、肌酸和膽堿化合物在垂體瘤和健康組織中不同，去氧膽酸、短鏈脂肪酸、4-吡哆酸、3-甲基乙二酸和葡萄糖-6-磷酸是庫欣病潛在的代謝產物型生物標志物。磷酸乙醇胺、肌醇、谷氨酸、N-乙酰天冬氨酸、天冬氨酸和谷氨酰胺在泌乳素瘤和正常對照組之間存在顯著差異［194］。2019 年，代謝譜揭示了不同類型垂體瘤［促腎上腺皮質激素細胞腺瘤、促性腺激素細胞腺瘤、促生長激素細胞腺瘤、促乳房生長細胞腺瘤、泌乳素細胞腺瘤、嗜酸粒細胞瘤（oncocytoma，OCMs）、NCAs］和正常垂體之間的代謝改變。基于代謝變化的聚類熱圖顯示，GH-PA、PRL-PA 和GHPRL-PA 屬于同一亞類，GT-PA、OCM 和NC-PA 關系密切。相對于正常垂體組織，垂體瘤中三羧酸循環(huán)（tricarboxylic acid cycle，TCA）通量、必需氨基酸和糖酵解水平均下調，而短鏈脂肪酸和核苷酸代謝水平上調。所有8種垂體瘤亞型中葡萄糖、果糖-6-磷酸和葡萄糖-6-磷酸水平均下調，表明垂體瘤中葡萄糖攝取異常。所有垂體瘤亞型的必需氨基酸代謝（尤其是亮氨酸、纈氨酸和蛋氨酸）下調，表明其合成代謝受到抑制［195］。2020年，Hu等［196］使用超高性能LC-Orbitrap Q-Exactive HF MS 在NFPAs 患者（包括8 個NCAs 和8 個OCMs）和正常對照垂體（n=5）中發(fā)現了特定的脂質異常。在OCMs和對照組之間共有181 種脂質存在顯著性差異，其中110 種脂質上調，71種脂質下調；95種脂質在NCAs和對照組之間有顯著差異，其中22種脂質上調，73種脂質下調。OCMs與對照組之間、NCAs與對照組之間有53種差異脂質重疊。此外，這項研究采用了一個可以獲得可靠的脂質生物標志物的外部驗證集。在實驗集和驗證集中共有17個脂質亞類顯示相同的趨勢，包括神經酰胺、心磷脂、磷脂酰甘油、甘油二酯、游離脂肪酸、飽和脂肪酸、烷基取代基（TG-O）、單不飽和脂肪酸、磷脂酰絲氨酸、多不飽和脂肪酸、磷脂酰肌醇、溶血磷脂酰膽堿、磷脂酰膽堿（PC）、PC-e、PC-p、PC-e+PC-p、磷脂酰乙醇胺（phosphatidylethanolamines，PE）、PE-e和鞘磷脂。

高效代謝組學是一種有效的臨床工具，通過識別特異性高、靈敏度高的疾病生物標志物和新的分子致病機制，可以改善垂體瘤研究中的PPPM。因此，代謝組學是垂體瘤患者臨床治療中具有廣闊應用前景的新領域。

2.6 影像組學

影像組學依賴于對定量和復雜圖像特征（如形狀、強度、小波和紋理）的高通量挖掘，其在臨床應用中愈趨重要?；趫D像的特征和模型均來源于標準醫(yī)學成像，可以轉換為可挖掘的維度數據，以提供用于改善臨床決策，準確診斷、預后、預測和治療的現代醫(yī)學工具［197-198］。影像組學特征可以反映疾病表型、病理生理學特征和腫瘤微環(huán)境，并可用于同相關患者數據（如臨床特征、治療相關過程或基因組信息）結合的模型的建立［199］。影像組學分析包括以下必要步驟：數據選擇、醫(yī)學成像、特征提取、探索性分析模型的開發(fā)/驗證和實施、臨床實用性評估，通過不斷重復最終細化［200］。影像組學中，研究人員主要通過控制以下項目來提高臨床應用價值：圖像方案質量、多重分割、模型研究、多個時間點成像、特征減少或調整的多重測試、多變量分析、生物相關性、臨界值分析、鑒別統(tǒng)計、校準統(tǒng)計、前瞻性研究、驗證比較“金標準”、成本-效果分析、潛在臨床應用、開放科學和數據［201］。影像組學在基于數據科學和機器學習的現代醫(yī)學成像中發(fā)揮著強大作用?；谟跋窠M學的決策支持系統(tǒng)特別注意標準化數據收集和模型驗證，進而形成臨床應用的標準。

2018 年，Zhang 等［202］應用影像組學的回顧性研究顯示，相比于CE-T1加權MRI，T1加權MRI在檢測來自其他亞型NFPAs的NCAs時具有更高的特異性和敏感性。這項研究將112 例NFPA 患者按2∶1 的比例分為實驗集（n=75）和測試集（n=37），收集T1加權MRI和CE-T1加權MRI的歷史數據。利用受試者工作特征（receiver operating characteristics，ROC）分析和T1加權MRI圖像特征進行驗證，發(fā)現實驗集曲線下面積（area under the curve，AUC）與測試集一致（0.8314vs. 0.8042）。此外，T1 影像組學特征列線圖也得到了同樣的結果：實驗集的一致性指數（CI）為0.854，與測試集（CI=0.857）一致。利用影像組學建立的MRI信息模型是臨床上NFPA亞型術前診斷的強有力的工具［202］。2019年，一種基于MRI影像學特征的方法建立，用于預測侵襲性FPAs（invasive functional pituitary adenomas，IFPAs）的 治 療 反應［203］。該研究將113例IFPAs患者分為實驗組（n=108）和測試組（n=55），從T1 加權MRI 中收集7 個特征，建立具有最佳區(qū)分度的術前影像學預測模型，圖像特征通過ROC分析進行驗證，結果顯示實驗集的AUC值為0.834，與測試集（AUC=0.808）一致；此外，構建的T1影像組學特征列線圖在實驗集和測試集中均具有良好的校正和識別能力?；赥1 影像組學特征的影像組學模型對IFPA 患者的預測效果優(yōu)于用以確定個體治療策略的臨床特征模型。Ugga等［204］研究發(fā)現，Ki-67 標記指數與垂體瘤的侵襲性顯著相關，T2加權MRI特征中相關性最高的紋理衍生參數可以預測ki-67 在垂體大腺瘤的增殖指數等級，其測試組的總體準確率為91.67%，表明影像組學特征的機器學習分析更加注重成本效益和安全，有助于醫(yī)療保健的改善；對基于CE-T1 和T2 加權MRI 特征的垂體瘤侵犯海綿竇圖像的實驗集（n=97）和測試集（n=97）進行術前預測，T1-T2加權MRI圖像特征得到的結果是：實驗集的AUC值為0.852，與測試集（AUC=0.826）一致。Niu等［205］構建的T1-T2 加權MRI 影像組學特征的列線圖在實驗集（AUC=0.899）和測試集（AUC=0.871）中均顯示出良好的校準和識別能力。研究發(fā)現，影像組學模型也可用于預測患者的治療反應。借助肢端肥大癥患者的多參數MRI特征開發(fā)了一種無創(chuàng)預測放療反應的影像組學模型。影像組學模型結合了其他常見的臨床特征，獲得了良好的結果，其AUC值高達0.86，優(yōu)于任何單一的臨床特征。影像組學模型的應用有助于患者治療反應的個體化無創(chuàng)預測［206］。垂體瘤、顱咽管瘤、腦膜瘤和拉克氏囊腫均是位于前顱底的常見病變，這些顱底病灶的術前鑒別有助于基于影像學特征的機器學習模型手術的合理規(guī)劃。不同組別，包括垂體瘤與顱咽管瘤、垂體瘤與拉克氏囊腫、腦膜瘤與顱咽管瘤，均具有臨床應用的潛能（AUC ＞0.80）［207］。具有影像學特征的機器學習模型也可用于基于T2加權MRI的垂體瘤手術一致性預測［208］，基于CE-T1 加權MRI 的NFPA 大腺瘤患者的復發(fā)預測［209］，基于T2加權MRI的GH-PAs患者的肉芽形態(tài)預測［210］，以及基于T2加權MRI的不同垂體瘤亞型的免疫組化分類［211］。

隨著計算機處理能力、學習算法和大數據處理能力的發(fā)展，部分影像組學模型的優(yōu)勢超越了臨床金標準預測工具，可用于改善患者的護理和治療效果?；颊卟粌H可以從無創(chuàng)性診斷過程中受益，還可以明確腫瘤特征，如復發(fā)和緩解、治療效果、腫瘤侵襲性、藥物不良反應和全切除。然而，必須要注意標準的統(tǒng)計方法和規(guī)范的數據挖掘過程［212］。

3 垂體瘤中基于多組學的分子通路

生物學通路和分子網絡由生物體內各種分子（如DNA、RNA、蛋白質和代謝產物）之間的一系列相互作用組成［213］，不僅可以觸發(fā)共同的生物學過程［214］，細胞特性也會相應發(fā)生顯著變化，例如微管細胞骨架組織、細胞器組織的調節(jié)，細胞遷移、細胞形態(tài)發(fā)生，細胞運動、增殖和凋亡［215］。經通路分析發(fā)現，從任何疾病的組學數據集中獲得的分子差異表達都極有可能反映出潛在的發(fā)病機制以及關鍵的生物標志物［216］。根據此通路圖的先驗知識，進一步發(fā)現上下游調控因子、小分子活性物質、蛋白質和藥物，均有助于疾病的監(jiān)測，提供早期診斷，以及新藥的開發(fā)［217］。對“警報分子—特定途徑—不同的細胞過程—疾病的相應臨床特征”模式的探索，有助于在復雜的病理過程中發(fā)現潛在的因果關系。最近，基于以蛋白質組為中心的多組學，垂體瘤分子通路研究更加注重蛋白質組學和轉錄組學的結合［136］、蛋白質組學和PTMs的結合［136-137］、蛋白質組學和代謝組學的結合［193］以及蛋白質組學、轉錄組學和代謝組學的結合［195］。

2010 年，Zhan 等［218］根據垂體瘤的比較蛋白質組學數據，確定出9個具有統(tǒng)計學意義的通路，包括ERK/MAPK 信號通路、NRF2介導的氧化應激反應、線粒體功能障礙、丙酮酸代謝、谷胱甘肽代謝、TR/RXR激活、芳基烴類受體信號通路、IGF-1信號通路和氧化磷酸化通路。2016 年，Feng 等［167］通過整合轉錄組和蛋白質組學數據，發(fā)現8個與垂體NCAs侵襲顯著相關的典型通路，包括急性期反應信號通路、LXR/RXR激活、整合素信號通路、巨噬細胞和單核細胞Fcγ 受體介導的吞噬作用、PPARα/RXRα 激活、肌動蛋白細胞骨架信號通路、白細胞外滲信號通路、巨噬細胞活性氧和一氧化氮的產生。2018年，Feng 等［193］結合蛋白質組學和代謝組學，鑒定出ACTH-PAs 中富集于多個通路的蛋白質和代謝產物，包括半乳糖代謝、檸檬酸循環(huán)、脂肪酸生物合成、戊糖代謝、脂肪酸代謝、氨酰-tRNA生物合成、丙酸代謝、β-丙氨酸代謝、丙酮酸代謝、磷酸鹽通路、糖酵解/糖異生和萜類主鏈生物合成。2019年，Feng等［195］通過整合蛋白質組學、轉錄組學和代謝組學，鑒定出不同垂體瘤亞型中涉及的8個生物過程中具有顯著性差異的分子，這些過程包括氨酰-tRNA 生物合成、丙酸代謝、磷酸戊糖途徑、糖酵解/糖異生，纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸的生物合成，β-丙氨酸代謝，纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸的降解以及檸檬酸循環(huán)（TCA循環(huán)）；與其他垂體瘤亞型相比，ACTHPAs 中短鏈脂肪酸和核苷酸合成代謝途徑增加，GH-PAs中葡萄糖代謝和精氨酸/脯氨酸代謝途徑增加。2019 年，Long 等［136］在9 套NFPA 組學數據（包括蛋白質組學、轉錄組學、蛋白質硝基化數據和磷酸化數據）中，結合IPA 通路網絡程序進行Meta 分析，確定了62 個分子網絡和54 條癌癥相關的典型通路。這54 條癌癥相關的典型通路匯聚在9 個典型組合通路上，包括：（1）細胞骨架通路、細胞粘附通路和細胞移動通路；（2）線粒體功能障礙通路和能量代謝通路；（3）轉移和侵襲通路、血管生成通路；（4）毒素代謝通路和氧化應激通路；（5）蛋白質合成降解通路和氨基酸代謝通路；（6）細胞周期、增殖和凋亡通路；（7）免疫相關通路；（8）內質網應激通路；（9）其他（上皮細胞醛固酮信號、二十二碳六烯酸信號、子宮內膜癌信號、GH 信號、遺傳性乳腺癌信號、PPARα/RXRα 激活、PXR/RXR 激活和TR/RXR 激活）通路。2020 年，Liu 等［137］通過整合蛋白質組學、轉錄組學和磷酸化蛋白質組學與PTMscan，在侵襲性NFPAs中鑒定出相對于對照組的130個重疊分子（磷酸化蛋白；侵襲性DEGs）。這130個重疊分子顯著富集于14 條侵襲性NFPAs 相關的信號通路中，包括血小板激活、血管平滑肌收縮、雌激素信號通路、FcγR 介導的吞噬作用、胰高血糖素信號通路、長期抑制通路、癌癥中蛋白多糖、胰島素信號通路、唾液分泌、縫隙連接、cGMP-PKG 信號通路、GnRH 信號通路、炎癥介質調節(jié)TRP 通道和鈣信號通路。這些通路數據有助于人類垂體瘤發(fā)病機理的分子機制和生物標志物的深入研究。

4 垂體瘤中基于分子網絡的潛在模式生物標志物

分子相互作用網絡包含分子間的物理相互作用和基因間的間接遺傳相互作用，這些相互作用可能發(fā)生在不同家族的生化分子之間（糖、蛋白質、脂類、核酸等）［219-220］。網絡特征包含3 個方面：程度分布（連接數）、樞紐（高度連接點）和模塊（相同生化過程中的節(jié)點）［221］。目前，愈加復雜的分子網絡已投入到臨床應用中，例如，反映生物過程的功能地圖開發(fā)，相互作用的結果，預測未知分子的功能，理解生物系統(tǒng)的行為和藥物靶標識別［222］。分子網絡具有動態(tài)的相互作用，且因樣本類型、發(fā)育階段、微環(huán)境和生理狀態(tài)等因素而異。從發(fā)展的角度來看，分子網絡分析具有很大的應用空間［223］。人類疾病的發(fā)展涉及多個復雜的生物學過程，臨床實踐不能繼續(xù)僅關注診斷和治療過程中的單一因素或單一分子事件［86］?；诙嘟M學的整合生物標志物模式的提出，把生物標志物定義為主要的兩類［21］：第一類生物標志物通常位于信號通路的關鍵位置或分子網絡的樞紐；由于疾病可能發(fā)生一定的變化，“修改為”，這類標志物可用來解決疾病的機制和治療靶點問題［21］。依據基于分子網絡的潛在模式生物標志物，多組學數據的應用有助于各種高靈敏度和高特異性模型的鑒定［224］。

2010 年，Zhan 等［218］基于垂體瘤比較蛋白質組學數據確定出3個分子網絡，包括：（1）癌癥、器官形態(tài)、內分泌系統(tǒng)發(fā)育；（2）脂質代謝、小分子生物化學過程、分子轉運；（3）血液系統(tǒng)發(fā)育、血液疾病、組織形態(tài)。此外，確定了作為關鍵節(jié)點的部分DEPs，包 括GH1、TGFB1、ERK、Ras、IFNG、P38 MAPK、PRL、胰 島 素、MYOD1、NFkB、Akt、Jnk、TNF、PPARG、MAPK 和EPO。2016 年，Feng 等［167］整合蛋白質組學和轉錄組學，在侵襲性和非侵襲性NFPAs中鑒定出1 160 個DEGs 和283 個DEPs。在細胞遷移網絡中，表達差異最為顯著的分子有COL11A1、BMP6、RHOU、RGS4、AGT、PRDX2、CDK6、BTG2、MITF、SERPINC1、AKAP12、PRL 和CHGA，該研究的差異分子表達模式有助于對侵襲性NFPAs 的進一步探索。2016 年，Yu 等［166］通過整合侵襲性和非侵襲性NFPAs 的蛋白質組學和轉錄組學數據，在mRNA 和蛋白質水平上確定出29 個經常改變的分子，包括AGL、ATP1B1、CALD1、CAT、CHGA、CKB、CLU、CRABP2、CYB5R1、ECHS1、EPB41L2、EZR、FKBP5、GLS、HK1、IQGAP2、ITGA2B、KRT8、LGALS3BP、LIMA1、LTA4H、NEFL、PFKFB2、POR、PTPRN、RPS6KA5、SH3GLB2、SLC2A1 和SRCIN1。2019 年，Long 等［136］基于對9 個NFPA 數據集的Meta分析，從62 個網絡中確定了共861 個中心分子，這些中心分子可以歸為16個功能類別的42個中心分子組合中。該研究中，在分子網絡中出現超過3 次的中心分子定義為高頻中心分子。經PTMs驗證的24個高頻中心分子包括ERK、creb、ERK1/2、MAPK、Mek、AKT、PI3K 復合體、HSP90、p85、PKC、鈣調蛋白、FAK、PLC、Rac、Shc、rock、Jnk、NFκB 復合體、p38 MAPK、組蛋白H3、AP1、肌動蛋白、PKA 和STAT5a/b［136］。2020年，Liu等［137］整合轉錄組學和磷酸化蛋白質組學，得到了第一個大規(guī)模的磷酸化蛋白譜和磷酸化相關分子網絡，并在侵襲性NFPAs中確定了相對于對照的130個重疊分子（磷酸化蛋白；侵襲性DEGs）以及10 個中心分子，包括ALB、APOL1、SLC2A4、CHGB、AKT1、SCG3、TSC2、ACACA、SPARCL1 和IGFBP5。這些發(fā)現揭示了與NFPAs 磷酸化相關的基本分子機制，同時有助于磷酸化生物標志物和治療靶點的開發(fā)。

5 基于信號通路的垂體瘤治療靶點和治療藥物

基于垂體瘤多組學的信號通路研究表明，線粒體功能障礙、MAPK信號異常、氧化應激和細胞周期失調是垂體瘤的主要發(fā)病機制［218］。目前，已經開發(fā)出一些基于這些信號通路的治療靶點和藥物［32，225］。例如，線粒體是一種多功能細胞器，參與細胞周期、細胞增殖、細胞凋亡、能量代謝、氧化應激、耐藥、自噬、腫瘤生長和免疫等多種生物學過程［226］。電鏡下可以觀察到垂體OCM細胞中的異常線粒體［227］。此外，不同垂體瘤亞型的線粒體體積也不相同，例如，泌乳素瘤中線粒體體積大于肢端肥大癥中線粒體體積［228］。據報道，一些靶向線粒體的藥物已經用于垂體瘤患者的治療，包括右歸丸、替莫唑胺、褪黑素、T-2毒素、褪黑素抑制劑、乙胺嘧啶、18β-甘草次酸、芍藥苷棉酚乙酸酯、環(huán)孢素A、灰葉酸和多巴胺激動劑［32］等。線粒體功能障礙和線粒體動力學涉及垂體瘤發(fā)展中的潛在分子機制，專注于研究基于線粒體的生物標志物和治療性藥物有助于垂體瘤的臨床治療。具有保守的Thr-Xaa-Tyr 模體特征的MAPKs 包括3 個經典亞家族：ERK1/2、JNK（Jun N 端激酶）和p38［229］。這些亞家族分子具有不同的功能，激活的ERK 誘導細胞增殖，而激活的p38 和JNK 誘導細胞凋亡［230］。據報道，MAPKs與多個細胞過程都有廣泛聯系，如免疫防御、炎癥、分化、氧化應激、增殖、能量代謝、凋亡、自噬和應激反應［231］。一些靶向MAPK信號通路的藥物已經用于垂體瘤患者的治療，包括SOM230、OCT、卡麥角林、溴隱亭、維甲酸、18β-甘草次酸、多巴胺-生長抑素嵌合物、烏索酸、氟維司群和BIM-23A760［225］。此外，一些靶向MAPK信號通路的小的生物活性分子正處于開發(fā)實驗階段，包括具有EGF 樣結構域和兩個卵泡抑素樣結構域的跨膜蛋白、miR-16、Raf激酶抑制蛋白、哺乳動物不育-20-樣激酶、冷誘導RNA 結合蛋白和表皮生長因子途徑8號底物［225］。垂體瘤發(fā)生和發(fā)展的潛在分子機制涉及MAPK 信號通路的改變，關注基于MAPK 的生物標志物和治療藥物有助于垂體瘤的臨床治療。

在垂體瘤中還發(fā)現了其他潛在的治療靶點。例如，R18作為凋亡調節(jié)因子14-3-3蛋白抑制物，可以通過阻斷垂體OCMs 中mTOR 信號通路與PRAS40 的相互作用來抑制垂體瘤細胞的增殖［232］。DAPT是γ-分泌酶抑制物，通過靶向Notch信號通路抑制細胞增殖和侵襲，并降低原代GH-PA細胞中的GH含量［233］?；卺槍Υ贵w瘤在內的多個多組學分析的疾病模型，Feng等［233］對重編程代謝通量進行研究。結果發(fā)現，IDH2在垂體瘤重編程代謝中起著至關重要的作用，并證實與GH 分泌和腫瘤細胞生長有關。垂體瘤代謝譜表明，IDH2通過調節(jié)異常代謝抑制垂體瘤的生長，可以成為潛在的治療靶點［195］。在大多數衍生培養(yǎng)物中，使用特異性抑制劑S3I-201抑制STAT3，進而抑制GH 轉錄，減少GH 分泌［234］。STAT3特異性抑制劑S3I-201通過干擾STAT3和GH之間的正反饋回路，降低垂體生長激素腺瘤的腫瘤生長和GH 分泌。GH 可誘導STAT3 的磷酸化和核轉位，而STAT3 又可促進垂體瘤中GH 的高分泌［234］。過氧化物酶體增殖物激活受體γ（PPAR-γ）在人類ACTH 分泌型垂體瘤中過表達；噻唑烷二酮類化合物PPAR-γ 激活劑可在垂體瘤中促進AtT20的細胞凋亡，抑制ACTH分泌，誘導G0/G1細胞周期阻滯?；诖?，噻唑烷二酮類化合物在庫欣病的臨床治療方面具有潛在價值［235］。阿司匹林或生存素小分子抑制劑可抑制細胞增殖并調節(jié)細胞周期（S和G2/M 期），從而抑制垂體瘤細胞的生長［236］。LncRNA H19表達下調與垂體瘤的發(fā)生發(fā)展顯著相關［237］。在機制上，lncRNA H19 可以通過mTORC1介導的信號通路阻斷4E-BP1的磷酸化，并抑制4EBP1 與Raptor 亞基的結合。對H19-mTOR-4E-BP1軸的關注有助于垂體瘤的臨床治療［237］。垂體瘤非編碼RNA 研究表明，miR-133可以通過降低FOXC1表達抑制垂體瘤細胞的遷移和侵襲［238］。BRD4 在NFPAs 和GHPAs 中 上 調［239］。ZBC-260 是BRD4 抑制劑，通過降低Bcl2、c-Myc和其他相關基因的表達抑制垂體瘤細胞的增殖和腫瘤發(fā)生［239］。

6 未來展望

整合組學/多組學在闡明垂體瘤的分子機制、建立基于多組學的信號通路網絡、基于通路網絡的模式生物標志物以及垂體瘤的有效PPPM或精準醫(yī)療的治療靶點等方面均具有重要作用，并做出了巨大貢獻。MS在垂體瘤多組學分析中同樣具有重要作用。今后在垂體瘤的研究和實踐中應重點關注以下幾個方面。同時，這些策略也可以應用到其他癌癥的研究中。

6.1 垂體瘤研究實踐從以基因組為重心到以表型組為重心的轉變

需要注意的是，不同組學在垂體瘤的PPPM 或精準醫(yī)療臨床實踐中的貢獻并不恒定，多組學的重心正從基因組學轉向表型組學，而表型組是連接基因組與臨床實踐的橋梁［27］。表型組的核心是蛋白質組和代謝組，兩者在臨床實踐中同等重要。

在這種范式轉移模型中，必須清楚認識到：（1）基因組學的主要目標是發(fā)現突變、缺失、插入和融合基因，同時發(fā)現發(fā)生在DNA水平上的修飾也很重要［240-244］。（2）在轉錄組水平，除了編碼蛋白質氨基酸序列的mRNA 外，非編碼RNA（ncRNA）也很重要［245-249］。這些RNAs 可以促進基因的突變、插入、缺失和融合。更重要的是，選擇性剪接發(fā)生在轉錄過程中［1］，并產生“一個基因—多個轉錄本”模型。此外，RNA水平上的轉錄后修飾也是非常復雜且重要的。（3）代謝組包含來源于糖、脂類、蛋白質、核酸等各種物質的所有代謝產物，這些代謝產物在代謝網絡系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用，其中許多代謝途徑由代謝酶催化。代謝酶符合蛋白質或蛋白質組的基本特征。（4）在蛋白質組水平，蛋白質以轉錄本為模板在核糖體中合成。核糖體合成的蛋白質必須轉位并分配到其目標部位，如胞外、細胞膜、細胞質、線粒體、高爾基體、細胞核等，形成特定的空間構象，并與周圍分子相互作用，進一步形成復合物并最終發(fā)揮其功能和生物作用。蛋白質在轉位和再分配過程中會發(fā)生多種翻譯后修飾。蛋白質的最終結構和功能形式被稱為蛋白質存在形式或蛋白質組分。因此，蛋白質存在形式被定義為：蛋白質氨基酸序列+翻譯后修飾+輔因子+結合伴侶+構象+位置+功能［168］。從中可以得出，“蛋白質”是一個“總括性術語”，它包含了由一個基因編碼的所有蛋白質存在形式，此外，所有這些蛋白質存在形式都參與一個動態(tài)信號通路網絡系統(tǒng)。

蛋白質組和代謝組變異比基因組和轉錄組變異復雜得多［27］。人類蛋白質存在形式的數量高達十億［27，86］。許多因素均會導致蛋白質組的變化，如PTMs、轉位/再分配、蛋白質間相互作用以及空間構象。已經研究過的PTMs包括泛素化、糖基化、磷酸化、甲基化、類泛素化、乙酰化、硫酸化、脫酰胺化、硝化、羥化、琥珀酰化、異戊烯化、豆蔻?；妥貦磅；?。迄今為止，已經鑒定出數百個PTMs并編入PTM數據庫（http：//web.expasy.org/findmod/findmodmasses.html；http：//www.uniprot.org/docs/ptmlist）［27］。大多數PTMs在不同病理和生理條件下以及不同疾病階段會發(fā)生動態(tài)改變，進而產生更為復雜的蛋白質組學變異［250］。

代謝組學主要研究生物樣本中完整的小分子。代謝產物均由內源性代謝組（如核酸、氨基酸、脂肪酸、有機酸、維生素、胺、糖、抗生素、輔因子、色素）和外源性代謝組（如藥物、食品添加劑、環(huán)境污染物、毒素和其他外源性物質）產生［251］。代謝組學變異來源于各種生物過程。目前對蛋白質組和代謝組變異的研究并不深入［27］。高通量、高重復性和高靈敏度方法的開發(fā)將最大限度地擴大蛋白質組和代謝組變異的覆蓋范圍，以促進PPPM實踐，包括新的分子機制、可靠的生物標志物和對治療靶點作用的發(fā)現［27］。

在未來的研究中，必須重視垂體瘤PPPM 實踐中的表型組研究。

6.2 加強對垂體瘤生物大分子修飾和蛋白質存在形式的研究

范式轉移模型清楚地表明，在DNA、RNA 和蛋白質水平上會廣泛發(fā)生多種修飾，系統(tǒng)地調節(jié)不同的生理和病理過程。修飾是發(fā)生在這些生物大分子中的重要分子事件，對生物大分子甚至整個生物系統(tǒng)的結構和功能都起著重要的調節(jié)作用。生物大分子的修飾與不同的病理和生理條件廣泛相關，包括癌癥、炎癥性疾病、神經退行性疾病、代謝性疾病和糖尿病。生物大分子的修飾是引起生物分子多樣性的復雜因素。許多修飾均可以調節(jié)DNA 的結構和功能，如DNA 中胞嘧啶甲基化和羥甲基化，以及至少20 種發(fā)生在DNA 結合蛋白組蛋白中的PTMs［242，252］。RNAs 中至少有150 種PTMs 參與調節(jié)RNA 的結構和功能，如3-和5-甲基胞嘧啶（m3C，m5C），N1-和N6-甲基腺苷（m1A，m6A，m6Am），假尿苷（Ψ），5-羥甲基胞嘧啶（hm5C）和2′-O-甲基化（Nm）［243，253］。調控蛋白質結構和功能的蛋白質PTMs共有400 ～600個，如磷酸化、糖基化、泛素化、甲基化、類泛素化、乙?；?、硫酸化、脫酰胺化、硝化、亞硝基化、羥化、琥珀酰化、異戊烯化、豆蔻?；妥貦磅；龋?7］。不同的生物大分子修飾具有不同的特點，并需要特定的研究方法?；蚪M學、轉錄組學、蛋白質組學和生物信息學的發(fā)展推動了對生物大分子修飾的大規(guī)模研究，包括對PTMs 的定性和定量分析，以及對這些PTMs 的細胞信號機制和功能的闡明。

此外，PTMs 之間的拮抗和協(xié)同作用會使其生物學效應復雜化。迄今為止，在生命科學和醫(yī)學領域，對PTMs 的研究還遠遠不夠。PTM 研究的廣度和深度有待進一步提高。

蛋白質存在形式源自許多不同的影響因素，如可變剪接、PTMs 等。深入了解不同病理生理條件下的蛋白質存在形式可以為PPPM實踐闡明分子機制，發(fā)現新的治療靶點，并確定可靠的生物標志物［168］。

因此，在不同的病理生理條件下，如垂體瘤中，必須加強蛋白質存在形式的全面識別和定量研究，闡明不同的生物大分子修飾和蛋白質存在形式的功能和分子機制。

6.3 擴大和加強垂體瘤的基于多組學的信號通路網絡、基于分子網絡的模式生物標志物和治療靶點的研究

多組學是從系統(tǒng)的角度研究復雜垂體瘤的有效技術手段。來源于多組學數據的信號通路網絡有助于垂體瘤的PPPM和PM實踐，進而闡明分子機制、發(fā)現新的治療靶點及藥物、并識別有效和可靠的模式生物標記物［30］。目前已經發(fā)現了多個基于多組學的信號通路網絡、基于分子網絡的模式生物標志物和治療靶點。然而，由于以下原因，對垂體瘤的研究還遠遠不夠：（1）對DNA、RNA和蛋白質PTMs的組學研究遠遠不夠，在基因組、轉錄組和蛋白質組水平上很少有關修飾組學的研究；（2）蛋白質存在形式尚未廣泛識別；（3）代謝產物尚未完全確定；（4）生物大分子相互作用網絡和信號通路數據庫不完整，限制了挖掘信號通路網絡的能力。

因此，拓展和加強組學方法的發(fā)展，以最大限度地覆蓋基因組、轉錄組、蛋白質組和代謝組非常重要。需要有計算方法對基于多組學的信號通路網絡的識別進行優(yōu)化和最大化，發(fā)現垂體瘤的生物標志物和治療靶點及藥物［14，30］。

6.4 強調垂體瘤研究中基于質譜的蛋白質組學和代謝組學的重要性

蛋白質組和代謝組是表型組的核心組成部分，以表型組為重心的多組學是生命科學和醫(yī)學科學的發(fā)展趨勢。MS 在鑒定蛋白質的氨基酸序列、豐度、修飾位點、PTM豐度、代謝產物結構和代謝產物豐度等方面都起著重要作用。此外，“自上而下”MS和2DE-MS 可以實現大規(guī)模蛋白質存在形式的鑒定。4D（停留時間、m/z值、強度和離子淌度）MS［254］和非數據依賴性數據采集技術如SWATH［255］的發(fā)展也顯著促進低豐度、極低豐度蛋白質存在形式和代謝產物的探測、鑒定和定量。

7 結 論

以蛋白質組為重心的人類垂體瘤的多組學和分子網絡研究系統(tǒng)闡明了其對PPPM的發(fā)展貢獻，包括DNAs（基因組）、RNAs（轉錄組）、蛋白質（蛋白質組）、多肽（肽組）、代謝產物（代謝組）和圖像特征（影像組）。本文從基因組學的角度綜述了體細胞突變、染色體改變、線粒體DNA基因突變、SNPs、基因拷貝數、微衛(wèi)星不穩(wěn)定性、組蛋白修飾和DNA甲基化狀態(tài)；從轉錄組的角度綜述了RNA 剪接、修飾、胞質中的分布、定位、降解和mRNA轉錄穩(wěn)定性；在蛋白質組學方面，綜述了對照垂體和垂體瘤的蛋白質表達譜、垂體瘤的比較蛋白質組學、硝基化蛋白質組學、磷酸化蛋白質組學、泛素化蛋白質組學、定量蛋白質組學（侵襲性和非侵襲性垂體瘤）、GH蛋白質存在形式、PRL蛋白質存在形式；在多肽組學方面，綜述了候選生物活性肽、疾病生物標志物、神經肽組學、膳食蛋白消化譜；在代謝組學方面，綜述了不同類型的代謝組的特定代謝異常；在影像組學方面，綜述了基于數據科學和機器學習的現代醫(yī)學成像?；诙嘟M學整合的分子通路、網絡和生物標志物為垂體瘤的PPPM提供了循證醫(yī)學依據。此外，需要進一步強調作為多組學研究重心的表型組（尤其是蛋白質組和代謝組）在未來垂體瘤研究中的重要性。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突