外泌体是细胞分泌的一类细胞外囊泡,携带着大量的蛋白质、核酸和脂质等生物分子,可以作为细胞信号进入细胞微环境并通过体液向远端传递,导致受体细胞发生表型改变。现有研究表明,外泌体在肿瘤发生、发展和远端转移等过程中发挥着重要作用,但外泌体蛋白质在癌症转移中所起的作用尚不清楚。同时,蛋白质的磷酸化往往与信号传导相关,构建异常蛋白磷酸化背后的激酶调控网络将有助于癌症的诊断和治疗。针对这些难题,本论文采用定量蛋白质组学技术,对肺癌细胞、肺癌组织、肺癌血浆和小鼠模型中的外泌体进行了系统研究,主要研究成果如下。第一,基于外泌体的定量蛋白质组学分析,阐明了高转移肺癌细胞分泌的外泌体显著增强受体细胞转移的机理。通过免标记定量蛋白质组学技术,对高转移和低转移肺癌细胞分泌的外泌体进行了比较,鉴定了1400多种外泌体蛋白质。通过对差异蛋白的生信分析,发现肝细胞生长因子（HGF）是与癌症转移密切相关的外泌体蛋白质,并通过肺癌患者血浆和肺癌小鼠模型血浆的外泌体实验得到验证。实验发现,HGF蛋白可以诱导受体细胞发生上皮-间充质转化,进一步通过靶蛋白敲除、激酶抑制和蛋白酶预处理等实验确认是外泌体携带的HGF激活了受体细胞中的c-Met通路。因此,高转移肺癌细胞分泌的外泌体通过激活HGF/c-Met信号通路促进受体细胞发生转移,这为癌症转移和治疗研究揭示了新靶标。第二,基于肺癌组织外泌体磷酸化蛋白质组的定量分析,建立了多组学联合分析策略,揭示了肺癌相关的激酶调控网络。从非小细胞肺癌患者的临床组织样本分离提取外泌体蛋白,通过磷酸肽特异性富集和定量蛋白质组学分析,全面解析肺癌和癌旁外泌体的磷酸化蛋白质组,分别比较了磷酸化位点和磷酸化蛋白的差异表达。基于束缚扩散（Tied diffusion,Tie DIE）算法,我们整合了来自癌症基因组计划（TCGA）中非小细胞肺癌患者的转录组和基因组数据集,与磷酸化蛋白质组数据集进行联合分析,构建了由外泌体磷酸化蛋白质参与的激酶信号传导网络,并在肺癌组织外泌体样本中验证了网络节点中的关键磷酸化蛋白质,为癌症的治疗和药物发现揭示了可靠靶点。综上所述,本论文基于定量蛋白质组学技术,对多种来源外泌体的蛋白质组和磷酸化蛋白质组进行了深入研究。从细胞外泌体中发现并验证了参与肺癌细胞转移的关键蛋白,对其功能进行了探索,揭示了外泌体蛋白质促进肺癌转移的新途径。多组学联合分析特异性富集的磷酸化位点和蛋白,构建了外泌体中相应的激酶调控网络,为癌症研究和精准医学提供了新策略,对新药研发和临床治疗具有重要意义。