Because most potential molecular markers and targets are proteins, proteomic profiling is expected to yield more direct answers to functional and pharmacological questions than does transcriptional profiling. To aid in such studies, we have developed a protocol for making reverse-phase protein lysate microarrays with larger numbers of spots than previously feasible. Our first application of these arrays was to profiling of the 60 human cancer cell lines (NCI-60) used by the National Cancer Institute to screen compounds for anticancer activity. Each glass slide microarray included 648 lysate spots representing the NCI-60 cell lines plus controls, each at 10 two-fold serial dilutions to provide a wide dynamic range. Mouse monoclonal antibodies and the catalyzed signal amplification system were used for immunoquantitation. The signal levels from the >30,000 data points for our first 52 antibodies were analyzed by using p-scan and a quantitative dose interpolation method. Clustered image maps revealed biologically interpretable patterns of protein expression. Among the principal early findings from these arrays were two promising pathological markers for distinguishing colon from ovarian adenocarcinomas. When we compared the patterns of protein expression with those we had obtained for the same genes at the mRNA level by using both cDNA and oligonucleotide arrays, a striking regularity appeared: cell-structure-related proteins almost invariably showed a high correlation between mRNA and protein levels across the NCI-60 cell lines, whereas non-cell-structure-related proteins showed poor correlation.

The interactions of transformed cells with the surrounding stromal cells are of importance for tumor progression and metastasis. The relevance of adipocyte-derived factors to breast cancer cell survival and growth is well established. However, it remains unknown which specific adipocyte-derived factors are most critical in this process. Collagen VI is abundantly expressed in adipocytes. Collagen–/– mice in the background of the mouse mammary tumor virus/polyoma virus middle T oncogene (MMTV-PyMT) mammary cancer model demonstrate dramatically reduced rates of early hyperplasia and primary tumor growth. Collagen VI promotes its growth-stimulatory and pro-survival effects in part by signaling through the NG2/chondroitin sulfate proteoglycan receptor expressed on the surface of malignant ductal epithelial cells to sequentially activate Akt and β-catenin and stabilize cyclin D1. Levels of the carboxyterminal domain of collagen VIα3, a proteolytic product of the full-length molecule, are dramatically upregulated in murine and human breast cancer lesions. The same fragment exerts potent growth-stimulatory effects on MCF-7 cells in vitro. Therefore, adipocytes play a vital role in defining the ECM environment for normal and tumor-derived ductal epithelial cells and contribute significantly to tumor growth at early stages through secretion and processing of collagen VI.