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    在肿瘤相关蛋白定量研究中的应用

    发布时间: 2021-09-07  点击次数: 235次

    利用非标记(2D,Label free)及标记(DIGE、SILAC、iTRAQ)定量的蛋白组技术与方法,可以实现对不同样品中的大量蛋白进行大规模的相对定量研究,进而为相关具体机制的深入阐明提供基础和思路。


    癌症发生机制研究方面,Kikuchi 等人利用非标记的 Label free 方法分析了临床非小细胞肺癌组织与正常肺组织的蛋白质组差异,共鉴定到了 3621 个蛋白质, 并发现其中 758 个蛋白质在两组样本中存在显著地表达差异。利用生物信息对差异数据进行进一步的分析和筛选,作者选取了其中一些差异表达蛋白进行了进一步地表达验证和功能研究,并证实 p21- activated kinase 2 的差异表达在非小细胞肺癌的增殖与转移过程中具有重要作用,可能成为非小细胞肺癌治疗的新靶点。相关成果发表在 2012 年《Molecular & Cellular Proteomics》上。基于该蛋白质组学实验发掘的大量蛋白质差异表达数据,该研究团队在后续的研究中选取了其中另外一个差异表达蛋白——SLC1A5 (solute-linked carrier family A1 member 5)进行了进一步地功能研究,并于 2013 年在《Clinic cancer research》上发表了关于 SLC1A5 通过介导谷氨酸转运影响非小细胞肺癌生长和存活的论文。


    肿瘤转移研究方面,为了阐明 epidermal growth factor receptor (EGFRvIII)突变导致多形性胶质母细胞瘤表现出高浸润表型的分子机制,Mukherjee 等人发表于 2009 年《Cancer  Research》的研究,利用 iTRAQ 的方法分别标记了野生型(wtEGFR)和突变型(EGFRvIII)肿瘤组织样本,并检测了两类样本中蛋白质组的表达变化,发现了 18 个蛋白质在两类样本中存在>1.5 倍的表达差异。在此基础上,作者从差异表达蛋白质中选取了细胞侵袭相关蛋白 CRMP1 进行了进一步的表达和功能验证,并最终证实 CRMP1 缺失对 EGFRvIII 突变多形性胶 质母细胞瘤的高浸润表型具有重要贡献。Schliekelman 等 2011 年发表在《Cancer research》 的研究利用 SILAC 的方法对 miR-200 缺失诱导上皮细胞间质转化(EMT)的高转移肺腺癌细胞与非高转移腺癌细胞进了标记,并检测两组细胞的全细胞裂解液、细胞表面蛋白质及条件培养基中的蛋白质表达差异:发现了大量新的与肺腺癌转移相关的蛋白质,尤其是肿瘤转移中发生的大范围的微环境的改变,并构建了 TGF-β 作用分子信号网络。通过比较 microRNA- 200 缺失后肿瘤细胞蛋白质组的差异表达,作者证实了 microRNA-200 限制 EMT 发生和转移的作用是通过直接调节细胞外基质蛋白和肽酶实现的。


    肿瘤干细胞研究方面,为了发现新的肿瘤干细胞生物标志物,Ching-Huai Ko等利用iTRAQ 的方法,通过比较肝癌细胞与肝癌干细胞的蛋白质组差异,发现了一些新的可用于鉴定肝癌干细胞的生物标志物,并对相关差异表达蛋白质的功能进行了验证。在肿瘤干细胞功能研究方面,利用 DIGE-MS 的方法,Thirant 等发表于 2012 年《Stem cell》的研究比较了神经胶质瘤干细胞样细胞与神经干细胞的蛋白质组表达差异,发现肝癌衍生生长因子(HDGF)在神经胶质瘤干细胞中显著地高表达,进而进一步证实 HDGF 是一个新的神经胶质瘤干细胞相关的血管新生因子。


    肿瘤微环境研究方面,Zeng 等利用 SLIAC 的方法研究了肿瘤细胞与正常上皮细胞共培养条件下细胞分泌蛋白组的变化,鉴定到了共培养体系细胞上清中 45 个表达增加超过 2 倍的蛋白质,这些蛋白均与肿瘤相关的生物过程有关。此研究为后期研究肿瘤细胞与微环境细胞间的相互作用提供了基础。


    除了相对定量,利用基于选择性/多反应监视(SRM/MRM)质谱技术的蛋白组学,可以实现对复杂样品中的目的蛋白进行绝对定量。2011 年发表在《PNAS》的研究利用 SRM 的蛋白质组学方法检测了不同肿瘤细胞系中 Ras 突变蛋白的表达。SRM 实验发现平均每个 SW480 结直肠癌细胞中有大约 1.3*106 个野生型 Ras 蛋白,突变 Ras 与野生型 Ras 的比例为 5.6。 同样的方法也被用于进行正常结直肠组织、结直肠癌肿瘤组织和胰腺囊肿液等临床样本中 Ras 突变蛋白的绝对定量。


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