肿瘤: 一种蛋白质组病

恶性肿瘤的发生是一个涉及多因素、多基因的多阶段病理过程. 以往的研究主要集中在基因组和转录组分析. 随着人类基因组计划的完成, 肿瘤研究开始进入“后基因组时代”, 肿瘤蛋白质组学应运而生. 蛋白质作为基因功能的主要执行者, 一方面在肿瘤发生发展过程中扮演重要角色, 另一方面在很大程度上决定正常细胞和肿瘤细胞之间的差异(如异型性、恶性特征等). 本文提出, 肿瘤是一种蛋白质组病, 并根据肿瘤比较蛋白质组、表达蛋白质组、功能蛋白质组和结构蛋白质组研究进展, 从肿瘤发生发展过程中蛋白质(组)表达水平及状态、蛋白质翻译后修饰、蛋白质相互作用及网络调控等三个方面进行阐述. 该观点的提出, 将为肿瘤发病机制的研究开辟新的领域, 为肿瘤的诊断(如生物标志物筛选)和筛选(如药物新靶标)提供新的思路, 具有重要的科学意义和临床应用价值.     

鼻咽癌相关新基因NPCEDRG表达对CNE2细胞生长的影响

为研究鼻咽癌相关新基因NPCEDRG的功能,探讨其对鼻咽癌细胞生长特性的影响,利用Tet-on调控系统,建立受强力霉素(deoxycycline,Dox)诱导NPCEDRG基因表达的CNE2细胞系.运用RT-PCR选择背景表达低、诱导活性高的细胞克隆,以不同浓度Dox诱导CNE2/Tet/TRE-NPCEDRG细胞,确定Dox的最佳诱导浓度.借助形态学观察、细胞生长曲线、软琼脂克隆形成试验和流式细胞仪分析等方法,对Dox诱导NPCEDRG高表达后CNE2细胞的生物学行为进行了检测.结果显示,NPCEDRG高表达后CNE2细胞增殖速度显著减慢(P<0.05),克隆形成能力显著降低(P<0.01),瘤细胞群体中处于G0/G1期细胞数增加,S期细胞数减少,细胞阻滞于G0/G1期.Tet调控NPCEDRG基因表达CNE2细胞系成功建立,恢复NPCEDRG表达能部分逆转CNE2的恶性表型,证明NPCEDRG是一个鼻咽癌相关的抑瘤基因.     

人肺鳞癌组织的血清蛋白质组学的比较分析

采用以肿瘤免疫学与蛋白质组学(proteomics)研究技术有机地结合为基础的血清蛋白质组学研究体系(serologicproteomeanalysis ,SERPA)筛选肺癌分子标志物.对10例人肺鳞癌组织,应用双向凝胶电泳(two dimensionalelectrophoresis ,2 DE)技术对同一肺鳞癌组织的细胞总蛋白同时进行电泳后获得3张相同的凝胶,其中一块2 DE凝胶经银染显色作为平行胶,其余两块2 DE凝胶经电转膜将凝胶中的蛋白质转至硝酸纤维素(NC)膜上,然后分别与肺癌患者的自身血清以及正常对照血清进行Western印迹分析,获取Western印迹反应图谱.经计算机图像分析识别差异反应的蛋白质,然后与平行胶比较找出相应的差异反应蛋白质点.获得了分辨率较高的人肺鳞癌组织与患者的自身血清以及正常对照血清的Western印迹反应图谱;图像分析共识别36±8个差异反应的蛋白质;在平行胶上找到了匹配的差异反应蛋白质点.对2 0个差异蛋白质点进行了肽质指纹图分析,鉴定出14个与细胞生长增殖、细胞代谢、细胞周期调控、信号转导等有关的肺鳞癌相关抗原.通过血清蛋白质组技术对肺鳞癌组织进行的研究,建立了分辨率较高的人肺鳞癌组织与患者的自身血清以及正常血清的Western印迹反应图谱,成功鉴定14个肺鳞癌相关抗原,为进一步筛选用于肺鳞癌诊断、治疗和预后评估     

花生四烯酸代谢相关酶和ERK与乳腺癌转移关系

花生四烯酸代谢相关酶环加氧酶(COX)、脂氧合酶(LOX)和活化的胞外信号调节激酶（p-ERK1/2）等与乳腺癌发生发展具有密切关系.为了进一步阐明它们在乳腺癌转移中的作用及其分子机制,应用反转录PCR（RT-PCR）、免疫印迹和免疫组化等方法,分别检测了乳腺癌细胞系、乳腺癌组织、癌旁组织和转移淋巴结组织中COX-2、5-LOX、12R-LOX、cPLA2和p-ERK1/2的表达水平.结果显示,与对照组相比,在具有高转移潜能的乳腺癌LM MCF-7细胞和MDA-MB-231细胞以及转移淋巴结组织中,COX-2、5-LOX、12R-LOX、cPLA2和p-ERK1/2均有较高水平表达.进而发现,p-ERK1/2的特异性抑制剂PD98059可拮抗LM-MCF-7细胞和MDA-MB-231细胞中COX-2、5-LOX、12R-LOX和cPLA2的高表达.上述结果表明,p-ERK1/2可以通过促进花生四烯酸代谢相关酶的表达促进乳腺癌细胞发生转移.     

NM23-H1、 DJ1 和 TIM1 在低分化鼻咽鳞癌 组织和 CNE2 细胞株中共同表达

鼻咽癌为一种好发于鼻咽顶前壁及咽隐窝的头颈肿瘤, 98% 属低分化鳞癌 . 鼻咽癌就诊的患者中约 75% 已有颈淋巴结转移,颅神经受累 ( Ⅱ ~ Ⅵ, Ⅸ ~ Ⅻ ) 也较易发生. CNE2 为一种低分化鼻咽鳞癌细胞系,其生物学行为具有低分化鼻咽鳞癌的一些共同特点 . 选择恶性程度高的鼻咽癌组织 ( Ⅳ期,低分化鼻咽鳞癌 ) 和恶性程度高的低分化鼻咽鳞癌细胞株 CNE2 为研究样本,应用双向凝胶电泳技术获得了 6 例分辨率较高、重复性较好的低分化鼻咽鳞癌组织和 CNE2 细胞系双向凝胶电泳图谱,利用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱 (MALDI-TOF-MS) 技术,分析了 145 个蛋白质斑点 ( 组织 66 个点,细胞株 79 个点 ),共鉴定出了 74 种蛋白质,其中瘤基因 DJ1、转移相关基因 NM23-H1 和磷酸丙糖激酶异构酶 1(TIM1) 3 种蛋白质,在 CNE2 细胞系和该 6 例低分化鼻咽鳞癌组织中均共同表达 . 并进一步应用 RT-PCR 法检测低分化鼻咽鳞癌细胞系 CNE2 和 12 例低分化鼻咽鳞癌组织三者 mRNA 的表达：在细胞系 CNE2 和 3 例Ⅳ期低分化鼻咽鳞癌病人的组织中三者全表达, 3 例Ⅲ期及 6 例Ⅱ期也各有 1 例为全表达,而在正常对照的 6 例慢性鼻咽炎组织中未检测到三者的同时表达且有一例为全阴性, NM23-H1、 DJ1 和 TIM1 三者的 mRNA 在Ⅲ、Ⅳ期低分化鼻咽鳞癌组织共同表达,与正常对照组织相比,发现两者有显著性差异 (x²=10.214 , P＜0.005). NM23-H1、 DJ1 和 TIM1 三者的共同表达,可能与低分化鼻咽鳞癌的发生发展有关.     

鼻咽癌细胞中p53相互作用蛋白质的分离和鉴定

鼻咽癌中p53基因突变罕见,但绝大部分鼻咽癌中存在p53蛋白过表达/聚集且功能失活.然而,到目前为止p53蛋白失活的机制仍然不清楚.为揭示鼻咽癌中p53蛋白功能失活的机制,采用免疫共沉淀技术分别富集鼻咽癌细胞系HNE1和HNE2的p53结合蛋白,SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）对免疫沉淀复合物进行分离,从胶中切取p53结合蛋白条带,胶内酶解后进行电喷雾串联质谱（LC-ESI-MS/MS）分析,得到相应的肽序列标签（peptide sequence tags, PST）,通过搜索数据库在鼻咽癌细胞系中鉴定了9个p53结合蛋白.分别是热休克蛋白70（HSP70）家族成员GRP-78和GRP-75、HSP90家族成员GRP-94、核纤层蛋白A/C （Lamin A/C）、α-actinin 4、Ezrin/Cytovillin、DNA复制准许因子/MCM3蛋白(DNA replication licensing factor/minichromosome maintenance 3 protein, MCM3)、CD98/4F2 heavy chain和蛋白激酶C（PKC）.并用免疫共沉淀和蛋白质印迹分析技术对HNE₁细胞蛋白条带3鉴定的p53相互作用蛋白之一HSP78进行了验证.首次在鼻咽癌细胞中鉴定了9个p53结合蛋白,为阐明鼻咽癌中p53蛋白聚集及失活的机制提供了重要依据和线索.     

人肺腺癌细胞A—549和正常细胞HBE的蛋白质组差异分析

为了研究人肺腺癌细胞A 5 49和正常细胞HBE的蛋白质组差异 ,用固相pH梯度双向凝胶电泳分离人肺腺癌细胞系A 5 49和正常细胞HBE的总蛋白质 ,银染显色 ,PDQuest 2 DE软件分析 ,对部分差异蛋白质点进行基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱 (MALDI TOF MS)测定其胶内酶解后的肽质指纹图谱 ,用PeptIdent软件查询SWISS PROT数据库。结果获得了分辨率和重复性均较好的双向电泳银染图谱 ,图象分析探测到A 5 492 DE图谱的平均蛋白质点数为 (890± 38)个 ,HBE的平均蛋白质点数为 (75 7± 2 7)个 ,不同胶间蛋白质点的位置偏差在IEF方向为 (2 .85± 0 .48)mm ,在SDS PAGE方向为 (2 .6 9± 0 .37)mm。差异表达分析发现A 5 49和HBE图谱有5 35个蛋白质点相互匹配 ,其中A 5 49有 35 5个未被匹配 ,HBE中有 2 2 2个未被匹配 ;对A 5 49和HBE中的 18个差异蛋白质点分别进行肽质指纹分析 ,经数据库查询 ,初步鉴定为一些与物质代谢、细胞因子、信号转导有关的蛋白质。提示人肺腺癌细胞A 5 49和正常细胞HBE的蛋白质组具有差异 ,这种蛋白质组的差异分析有助于进一步研究肺腺癌的相关蛋白质及分子标记物     

生物传感芯片质谱及其在蛋白质组研究中的应用

目前蛋白质组研究技术在已有的研究基础上取得了长足进展 ,包括固相 ｐＨ梯度双向凝胶电泳、生物质谱技术、蛋白质双向电泳图谱的数字化和各种分析技术、蛋白质间相互作用分析的方法如酵母双杂交系统、噬菌体展示、表面等离子共振等。但均各有其利弊。目前质谱是进行蛋白质组成分鉴定的支撑技术 ,但是它在蛋白质间相互作用分析及结构与功能的关系分析方面显得无能为力 ,而生物分子相互作用分析技术 (Ｂｉｏｍｏｌｅｃｕｌａｒｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ ,ＢＩＡ)是进行蛋白质相互作用分析的较好技术 ,将两者结合起来在蛋白质组…     

表皮生长因子受体调控的人鼻咽癌细胞系CNE2分泌蛋白质的筛选

为筛选表皮生长因子受体(epidermalgrowthfactorreceptor,EGFR)调控的鼻咽癌(nasopharyngealcarcinoma,NPC)细胞的分泌蛋白质,揭示EGFR在NPC发病中的作用机制,采用无血清培养法培养NPC细胞系CNE2,并用转化生长因子(transforminggrowthfactor-α,TGF-α)刺激CNE2细胞24h作为实验组,对照组CNE2细胞不用TGF-α刺激.超滤法脱盐并浓缩两组细胞的培养上清制备分泌蛋白,采用双向凝胶电泳技术(two-dimensionalelectrophoresis,2-DE)分离两组细胞的分泌蛋白,PDquest图像分析软件识别差异表达的蛋白质点,基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(matrix-assistedlaserdesorption/ionizationtimeofflightmassspectrometry,MALDI-TOF-MS)鉴定差异表达蛋白.建立了实验组和对照组CNE2细胞分泌蛋白的2-DE图谱,图像分析识别了22个差异蛋白质点,质谱鉴定了8个非冗余蛋白质,其功能涉及肿瘤细胞侵袭转移、细胞凋亡和增殖,为进一步揭示EGFR在NPC发病中的作用及其机制奠定了基础.     

应用蛋白质组学和RNAi技术筛选鼻咽癌细胞中p53功能相关蛋白质

为了阐明鼻咽癌中高表达的p53蛋白聚集与失活的机制,高通量地检测与p53功能相关的蛋白质,首先采用RNA干扰(RNAi)技术稳定沉默鼻咽癌细胞系CNE2的p53基因表达,然后用蛋白质组技术研究稳定沉默该基因对鼻咽癌蛋白质表达谱的影响.通过对稳定干扰p53基因后鼻咽癌细胞系CNE2的蛋白质表达谱改变的研究,用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)分析和电喷雾串联质谱(ESI-Q-TOF-MS)验证鉴定了22个差异表达蛋白质.在这些差异表达蛋白质中,有些是已经报道的p53功能相关蛋白质,如热休克蛋白27(HSP27)、异质性胞核核糖核蛋白K(hnRNPK)、14-3-3σ等,其他可能是新的p53功能相关蛋白质,如eIF4B、TPT1、hnRNPH3、SFRS1等.部分差异表达蛋白质如HSP27、14-3-3σ和GRP75经蛋白质印迹分析技术进行了验证,同时pcDNA3.1-FLAG-p53质粒转染CNE2细胞引起了HSP27、14-3-3σ表达下调,GRP75表达上调.在鼻咽癌细胞中鉴定的22个差异表达蛋白质大致可以分为5类,包括信号传导相关蛋白质、分子伴侣、与转录和翻译相关蛋白质、代谢相关蛋白和细胞结构相关蛋白质,涉及到细胞周期的调控、分子基因表达调控、细胞黏附、细胞代谢等众多事件,它们可能作为p53功能相关蛋白质,为阐明鼻咽癌中p53蛋白聚集及失活的机制提供了重要依据和线索.