应用蛋白质组学的方法筛选胰腺干细胞标记物

探索利用蛋白质组学的方法筛选胰腺干细胞的标记物.通过大鼠胰腺大部分切除(Px)的方法建立胰腺增生模型,采用双向电泳(2DE)分离比较Px术后第3天大鼠增生胰腺组织与假手术(Sx)非增生胰腺组织蛋白质的表达谱差异,用基质辅助激光解吸离子化飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)和肽质量指纹图谱(PMF)的方法对差异蛋白进行鉴定,进一步经生物信息学检索,筛选与胚胎发育和细胞分化相关的蛋白质分子.蛋白质印迹分析蛋白质HSP47、Vimentin在Px大鼠胰腺组织中的表达,以验证2DE的结果.2DE显示Sx和Px大鼠胰腺组织平均蛋白质点数分别为(1369±31)和(1315±28)个,其中共有91个蛋白质点出现1.5倍以上的表达差异.所有差异蛋白质点PMF鉴定出53种蛋白质,其中Vimentin,cytokeratin8(CK8),lymphocytecytosolicprotein1(L-plastin),heterogeneousnuclearribonucleoproteinA2/B1(hnRNPA2/B1)和L-arginine:glycineamidinotransferase(AGAT)与胚胎发育和细胞分化有关,这些蛋白质可能是胰腺干细胞潜在的候选标记物.总之,蛋白质组学的方法利用其高通量的特点能有效发现潜在的胰腺干细胞生物学标记物.     

蛋白质组学技术及其在肺脏疾病研究中的应用

蛋白质组学是旨在研究蛋白质表达谱和蛋白质与蛋白质之间相互作用的新领域,其研究必须依赖高通量、高自动化的技术.简要介绍了蛋白质组分离技术(双向电泳、色谱),蛋白质组分析技术(质谱分析、氨基酸组成分析、蛋白质芯片,Edman降解法测N端序列),蛋白质相互作用技术(酵母双杂交系统、表面等离子共振)以及生物信息学.并从寻找差异表达的蛋白质,寻找用于诊断的疾病相关的标记分子,研究疾病的发病机制三方面介绍了蛋白质组技术在肺脏疾病研究中的应用.     

无核荔枝胚胎发育时期蛋白质图谱分析

通过二维聚丙烯酰胺凝胶电泳(2DE)以及计算机辅助的图像分析技术,对荔枝开花后20d的正常与败育胚蛋白质图谱进行了初步分析。结果表明,正常胚总蛋白质斑点数为129,败育胚总蛋白质斑点数为130,其中24个蛋白质点在两种胚中的表达丰度没有明显变化,35个蛋白质点在表达丰度上有明显差异,55%的蛋白则发生了蛋白质缺失、增加以及位置改变等变化。这两种蛋白质组的表达差异说明了胚内蛋白质成分在其败育过程中发生了变化,这些蛋白可能参与了胚败育的调节和控制。     

LINCS——面向转化医学的细胞反应大数据计划

正近十几年来,基因芯片、转录组测序、蛋白质组等技术的发展是极大地推动了生物医学研究的重要手段.通过基因和蛋白质表达谱分析可以发现疾病发生与发展的关键分子、辅助辨识诊断标志物和药物治疗靶标.然而,传统的组学分析主要关注显著差异表达基因,由于噪声的影响,差异表达分析往往带来较多的假阳性.近年来,基因表达谱关联图谱分析逐渐成为基因表达谱分析的另一重要途径.基因表达谱关联图     

蛋白质芯片技术检测脑损伤大鼠血清差异蛋白

目的:研究大鼠脑损伤后血清中蛋白质表达谱的变化及其特点.方法:采用弱阳离子交换芯片(WCX2)结合表面增强激光解析电离飞行时间质谱技术分析大鼠闭合性脑损伤后4 h、8 h、12 h、24 h、48 h血清中蛋白质表达谱的改变.结果:与对照组相比,脑损伤后血清中有2个蛋白质的表达谱发生改变.其中差异蛋白5648Da,在4 h、8 h和12 h组表达降低(P＜0.01),24 h和48 h组表达恢复;差异蛋白9681Da在对照组、24 h和48 h组几乎不表达,而4 h、8 h和12 h组表达增加(P＜0.05).结论:脑损伤可引起血清中蛋白质表达谱发生变化.     

涎腺腺样囊性癌高低转移细胞系mRNA及蛋白质表达谱差异研究

转移性和侵袭性是恶性肿瘤的重要特征,与基因和蛋白质水平上一系列改变密切相关.应用mRNA抑制性消减杂交技术和双向电泳结合肽质量指纹分析技术,对涎腺腺样囊性癌高、低转移细胞系的mRNA和蛋白质表达谱的差异性进行比较研究.实验结果显示,在抑制性消减杂交中,分别以两个细胞系为测试子,共获得差异片段34个,其中高转移株细胞中高表达的基因序列有6个,低转移细胞系中有28个,其中包括两个新的表达序列标签（EST）.对这些基因序列,进一步以RNA 斑点杂交对这些基因的表达状况进行验证并排除假阳性结果,结果发现,32个基因在mRNA水平上有不同程度的表达量改变,改变趋势与消减杂交结果一致.以蛋白质等电聚焦结合SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳的双向电泳技术获得的总蛋白质分离,经PDQuest2DE软件分析结果表明, 高转移细胞系表达谱的平均蛋白质点数为(978±38), 低转移细胞系的平均蛋白质点数为(996±27).其中高转移细胞与低转移细胞相比,其蛋白质点有355个未被匹配 ,低转移细胞相比高转移细胞有222个未被匹配.对其中10个差异较明显的蛋白质点,进一步进行基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱 (MALDI-TOF-MS)测定肽质量指纹图谱,用Peptident软件对SWISS PROT数据库比较分析,结果显示,Stratifin、Symplekin和乳腺癌相关抗原NY-BR-20等蛋白质在高转移细胞中表达,在低转移中未被检测到,B7蛋白质在低转移细胞中高表达,在高转移细胞中低表达.结果表明涎腺腺样囊性癌高转移特性与多种基因、蛋白质相关,这些基因或蛋白质参与血管生成、蛋白质合成、信号传递、细胞周期调控、分子伴侣以及免疫共刺激等多种生理活动.同时在mRNA和蛋白质水平上进行表达谱分析使结果更全面,具有明显的互补性,这些结果为进一步探索腺样囊性癌肿瘤转移分子机理以及肿瘤控制和基因治疗提供了重要的依据.     

油松雌性不育系的POD同工酶和蛋白质多肽分析

用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术分析了油松雌性不育系和可育系雌配子体发育关键时期的POD和蛋白质多肽的变化。结果表明不育系POD同工酶在雌配子体处于几十个游离核时期活性较高,在雌配子体游离核停止分裂期活性降低,雌配子明显败育的后期,该酶的活性又有所增强。不育系的POD同工酶谱与可育系存在差异,出现了Rf值分别为0.39、0.77两条特异谱带,Rf为0.77的谱带不仅稳定而且表达量很高,Rf值为0.56的谱带表达量明显低于可育株。蛋白质多肽的分析结果表明不育系中存在分子量为18．7kD的特异蛋白质多肽,分子量为38．3kD的蛋白质多肽表达量明显低于可育系。     

应用蛋白质组学技术筛选胃癌SGC-7901细胞中的let-7a功能相关蛋白

为探讨let-7a表达下调在胃癌发病中的机制,高通量地检测了与let-7a功能相关的蛋白质.首先采用基因克隆技术稳定过表达SGC-7901细胞系的let-7a基因,然后用蛋白质组学技术研究稳定过表达该基因对SGC-7901细胞蛋白质表达谱的影响.通过对SGC-7901/let-7a细胞的蛋白质表达谱改变的研究,并用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)分析鉴定了10个差异表达蛋白质.这些差异表达蛋白质可能是let-7a功能相关蛋白质,其中抗氧化蛋白2、胰岛素样生长因子结合蛋白2、二硫化蛋白异构酶A2、四氢叶酸合成酶、细胞周期素依赖性激酶抑制蛋白1、Rho-GTPsae激活蛋白4表达上调,Skp2蛋白、血小板黏附蛋白CD41、纤维连接蛋白、Cks1蛋白表达下调.部分差异表达蛋白质如细胞周期素依赖性激酶抑制蛋白1、Skp2蛋白和纤维连接蛋白经蛋白质印迹分析进行了验证.在SGC-7901/let-7a中鉴定的10个差异表达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let-7a功能相关蛋白质,为阐明let-7a表达下调在胃癌发病中的机制提供了重要线索.     

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     

人肝癌细胞系的糖蛋白质组学研究

糖基化是最重要的蛋白质翻译后形式之一,糖基化蛋白的糖链部分影响着蛋白质的折叠和稳定性以及其生物学功能.许多恶性肿瘤组织与正常组织相比已显示出蛋白质糖基化的差异.采用蛋白质组学分析方法结合先进的糖蛋白荧光染色技术,研究了正常人肝细胞系(ChangLiver)和人肝癌细胞系(Hep3B)糖蛋白糖基化的差异.首先用细胞裂解法提取细胞总蛋白质,进行双向电泳(2-DE),然后用pro-QEmerald488糖蛋白荧光染料进行糖蛋白染色,得到两种细胞系糖基化蛋白表达谱,经2-DE分析软件Dymension分析2-DE图像,比较糖蛋白的糖基化程度,并对糖基化蛋白进行质谱鉴定.结果显示正常人肝细胞表达(74±2)个(n=3),而人肝癌细胞系表达(78±3)个糖蛋白(n=3).两者匹配的糖蛋白质点31个,Hep3B表达而ChangLiver不表达的糖蛋白质点47个,ChangLiver表达而Hep3B不表达的糖蛋白质点43个.两种细胞系糖基化程度存在明显差异,与正常人肝细胞相比,肝癌细胞发生糖基化改变的糖蛋白有25个,其中糖基化水平上调的有10个,下调的有15个,质谱鉴定出12个发生糖基化改变的糖蛋白.这些结果显示蛋白质糖基化改变可能在肝癌的发生和发展中起一定作用.     

蛋白质组技术及其在胰腺疾病研究中的应用

蛋白质组技术由于具有大通量研究蛋白质组成和蛋白质差异的作用,已有研究将其应用于胰腺疾病的相关研究中,并为胰腺癌、急慢性胰腺炎、胰腺纤维瘤等研究提供了新的思路.介绍了蛋白质组样品提取技术、蛋白质组分离技术、蛋白质组分析技术、生物信息学及其在胰腺疾病的差异表达蛋白、诊断标记物、相关疾病鉴别标记物、发病机制、治疗敏感性研究中的应用.     

激光捕获显微切割技术纯化的鼻咽癌和正常鼻咽上皮细胞的比较蛋白质组学研究

为筛选鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma, NPC)的分子标志物,采用激光捕获显微切割技术(laser capture microdissection, LCM)分别从NPC组织和正常鼻咽上皮组织(normal nasopharyngal epithelial tissue, NNET)中切割纯化NPC细胞和正常鼻咽上皮细胞(normal nasopharyngal epithelial cells, NNEC),应用二维凝胶电泳(two-dimensional electrophoresis, 2-DE)分离LCM纯化细胞的蛋白质,图像分析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(MALDI-TOF-MS)和电喷雾电离串联质谱(ESI-Q-TOF-MS)鉴定差异蛋白质点,Western blot检测差异蛋白cytokeratin 8 (CK8)在LCM纯化的NPC细胞和NNEC以及具有不同分化程度或转移潜能的4株NPC细胞中的表达,免疫组织化学检测CK8在63例NPC、28例NNET及20例颈淋巴结转移NPC组织中的表达水平.建立了LCM纯化的NPC细胞和NNEC的2-DE图谱,质谱鉴定了29个差异蛋白质,其中15个蛋白质只在NPC表达或表达明显增高,14个蛋白质在NPC中表达下调或缺失;Western blot结果显示,CK8的表达水平在NPC中较NNET明显下调,并与NPC细胞株的分化程度和转移潜能有关;免疫组织化学结果显示,CK8在NPC组织中的表达较NNET明显下调,在颈淋巴结转移NPC中的表达较原发NPC明显上调.研究结果提示,CK8与NPC分化及淋巴结转移相关,有望成为预测NPC转移和区别NPC分化程度的分子标志物.     

酵母提取物和海带水提液促大肠杆菌生长机理初步研究

研究海带水提液和酵母提取物促大肠杆菌生长的机理。采用二维电泳 (2 DE)和生物质谱等蛋白质组技术对细菌的全蛋白质表达进行研究。发现 8种蛋白出现有规律的变化 ,其中 ,2种蛋白在对数期各组表达量均增高 ,4种蛋白在各组表达量下降且实验组下降更明显 ,1种蛋白在实验组表达量明显降低而对照组无明显变化。     

应用蛋白质芯片技术从血清中筛选肺癌标志蛋白

探讨用蛋白质芯片技术筛选肺癌病人血清中的特异性标志蛋白. 采用SELDI (surfaced enhanced laser desorption/ionization)蛋白芯片技术检测了30例肺癌(15例原发癌, 9例转移癌, 6例化疗后)病人血清和12例正常人血清中的蛋白质谱. 选用阴离子交换柱处理血清样品, 用5个不同pH的洗脱液和有机溶剂洗脱柱床, 通过改变洗脱液的pH值得到6个具有不同pI的蛋白质组分. 每个组分用IMAC-Cu和WCX2两种芯片检测. 采用美国Ciphergen 生物公司研制的蛋白质芯片阅读机读取数据, 获得的蛋白质谱采用Ciphergen 公司的Biomark Wizard软件分析. 结果显示, 肺癌病人与正常人的血清中有15个差异蛋白(标志分子)表达. 与正常人血清相比, 6个蛋白质在肺癌病人血清中高表达, 9个蛋白质在肺癌病人血清中低表达. 采用单一标志分子检测时, 敏感性为44.82%~93.1%, 特异性为85%~94.4%. 其中5个标志分子在两种芯片上被检测出来. 实验证明与肺癌相关的特异性标志分子可从病人血清中检测出来, 而且蛋白质芯片技术对于发现和筛选血清中的肺癌标志蛋白是一种有效、快速的工具.     

江浙蝮蛇神经生长因子在大肠杆菌中的表达及纯化*

将江浙蝮蛇(Agkistrodon halys Pallas,A.h.P)神经生长因子(Nerve growth factor,NGF)基因克隆于分泌型原核表选载体pET-22b⁺,以c端融合了6个组氨酸的形式在大肠杆菌B12l(DE3)中进行了IPTG诱导表达。SDSPAGE分析确定有一比理论值略大的诱导表达条带,其表达量占全菌蛋白质的20％左右,且表达蛋白质主要是以包涵体的形式存在。用6mol／L的盐酸胍溶解包涵体后,利用固定化金属离子(Ni²⁺)配体亲和层析一步纯化目的蛋白质,纯度可达80％左右。对该重组肽进行变复性研究。利用PCl2细胞进行生物活力测定,证明表达产物具有NGF生物活力。     

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.     

应激心肌损伤的蛋白质组学研究

目的:寻找应激心肌损伤相关蛋白.方法:建立束缚应激心肌损伤模型,制备心室肌2DE蛋白样品和心肌2DE图谱,图像分析软件分析应激后蛋白表达差异点,MALDI-TOF-MS-数据库搜索鉴定蛋白质.结果:应激前后10个蛋白表达量发生改变,其中8个应激后表达显著升高,经质谱鉴定为心肌肌球蛋白、白蛋白、脂蛋白A-I前体等;2个显著降低,经质谱鉴定为线粒体能量代谢酶类和UCP3.结论:这些差异蛋白可能参与应激机体心肌损伤的发生.     

高通量蛋白质组学研究中一种基于 GO 的蛋白质功能分析策略

挖掘高通量实验数据蕴含的生物学意义是蛋白质组学研究面临的一大挑战 . 基于等级化结构化的词汇表 GO (Gene Ontology) 和相关数据库中的蛋白质功能注释,发展了一种对蛋白质组学研究中得到的表达谱 (Expression profile) 进行功能分析的策略 . 在对蛋白质表达谱进行功能注释的基础上给出蛋白质表达谱中蛋白质功能的分布,同时给出感兴趣功能类别的统计信息 . 这有助于对表达谱蛋白质功能的整体理解和深入的生物信息学分析 . 该策略已经成功应用胎肝蛋白表达谱研究中,用户可以通过访问网址 http://www.hupo.org.cn/GOfact/ 使用或者下载我们的程序 .     

干细胞因子在消化系统肿瘤细胞中的表达及意义

以SGC7901、SW480、HepG2 3种细胞株为研究对象,分析顺铂(CDDP)对干细胞因子(stem cell factor,SCF)基因和蛋白质表达的影响,探讨SCF与消化系统肿瘤的关系.采用MTT方法筛选药物半数抑制浓度,用RT-PCR方法检测SCF mRNA表达量,并用Western Blotting方法检测SCF蛋白质表达水平.结果表明,CDDP可以抑制SCF mRNA在3种细胞株中的表达,差异均有统计学意义(P<0.05).SCF蛋白质在SGC7901细胞实验组与对照组比较差异无统计学意义(P>0.05);SW480、HepG2细胞实验组与对照组比较差异有统计学意义(P<0.05).因此,SCF在消化系统肿瘤细胞增殖过程中可能起重要作用.     

大鼠骨髓基质细胞向Schwann细胞分化后蛋白表达变化的研究

近年来很多研究报道大鼠骨髓基质细胞（bone marrow stromal cells,MSCs）可以向神经细胞或神经胶质细胞分化,其中多数研究观察了细胞形态以及几种神经相关蛋白的免疫反应,也有报道用基因组学方法分析MSCs诱导过程中基因谱的表达变化.尚未见报道用蛋白质组学方法分析MSCs在诱导过程中蛋白谱的表达变化.本研究利用蛋白质组学技术分析MSCs向Schwann细胞样细胞诱导分化过程中蛋白谱的表达变化.从成年SD大鼠的股骨和胫骨中分离培养MSCs,应用复合诱导因子体外连续诱导MSCs向Schwann细胞样细胞分化.采用2-DE技术分离未诱导和诱导分化后MSCs总蛋白,应用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱得到相应的肽质量指纹图谱,搜索数据库分析差异蛋白质点.所得到的MSCs蛋白谱有792个蛋白点,通过PDQuest软件分析诱导前后MSCs的蛋白谱,初步分析发现有74个蛋白质的表达发生了明显的变化,其中43个蛋白表达上调,31个蛋白表达下调.本研究通过质谱分析并进行网上数据库搜索匹配,初步分析发现这些蛋白主要包括骨架和结构蛋白、生长因子类的蛋白、代谢相关蛋白及酶类、伴侣蛋白、受体类蛋白、细胞周期蛋白、钙结合蛋白以及其他蛋白等.研究表明,MSCs体外条件诱导分化过程中有较多蛋白表达发生变化;其中与神经细胞和神经胶质细胞相关蛋白：BDNF,CNTF,GFAP等在MSCs体外条件诱导分化后中表达明显上调;本研究从蛋白质水平为MSCs体外向Schwann细胞样细胞条件诱导提供了新的研究资料。