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蛋白质组学在鼻咽癌中的研究进展

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蛋白质组学在鼻咽癌中的研究进展

中图分类号:R739.63

涛△,郭凤云(综述),薛希均(审校)
文献标识码:A

(成都军区昆明总医院耳鼻咽喉科,昆明650031) 文章编号:1006-2084(2009)04-0535-03

摘要:蛋白质组学是在后基因组时代出现的一个新的研究领域,是以细胞内金部蛋白质的存在
及其活动方式为研究对象,分析细胞内动态变化的蛋白质组成成份、表达水*与修饰状态,了解蛋白

子。*年来,蛋白质组学分 析技术已广泛用于早期诊 断和预测转移复发的肿瘤 标志分子和新药靶分子的
发现。

质之间的相互作用与联系。用蛋白质组学方法从蛋白质整体水*上研究鼻咽癌发生与转移,寻找与 鼻咽癌发生及转移相关的新蛋白质、鼻咽癌特异性的标志物,对鼻咽癌的早期诊断和治疗起重要作 用。本文从鼻咽癌治疗的分子靶点以及鼻咽癌特异性分子标志物等几个方面,详细介绍了*几年来
鼻咽癌蛋白质组学的研究进展。 关键词:蛋白质组学;鼻咽癌;肿瘤标志物
Research Progress of Proteome in Nasopharyngeal Carcinoma MA Tao,GUo Fe鸭-:run,XUE瓢-jun. (Department of Nasen and Ohrenheilkunde,Kunming General Hospital of Chengdu Military Command,Kun—
ruing

2研究蛋白质组学的意义 随着人类基因组计划的 成功实施,人类初步掌握了 自身的遗传信息,但是虽然 基因是遗传信息的携带者, 而生命活动的执行者却是蛋 白质。人类基因组测序结果 表明,仅需3.0—3.5万个活 性基因便可维持人类正常的 生理功能心J,但基因表达的mRNA与最终的蛋白质 之间并没有像当初设想的那样存在着严格的线性对 应关系。从mRNA到蛋白质,受蛋白质翻译的调控、 糖基化、磷酸化等诸多因素的影响,使得最终产生的 蛋白质数目远超过活性基因的数目,如此有限和相 对稳定、均一的基因组与蛋白质表达的多样性、动 态性形成鲜明的对比;同时蛋白质的翻译后修饰、 转运定位、结构形成、蛋白质之间相互作用等问题, 也是基因组学所不能回答的一J,而它们的变化往往 和疾病的发生有关,通过对正常及病理个体之间的 蛋白质组比较和分析,从中辨认出某些疾病的特异 性蛋白质分子,极可能成为设计新药物的分子靶 点,并为疾病的早期诊断和预后提供分子标志。因 此,要揭示整个生命活动的规律,就必须研究基因 的产物.蛋白质。以研究一种细胞、组织或完整生 物体所拥有的全套蛋白质为特征的蛋白质组学,自 然就成为生命科学研究的新热点。 3蛋白质组学研究技术 蛋白质组学研究的支撑技术主要有双向凝胶电 泳技术(two—dimensional 技术。 2-DE技术于1975年首先由0’FarrellHl创立,其
gel

650032,China)
Abstract:Pmteomics is
a new

research

area

of the

post—genomic

era,Proteomics is



science which stud-

ies existence and activity forms of all proteins inside cells,analyzes dynamic changes in protein composition, expression level and modification state and understands interactions and ties between the proteins.Studying the prognosis and metastasis of nasopharyngeal carcinoma from protein expression of the entire proteome will allow the identification of novel diagnostic and prognostic biomarkers∞well as therapeutic targets.which could greatly improve the early detection and clinical management of nasopharyngeal carcinoma patients.Here we discuss the investigative outcome of nasopharyngeal carcinoma oncopmteomics in recent years.such as an? tineoplastic dmg and specific
tumor

biomarkers.

Key words:Proteomics;Nasopharyngeal

carcinoma;Tumot

marker

鼻咽癌是鼻咽黏膜上皮细胞来源的恶性肿瘤, 是我国南方发病率最高的十大恶性肿瘤之一,也是 最常见的头颈部恶性肿瘤。它易发生早期颈部淋巴 结转移和远处转移,大多数患者确诊时已属晚期。 因此,寻找和研究鼻咽癌特异性强、敏感性高的标志 分子作为鼻咽癌的早期诊断或预警显得尤为重要。 而*几年逐渐发展起来的蛋白质组学技术在肿瘤发 生、发展中蛋白质表达谱的变化研究方面具有很大 优势,临床深入研究鼻咽癌患者的蛋白质谱的变 化,对揭示和发现鼻咽癌发生、发展的规律有重要 意义。 1蛋白质组学概念 目前,对蛋白质组学的确切定义是:一种细胞、 组织或完整的生物体所拥有的全套蛋白质。这是一 动态的概念,它不仅在一个机体的不同组织和细胞 中不同,而且在同一机体的不同发育阶段、不同生理 状态及不同外界环境下也有不同。 蛋白质组学可分为表达蛋白质组学和比较蛋白 质组学¨J。前者目的在于建立蛋白质表达谱和修饰 谱的数据库、细胞定位图、蛋白质作用连锁图,探索 和阐明生命现象的本质;后者通过比较分析不同生 理、病理条件下细胞、组织或体液中表达的蛋白质 异同,筛选出许多有临床标志意义的蛋白质关键分

electrophoresis,2一DE)和

以质谱为代表的蛋白质鉴定技术以及生物信息

万方数据

l筮。兰丛渔呈Q堕笙!』』筮!§登笙!』必丛地型墅塑也坐!坐:!些!塑!:y!!.!!:盥!.!

原理是在相互垂直的两个方向l二,分别基,二蛋白质 t/fi同的等电点和分子质景,运用等电聚焦电泳和 SDS.聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS—PACE)分离复杂的 蛋白质成分。完整的2一I)E技术包括样品制备、等电 聚焦、*衡转移、SDS—PAGE、斑点染色、图像捕获和 图谱分析等,目前是蛋白质组学研究中最常见的蛋
白质分离技术。

4鼻咽癌蛋白质组学的研究
4.1

鼻咽癌的发病机制及治疗鼻咽癌的分子靶

点2003年,宋鑫等。81采用以免疫印迹技术筛选出 禽有特异性抗体的鼻咽癌患者血清,运用免疫沉淀 技术对m清与鼻咽癌细胞株(CNEl)的裂解物进行 处理以富集肿瘤抗原,正常人血清做对照,经凝胶电 泳找出差异条带,通过质谱分析、数据库搜索和信息 学分析鉴定差异蛋白,得到鼻咽癌候选抗原膜结合 IgM。此方法为肿瘤抗原筛选提供了简单、便捷、灵 敏的方法。2007年,张文静等∽o以鼻咽癌细胞系5—8F 为样本,用甲基转移酶抑制剂5-aza一2一dC处理5—8F 细胞,使它的甲基化沉默基因重新表达,再采用蛋白 质组学技术比较5-aza一2.dC处理与未处理5—8F细胞 蛋白质表达谱的差异,发现15个蛋白质表达上调。 Western印迹分析证实了nm23.H.在药物处理中比 未处理5.8F细胞中表达上调。nm23一H.具有抑制乳 腺癌、卵巢癌、宫颈癌、胃癌、肝细胞癌和黑素瘤侵袭 转移的作用,被认为是肿瘤转移抑制基因¨0|。王晖 等¨¨通过对放射处理并结合流式细胞术检测及比较 5.8F和6.10B细胞的放射敏感性,提取总蛋白进行 两组细胞的差异蛋白质比较,发现p73在敏感组的 表达率高,这提示p73表达增加与放射敏感性增加 存在相关性。周异群等¨纠用蛋白质组学分析高度和 低度恶性生物学行为的CNE-2L2细胞间蛋白质表达 的差异。用实时定量聚合酶链反应和免疫荧光染色 流式细胞术对差异表达的蛋白质作确认,用siRNA 抑制细胞中目的基因的表达,Western blot确认目的 基因表达的抑制,细胞接种裸鼠的肿瘤生长实验。 蛋白质组学分析见AS细胞与w细胞问有12个差异 表达蛋白质,发现CD舛表达减弱与AS细胞的恶性行 为减弱相关。
4.2

对2一DE等技术分离的蛋白质进行鉴定是蛋白 质组学研究的重要内容。质谱鉴定技术的引入是 蛋白质组学发展中最为重要的技术突破。目前用 于蛋白质鉴定的质谱主要有两种:基质辅助激光解 吸电离飞行时问质谱(MAI。DI—TOF—MS)和电喷雾 电离串联质谱(ESI—MS)。前者利用基质吸收激光 的能量使固相的多肽样品离子化,后者则在喷射过 程中利用电场,使液相的多肽样品离严化。1993年 5个研究小组独立提出了肽质量指纹图谱的研究思 路,即蛋白质通过酶或化学裂解所形成的一系列 肽片段经质谱检测后其质量可作为特征性的标 记,搜索蛋白质数据库,实现对蛋白质的定性
鉴定‘引。

此外,*年来迅速发展的表面增强激光解吸离 子化飞行时间质谱技术(SELDI—TOF—MS),集蛋白质 芯片和质谱于一身,可以直接在固相吸附了蛋白质 的芯片表面,使用脉冲氮激光能量,使被捕获的靶蛋 白从芯片表面电离出来,根据靶蛋白在离子装置中 的飞行时间,测量出其分子质量∞J。根据定位于固 体表面物质的性质不同,可将芯片分为化学芯片、生 物芯片两种类型。生物芯片把生物活性分子(如抗 体、受体、酶、DNA等)结合到芯片表面,利用抗原抗 体、受体一配体、酶.底物以及蛋白质一DNA之间的相互 作用来获得样品中的靶蛋白。而化学芯片具有疏水 性表面、亲水性表面、阳离子交换表面、阴离子交换 表面和固相金属亲和层析表面。由于蛋白质芯片技 术具备快速分析、操作简易、自动化、样品用量少和 高通量等特点,解决了以往蛋白质研究中耗时、费 力、不适合临床大规模应用的弊端,可直接检测血 清、尿液、脑脊液和各种分泌物等,已在肿瘤临床的 诊断与监测应用中崭露头角。 生物信息学是随着人类基因组计划、计算机技 术和网络技术三者发展相互融合而形成的一门新兴 学科,它是蛋白组学研究的一个不可缺少的组成部 分17 J。生物信息学在蛋白质组学研究中有两个重要 的应用,一是分析和构建双向凝胶电泳图谱;二是搜 索与构建蛋白质组数据库。总的来说,三大技术的 发展为研究疾病中蛋白质的改变奠定了坚实的
基础。

诊断鼻咽癌的特异性分子标志物

杨海燕

等¨列采用双向凝胶电泳和质谱技术分析了人鼻咽癌 细胞系CNE2的总蛋白质,建立了CNE2细胞系的 2.DE图谱。葛圣雷等¨4 o又建立了鼻咽癌原代培养 细胞的分泌蛋白质图谱,为人鼻咽癌蛋白质组数据 库的建立提供了有意义的数据。Liao等¨纠对鼻咽癌 转移组、鼻咽癌未转移组和正常对照组进行血清比 较蛋白质组学研究,图谱比较所得29个差异蛋白质 点,成功鉴定了23种蛋白质,为鼻咽癌的早期诊断 和治疗奠定基础。台湾长庚大学细胞分子生物学实 验室¨叫通过双向凝胶电泳和MALDI-TOF—MS方法 分析两个鼻咽癌细胞系的分泌蛋白,发现FN、Mac?BP
及PAl.1 3种蛋白质在鼻咽癌患者组织和血清中均

呈高表达,同时在裸鼠鼻咽癌动物模型中也证实 Mac.BP及PAI.1表达高于正常对照组,由此推断上

万方数据

医。羔鉴姿垫塑!f!王Ⅱ笙j』』遂!皇f』赳…5堑!Lli些al上!堕四-?1111,堕!!!塑:y!1.I;,堕!.!

述3种蛋白质有可能成为鼻咽癌‘芦期诊断的潜在标 志物。香港伊丽莎白医院临床肿瘤研究中心通过对 鼻咽癌、肺癌、良性甲状腺瘤和正常个体的血清样本 进行蛋白质分析研究,得H;眦清淀粉样蛋白足鼻咽 癌相对特异的、具有舱视鼻f19;I癌是否复发的霞要生
物学指标。1 7|。Wei等¨引用表面增强激光解吸电离

蛋白组和生物标志物,从而在肿瘤发生机制以及肿 瘤诊断、分期和治疗中取得重大突破,进而为探寻新 的诊断和治疗靶标提供依据,为鼻咽癌的研究、诊断 和治疗带来新的曙光。
参考文献
[1]ttitle JM,Freed AL,Watzig t1.Possibilities
speed and
precision
to

improve

autonlation,

of

飞行时问质谱技术对55例鼻咽癌患者和60例健康 对照组的脏清进行分析,用其中4个蛋白峰(4097、 4180、5912、8295)建立决策树诊断模型,并对25例 鼻咽癌患者及28例健康对照组进行双肓验证,其诊 断鼻咽癌的敏感度和特异度分别为92%和92.9%。 并发现两个蛋白峰(458l、7802)对I和Ⅱ期鼻咽癌 患者诊断准确率为80%,对Ⅲ期和Ⅳ期鼻咽癌患者 诊断的准确率为86%。2008年有学者通过对正常鼻 咽上皮组织和激光捕获显微切割的鼻咽癌组织进行 蛋白组学比较,发现在鼻咽癌组织较正常鼻咽上皮 组织有stathmin蛋白的高表达和14,3.3sigma和 annexin I蛋白的低表达,并发现在转移的淋巴结组
织中14—3—3sigma和annexin I蛋白的表达水*较原
[7] [8] [9]

proteome

analysis:a

coml)arision

of two-di—

m㈨sionaleletmphoresis

and

alternatives

[J].

Electn)phoresis,

2001,22(19):40354052. [2]Lander ES,Linton M,Birren B,et al Initial
sis

sequencing

and analy.

of the human

genome[J』.Nature,2001,409(6822):860-921.
into

3]Dove A.Proteomies:translating genomics Biotechnol,1999,17(3):233-236.

products?[J 1.Nat

[4]0’Farrell PH.High resolution two—dimensional eleetrnphoresis of protein[J].J Biol Chem,1975,250(10):4007.4021. [5] [6] Quadroni M,James P.Proteomics and automation[J].Electropho— resis,1999,20(4/5):664-677.
Merchant M,Weinberger SR.Recent advancements hanced laser desorption/ionization—time
of in

SIU’face.e11.
spectrometry

flight—nlass

[J].Electrophoresis,2000,2l(6):1164-1177.
Boguski MS,McIntosh MW.Biomedical informatics for
proteomies

[J].Nature,2003,422(6928):233-237.

宋鑫,杨金亮,唐小海,等.应用血清蛋白组学技术筛选鼻11困癌
肿瘤抗原[J].Ifl国肿瘤生物治疗杂志,2005,12(2):94-97.

张文静,易红,李茂玉,等.5-aza-2-dC处理鼻咽癌细胞前后的
差异蛋白质组学研究[J].国际病理科学与临床杂志,2007,27 (4):277?283.

发鼻咽癌组织的水*低,发现这3种蛋白的表达水 *与鼻咽癌细胞的分化程度和转移范围有关,生存 曲线显示有stathmin蛋白高表达和14—3—3sigma和
annexin

[10]

Qian M,Feng Y,Xu
genenm23-H1
in

L,et

a1.Expression

of

antimetastatic

epithelial ovarian

cancer[J].Chin Med J(En—

I蛋白低表达的患者其预后差,通过多元分
[11]

91),1997,110(2):142—144.

析得出这3种蛋白的表达水*对鼻咽癌患者是独立 的预后指标¨引。
5问题和展望

王晖,曾亮,柳亦松,等.应用蛋白质组学方法初步筛选与鼻咽 癌放射敏感相关的蛋白[J].现代生物医学进展,2007,7(10):
1550.1553.

[12]

周异群,时岩,田云,等.与鼻咽癌细胞CNE-212恶性生物学行

蛋白质组作为连接基因组与临床应用之问的桥 梁,为生命科学的研究提供了许多新的观点及研究 手段,展现了广阔的应用前景,但仍然面临不少问 题。人类蛋白质介于20万~200万之间,在人的一 生中基因基本上保持不变,蛋白质却总是在变化。 蛋白质发挥正常的生理功能依赖于其独特的三维结 构,不同蛋白质的三维结构千差万变,而且,根据蛋 白质的一级序列预测它的三维结构,仍然是一个悬 而未决的难题。此外,蛋白质行使生理功能往往依 赖于本身与许多蛋白、抑制剂、激化剂等大、小分子 的复杂相互作用,因此对于其功能的全面认识也将 非常困难。最后,由于蛋白质理化性质特点,现在还 没有适用于大多数蛋白质的通用研究技术,也没有 像DNA一样的扩增技术,因此获得研究所需的足够 量的、高纯度的蛋白质非常困难。这些都决定蛋白 质组学研究将是一个长期的、复杂的工作。 随着蛋白质分离纯化技术、芯片技术、质谱分析 技术的发展,以及在发现新方法上的突破和生物信 息学工具的完善,蛋白质组学必将在后基因组时代 发挥更大的作用,在更高的水*上寻找肿瘤的功能

为相关的蛋白质[J].基础医学与临床,2007,27(4):364—371. [13]杨海燕,肖志强,李峰,等.鼻咽癌低分化细胞系CNE-2双向凝 胶电泳图谱的建立[J].中南大学学报(医学版),2004,29
(2):123—128.

[14]

葛圣雷,朱纲华,陈主初,等.鼻咽癌原代培养细胞分泌件蛋白 图谱的初步研究[J].现代生物医学进展,2007,7(8):
1200.1204.

[15]Liao QL,Chen XD,Zhao L,et a1.Comparative proteomics ofthe
Film

se—

in patients with nasopharyngeal carcinoma:a study with

two—

dimensional eleetmphoresis and Ke Da Xue Xue

MALDI-TOF—MS『J].Nan Fang Yi

Bao,2008,28(2):154.158.
pro-

[16]

Wu CC,Chien KY,Tsang NM,et a1.Cancer cell?secreted
teomes
as a

basis for searching potential
as a

tumor

markers:nasopha-

ryngeal carcinoma 3173-3182.

model[J].Proteomics,2005,5(12):
sel31m

[17]Cho WC,Yip'IT,Yip C,et a1.Identification of
protein
as a

amyloid



potentially useful biomarker
cancer

to

monitor relapse of

naso.

pharyngeal

by

serllm

proteomic

profiling[j].Clin Cancer
bio-

Res,2004,10(1 Pt 1):43-52.

[18]Wei

YS,Zheng YH,Liang WB,et a1.Identification of
pmteomic

serum

markers for nasopharyngeal carcinoma by

analysis[J].

Cancer,2008,112(3):544-551.

[19]Cheng
and

AL,Huang

WG,Chen ZC,et a1.Identification of novel naso—
biomarkers by laser
capture

pharyngeal

carcinoma

mierodissection

proteomic

analysis[J].Clin Cancer Res,2008,14(2):

435-445.

收稿13期:2008—10-06修回日期:2008-12-28

万方数据



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