血清蛋白质组学在乳腺癌研究中的应用进展

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蛋白质组学在疾病诊断和治疗中的应用

蛋白质组学在疾病诊断和治疗中的应用

蛋白质组学在疾病诊断和治疗中的应用随着科学技术的不断发展,蛋白质组学在医学领域中的应用越来越广泛,成为疾病诊断和治疗的重要手段之一。

蛋白质组学是指对生物体内所有蛋白质进行综合分析和研究的科学方法。

在医学领域中,蛋白质组学主要分为两个方向:一是利用蛋白质组学技术进行疾病诊断,另一个是通过蛋白质组学技术发现新的治疗靶点。

下面分别从这两个方向探讨蛋白质组学在疾病诊断和治疗中的应用。

一、蛋白质组学在疾病诊断中的应用蛋白质组学技术可以通过研究血液、组织和细胞的蛋白质,来发现与疾病关联的特定蛋白质。

比如,研究人类乳腺癌组织中的蛋白质,可以找到许多与乳腺癌相关的蛋白质。

这些蛋白质在正常人体内或者其他疾病患者的组织中基本不存在,因此这些与疾病一一对应的蛋白质被称为生物标志物。

生物标志物在疾病诊断方面起到了非常重要的作用。

比如,在乳腺癌早期诊断中,如果能够通过血液样本筛查出特定的生物标志物,不仅可以帮助医生尽早发现患者的病情,还可以避免过多地检查,节省医疗成本,达到了将疾病诊断的目的。

除了乳腺癌外,其他许多疾病也已经成功地利用了蛋白质组学技术进行诊断。

例如,心肌梗死、乙肝、艾滋病和肺癌都可以通过在血清中检测特定的生物标志物进行诊断。

通过蛋白质组学技术进行疾病诊断,不仅可以提高诊断准确性和效率,还可以为疾病早期预防和治疗提供指导。

二、蛋白质组学在疾病治疗中的应用除了在疾病诊断方面,蛋白质组学技术在疾病治疗中的应用也日益广泛。

通过蛋白质组学技术发现新的治疗靶点,可以为疾病的治疗提供新的药物和治疗方案。

因此,蛋白质组学技术在新药研发中发挥了重要的作用。

长期以来,治疗癌症一直是医学界的难题。

然而,蛋白质组学技术的发展为癌症治疗提供了新的可能性。

利用蛋白质组学技术,可以发现许多与癌症相关的蛋白质,并且这些蛋白质在正常组织中非常少见或者不存在。

因此,这些“癌症特异性蛋白质”成为治疗癌症的新靶点。

在发现新的治疗靶点之后,利用基因工程技术合成相应的物质,通过药物治疗来抑制癌细胞的生长和扩散。

蛋白质组学综述

蛋白质组学综述

蛋白质组学在肿瘤研究中的应用摘要:随着人类基因组全序列草图的完成,从基因水平向蛋白质水平的深化,已成为生命科学研究的迫切需要和新的任务。

蛋白质组学的建立为研究蛋白质水平的生命活动开辟了更为广阔的前景,提供了新型有效的研究手段。

从蛋白质整体水平上研究肿瘤的发生与转移,寻找与肿瘤发生及转移相关的新的蛋白质、肿瘤特异性的标志物及肿瘤药物治疗的靶标,对肿瘤的诊治将起到重要作用。

本文对肿瘤蛋白质组学的研究进展进行了简要综述。

关键词蛋白质组学蛋白质组肿瘤研究进展人类基因组计划全基因组测序的完成,标志着后基因组时代的到来,其主要任务是分析细胞全部蛋白质的结构、功能和相互作用,即蛋白质组学。

恶性肿瘤是危害人类的主要疾病之一,但其发生发展机制仍不清楚,诊断、治疗效果也不理想,而蛋白质组学方法可望为肿瘤发生机制的研究和防治带来新的突破。

本文将蛋白质组学基本概念、研究技术和肿瘤蛋白质组学研究进展作一综述。

1. 蛋白质组和蛋白质组学概念蛋白质组(proteome)的概念最早是由澳大利亚Macquarie大学的Wilkins等于1994年在意大利的一次科学会议上提出的,他们对蛋白质组的定义:“蛋白质组指的是一个基因组所表达的蛋白质”;即“proteome”是由蛋白质的“prote”和基因组的“ome”字母拼接而成。

它是对应于一个基因组所有蛋白质构成的整体,而不是局限于一个或者几个蛋白质。

由于同一基因组在不同细胞、组织中的蛋白质表达情况各不相同,即使是同一细胞,在不同的发育阶段、不同的生理病理条件下甚至不同的环境影响下,其蛋白质的存在状态也不尽相同。

因此,蛋白质组是一个在时间和空间动态变化着的整体。

蛋白质组学(proteomics)是指以蛋白质组为研究对象,从整体的角度,分析细胞内动态变化的蛋白质组成与活动规律。

蛋白质组学研究主要包括:①表达蛋白质组学(expression proteomics),研究细胞或组织中蛋白质表达的质和量的变化,以及不同时间基因表达谱的改变;②功能蛋白组学(functional proteomics),研究在不同生理和病理条件下,细胞中各种蛋白质之间的相互作用关系及其调控网络,以及蛋白质的转录后修饰等;③结构蛋白组学(structure proteomics),以阐明生物大分子蛋白质的三维结构特性为目的[1]。

蛋白质组学技术在疾病诊断上的意义

蛋白质组学技术在疾病诊断上的意义

蛋白质组学技术在疾病诊断上的意义蛋白质组学技术是研究生物体内所有蛋白质的研究领域。

通过分析和研究生物体内的蛋白质组成、结构和功能,蛋白质组学技术在疾病诊断上发挥着重要的作用。

本文将介绍蛋白质组学技术在疾病诊断上的意义和应用。

蛋白质是生物体内最为重要的功能性分子,参与了细胞结构、代谢调控、信号传导、免疫应答等生理过程。

随着科学技术的进步,蛋白质组学技术的发展为了解蛋白质的组成、结构和功能提供了有效的工具。

疾病的发生发展往往与蛋白质的异常变化或异常表达相关联。

因此,蛋白质组学技术在疾病的早期诊断、预测和治疗监测等方面具有重要的意义。

首先,蛋白质组学技术在疾病的早期诊断中起到了关键的作用。

许多疾病在早期并没有明显的症状,而蛋白质组学技术可以通过对血液、尿液、组织等样本中蛋白质组成的研究,发现与疾病相关的蛋白质标志物。

这些蛋白质标志物的检测可以帮助医生早期发现疾病,从而有助于进行早期干预和治疗。

例如,血浆中的PSA (前列腺特异性抗原)是前列腺癌的标志物,其浓度的变化可以提示前列腺癌的发生和发展,通过检测PSA可以帮助医生及早诊断前列腺癌。

其次,蛋白质组学技术在疾病的预测和评估中也发挥着重要的作用。

通过对蛋白质组的分析,可以发现某些蛋白质的异常表达与疾病的相关性。

这些蛋白质的异常表达可以作为预测疾病发生的潜在标志物。

例如,乳腺癌患者的血浆中常常出现人乳头瘤病毒(HER2)的高表达,这可以被用作乳腺癌发生的风险评估指标,通过蛋白质组学技术的应用,可以对乳腺癌的早期发生进行预测和评估。

此外,蛋白质组学技术还可以为疾病的治疗监测提供有力的支持。

在治疗过程中,蛋白质组学技术可以监测特定蛋白质的表达情况,以评估治疗的有效性和进展。

例如,在肿瘤治疗过程中,可以通过分析血浆中肿瘤相关蛋白质的表达水平,以评估治疗的效果和预测患者的预后。

蛋白质组学技术对于监测疾病的治疗反应及时调整治疗方案非常重要,从而提高患者的治疗效果和生存率。

蛋白质组学在疾病研究中的应用

蛋白质组学在疾病研究中的应用

蛋白质组学在疾病研究中的应用
随着科学技术的不断进步,蛋白质组学作为生物医学研究中的重要分支,在疾病研究领域发挥着越来越重要的作用。

蛋白质组学是研究生物体内所有蛋白质的总体结构、功能和相互作用的科学,通过对蛋白质的组成、表达、修饰等方面的研究,可以深入了解疾病的发病机制、诊断方法及治疗策略。

在疾病研究中,蛋白质组学可以帮助科学家们快速准确地发现潜在的生物标志物,这对于疾病的早期诊断和治疗至关重要。

通过比较健康人群和患病人群的蛋白质组学数据,可以发现特定蛋白质在某种疾病中的表达水平是否异常,从而为疾病的早期诊断提供重要依据。

例如,乳腺癌的早期诊断可通过检测血清中特定蛋白质的表达水平来实现,这为患者尽早接受治疗提供了可能。

蛋白质组学还可以帮助科研人员深入了解疾病的发病机制。

通过研究蛋白质在疾病发生发展过程中的变化,可以揭示疾病发生的生物学基础,为疾病的治疗提供新的思路和方法。

例如,糖尿病的发病机制与蛋白质的糖基化修饰密切相关,通过研究这些修饰对蛋白质功能的影响,可以为糖尿病的治疗提供新的靶点。

蛋白质组学在药物研发领域也发挥着重要作用。

通过研究药物与蛋白质相互作用的机制,可以为新药的开发提供重要信息。

例如,通过蛋白质组学技术可以筛选出与某种药物相互作用的蛋白质,从而
加快新药的研发进程。

总的来说,蛋白质组学在疾病研究中的应用,不仅可以帮助科学家们发现新的生物标志物,提高疾病的诊断准确性,还可以深入了解疾病的发病机制,为疾病的治疗提供新的思路和方法。

随着蛋白质组学技术的不断发展,相信在未来的疾病研究中,蛋白质组学将发挥越来越重要的作用,为人类健康做出更大的贡献。

蛋白质组学在肿瘤研究中的应用

蛋白质组学在肿瘤研究中的应用

药性 有密切 的相关 性 , 现在仍需 临床试 验证 明 , 但 该蛋 白可 以
作为抗乳腺癌药物潜在靶点 。 2 . 2 在癌症早期诊 断 中的应用 癌症早 期诊断 的意义超 过了任何 一种 癌症 的治疗方法 , 它对延长 患者 生命 和癌症的治 疗都有着很 大的帮助 , 蛋 白质组 学为癌症 的早期诊断提供 了可 靠的方法 。对 正常细胞 和肿瘤细胞的蛋 白组进行 比较 , 从 中发
( 南华大学药物药理研究所 , 湖南 衡阳 4 2 1 0 0 1 )
肿瘤是现今全世界发病率和病死率增长最快 的疾病 , 近几 年 的统计 表 明 因肿瘤 而死 亡 的人 数 大约 占所 有死 亡 因素 的 1 2 %。过去生物学和 医学对于癌症的研究主要集 中在基 因水平 和转录水平 , 而肿瘤是 由环 境和遗传因素相互作用 的有多种基
现特异性的肿 瘤标记蛋 白, 可以作为肿瘤早期诊断 的标准 。
在可以运用高效液相色谱技术来弥补这些缺点 , 并对低丰度蛋
白进行检测 。
世界 范围 内 , 男 性 患膀胱 癌在 有实体 肿瘤 的癌 症 中排第 4位。L e i t 等运用 2 D电泳技术对正常膀胱癌 细胞 和膀胱癌细 胞进行 比较 ,发 现有 1 4中蛋 白发生表达差 异 ,如 B 微球蛋 白、 a p o A 。 、 前列腺 素合 成酶 D 、 Ⅱ型细胞骨架 1 等 。其 中 a p o A
要指标之一。
蛋 白质组( P r o t e o m e ) 是1 9 9 4年澳大利亚 M a c q u a r i e 大学 的
Wi l k i n s 和 Wi l l i a ms 提出的[ 3 1 。蛋 白质组是 指一 个组织 、 细胞或
A k i k o 【 1 1 等用 差异 蛋 白组 学研究 了结直肠 癌细胞 D L D 一 1 和用

蛋白质组学技术及其在疾病研究中的应用

蛋白质组学技术及其在疾病研究中的应用

蛋白质组学技术及其在疾病研究中的应用蛋白质是生命现象中最为重要的一类分子,它们承担着细胞的各种生理活动,构建着生物体内的结构与功能。

对于疾病的研究而言,蛋白质的作用至关重要,理解各种蛋白质的功能和相互作用关系,对于治疗各种疾病具有重要的参考价值。

而蛋白质组学技术正是探索蛋白质这一领域的重要手段之一。

一、蛋白质组学技术简介蛋白质组学技术是指通过一系列的实验手段,尝试从全局的角度解析细胞和组织中的所有蛋白质及其功能。

主要包括蛋白质质谱和蛋白质芯片两个方面。

1. 蛋白质质谱蛋白质质谱是指利用质谱技术对蛋白质进行分析鉴定。

它的工作流程主要包括蛋白质的提取、分离、消化、质谱检测等步骤。

其中最关键的环节是质谱检测,通过对蛋白质的质谱图谱进行解析,可以得到蛋白质的序列信息、结构信息以及定量信息等。

2. 蛋白质芯片蛋白质芯片是一种将具有致病性的蛋白质以及与之相关的蛋白质进行组合,构建成芯片的技术。

它可以通过与样品中的蛋白质结合,快速检测肿瘤标记物、生物标志物等。

在蛋白质芯片上,可以将不同样品的蛋白质进行定量比较,了解不同样品的蛋白质差异。

二、蛋白质组学技术在疾病研究中的应用1. 肿瘤研究蛋白质组学技术在肿瘤研究中扮演着重要的角色。

它可以通过对肿瘤细胞和正常细胞中的蛋白质组成进行比较,找到在肿瘤病理生理过程中发生变化的蛋白质。

利用这些蛋白质可以筛选潜在的生物标志物和靶向治疗药物。

例如,HER2在人类乳腺癌中的异常表达,可以通过蛋白质质谱技术进行检测,并导入临床治疗。

2. 器官移植研究同种异体移植是治疗某些疾病的有效手段。

但是,历经多次移植后,移植物无法被宿主体所接纳,这成为了制约移植效果的关键因素。

在器官移植领域,蛋白质组学技术能够帮助研究人员了解移植物和宿主体之间发生的相互作用。

例如,通过分析术前和术后的血浆样本,可以发现具有免疫调节功能的蛋白质在器官移植过程中发挥了重要作用。

3. 神经退行性疾病研究神经退行性疾病是一类严重的疾病,目前并没有有效的治疗手段。

蛋白质组学技术在医学诊断中的应用

蛋白质组学技术在医学诊断中的应用

蛋白质组学技术在医学诊断中的应用随着科技的不断进步,蛋白质组学技术成为了医学诊断中的一项重要手段,该技术可以帮助医生检测疾病、筛选药物以及制定个性化治疗方案。

本文将探讨蛋白质组学技术在医学诊断中的应用。

一、什么是蛋白质组学技术蛋白质是生命体内的重要组成部分,它们不仅参与了各种生物学功能,还可以作为疾病的标志物。

而蛋白质组学技术则是利用高通量技术,对细胞、组织或生物体中的全部蛋白质进行分析和检测。

这种技术可以帮助医生识别出致病微生物、确定细胞通路以及找到新型治疗靶点。

蛋白质组学被认为是比传统基因组学更具可操作性和可预测性的技术,已经成为生命科学领域中炙手可热的技术。

二、蛋白质组学技术在疾病诊断方面的应用1. 肿瘤诊断蛋白质组学技术在肿瘤诊断方面已经取得了很大的进展。

研究者们发现在肿瘤细胞中,某些特定的蛋白质会出现异常表达,这些蛋白质可以作为肿瘤的标志物。

例如,在乳腺癌患者的肿瘤组织中发现的人类上皮生长因子受体2(HER2)蛋白质就是一种重要的肿瘤标志物。

通过蛋白质组学技术,研究者可以分析肿瘤细胞中的特殊蛋白质,从而诊断出肿瘤的类型、程度和扩散情况,制定个性化的治疗方案。

2. 心血管疾病诊断心血管疾病是重要的世界性健康问题。

蛋白质组学技术可以检测心血管疾病患者血液中的许多危险标志物,如C-反应蛋白、高敏感度肌钙蛋白I等。

通过对这些蛋白质的定量分析,可以有效地预测心血管疾病的发生和发展,并且可以及早发现疾病的迹象,从而制定出更具有针对性的治疗方案。

3. 神经系统疾病诊断蛋白质组学技术可以帮助医生识别出神经系统疾病中的潜在相关蛋白质。

例如,研究者在阿尔茨海默病患者的脑组织中发现了β淀粉样蛋白和tau蛋白质的异常表达,这两种蛋白质可以作为患者脑部炎症和神经退行性疾病的标志物。

通过对患者血液或其他生物样本中的这些蛋白质的检测,可以早期诊断并更有效地治疗神经系统疾病。

三、蛋白质组学技术在个性化治疗中的应用蛋白质组学技术可以帮助医生制定个性化治疗方案。

蛋白质组学在癌症研究中的应用

蛋白质组学在癌症研究中的应用

蛋白质组学在癌症研究中的应用随着现代医学的不断发展,癌症是一个备受关注的话题。

癌症是一类细胞增殖失控的疾病。

在过去,癌症的研究主要关注基因水平的变化,但是随着技术的不断进步,蛋白质组学开始成为癌症研究的热门话题,因为它能够提供更加全面和深入的信息。

本文将从蛋白质组学的定义、技术等多方面详细介绍蛋白质组学在癌症研究中的应用。

一、蛋白质组学的定义蛋白质组学是接续基因组学和转录组学之后的一个重要领域。

它是指利用高通量分析技术,通过对细胞或组织中的蛋白质进行全面、深入的分析,从而探索蛋白质的整体性质、功能、交互性等信息的一门学科。

蛋白质组学的研究重点是发现和鉴定蛋白质,分析其在细胞生理和病理中的功能、调控及代谢途径,从而阐明疾病的发生发展机制。

二、目前,许多研究已经显示,蛋白质组学可以使用一系列技术来增加癌症研究的结果。

例如,通过比较正常细胞和癌症细胞中的蛋白质组成,可以发现癌症细胞比正常细胞具有更高的蛋白质水平,因此可以进一步研究某些蛋白质是否作为癌症的标志物。

蛋白质组学在癌症研究中的具体应用包括以下三个方面:1.癌症标志物的发现通过对正常组织和癌症病人组织中蛋白质的比较,可以发现某些蛋白质在癌症中存在特异性表达,这些蛋白质可以作为患癌症的标志物。

例如,PSA(前列腺特异性抗原)的水平升高可以提示前列腺癌的发生,CA125的水平升高可以提示卵巢癌的发生。

这些标志物在临床检测中可以作为一个可参考的指标,有助于早期诊断和确定治疗方法。

2.癌症分型蛋白质组学技术可以分离并鉴定不同癌细胞类型中的差异蛋白质,从而区分不同类型的癌症。

这有助于确定治疗方法和预后判断。

例如,HER2蛋白在乳腺癌病人中的高表达与预后不良密切相关,并可以用于指导药物治疗。

3.基于蛋白质的治疗方法蛋白质组学中的组织芯片技术能够用来发掘具有潜在药物活性的新靶点。

例如,采用基质辅助激光解析电离质谱(MALDI-MS)技术,在胶质瘤的转移部位和正常脑组织中鉴定到骨形态发生蛋白2(BMP2),这是一种促进骨发生分化的蛋白质,进一步证明了BMP2在胶质瘤的治疗上具有潜在用途。

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作者简介:朱乾文(1987-),男,在读硕士,主要从事乳腺疾病的治疗工作。

E-mail :zqw3575@163.com 通讯作者:郭丽英(1960-),女,教授,主任医师,硕士生导师,主要从事乳腺良、恶性疾病的诊疗工作。

E-mail :gs318@yahoo.cn 血清蛋白质组学在乳腺癌研究中的应用进展朱乾文综述,郭丽英审校(新疆医科大学第一附属医院,新疆乌鲁木齐830054)[关键词]乳腺癌;血清蛋白质组学;肿瘤标志物[中图分类号]R737.9[文献标识码]A[文章编号]1673-5412(2012)02-0180-04随着肿瘤生物学的研究进展,乳腺癌的治疗和预后判断研究进入了一个新的阶段。

血清蛋白质组学为肿瘤的研究提供了新的技术平台和研究思路,应用蛋白质组学技术可以发现不同细胞间蛋白质的变化,寻找肿瘤相关蛋白,进而分析肿瘤发生、发展的可能机制,还可以通过特异性的差异蛋白作为疾病诊断治疗的分子标志。

生理医学诺贝尔奖获得者Lee Hartwell 博士指出:早期诊断可以治疗癌症,早期诊断癌症的最新、最有效的方法是验血诊断,寻找肿瘤标志,特别是其中的蛋白标志[1-2]。

本文就血清蛋白质组学在乳腺癌诊断及预后判断中的研究进展做一综述。

1血清蛋白质组学1.1定义蛋白质组的概念最初由澳大利亚学者Wilkins 和Williams 于1994年提出,并首次在1995年的Electrophoresis 上发表[3]。

蛋白质组是细胞、组织或机体在特定的时间和空间上基因组所表达的全部蛋白质,是一个在时间和空间上变化的整体。

蛋白质组是指“1个细胞或1种组织其基因组所能表达的全部蛋白质”。

这些蛋白质是随着时间和空间而不断变化的。

蛋白质组学是研究细胞内所有蛋白质及其动态变化规律的科学,是在蛋白质水平上定量、动态、整体地研究生物体,并由此在更深层次上获得对疾病过程、细胞生理和生化过程以及调控网络的广泛而完整的认识。

蛋白质组学是指以蛋白质组为研究对象,从整体的角度,分析细胞内动态变化的蛋白质组成及其活动的规律,其包含表达蛋白质组学、功能蛋白质组学和结构蛋白质组学3个方面的意义。

血清蛋白质组学是指研究选定的目标人群血清中表达的全部蛋白质,在建立正常蛋白质表达图谱的基础上,寻找其差异蛋白质点,鉴定疾病相关蛋白质,进而研究其结构和功能,为研究重大疾病病理生理学机制、早期诊断的特异性标志物、药物作用靶点等开辟新的途径。

血清蛋白质与组织蛋白质、细胞蛋白质比较有其自己的特点,如血清蛋白质数量最多、不同的蛋白质含量差别极大、低丰度蛋白质的种类和含量极不稳定等。

主要的血清蛋白质有白蛋白、免疫球蛋白、转铁蛋白、溶酶体蛋白酶等以及种类繁多的低丰度蛋白质,其种类估计有几万种之多。

血清蛋白质的含量可以相差108 1012个数量级以上,白蛋白含量最多,而许多低丰度蛋白质含量极微。

而正是一些种类繁多、性质各异的低丰度蛋白质和相对分子质量较小的蛋白,携带着十分重要的信息。

肿瘤早期就可在蛋白质水平出现细微但重要的组合改变。

肿瘤性疾病从蛋白质组学的角度又可以被认为是一种蛋白质缺陷病,其发生过程中有多种蛋白质会发生异常变化。

蛋白质表达异常不仅包括蛋白表达量的增加或减少,还包括蛋白质翻译后加工上的改变,从而导致肿瘤组织表达的蛋白质谱的改变。

因此利用蛋白质组学方法检测蛋白质谱的变化可以更加准确地诊断肿瘤及了解肿瘤的发病机制。

1.2血清蛋白质组学研究技术血清蛋白质组学的研究技术有传统的蛋白质分离和鉴定技术,包括双向凝胶电泳技术(two-dimensional gel electrophoresis ,2-DE )、质谱技术(mass-spectrometry ,MS )。

新的蛋白质分离和鉴定技术包括表面增强激光解析离子化-飞行时间-质谱(surface enhanced laser desorption /ioniza-tion time-of-flight mass spectrometry ,SELDI-TOF-MS )、液相色谱和串联质谱联用、鸟枪测序法、高丰度蛋白质去除+色谱分离+2-DE +联合质谱分离鉴定蛋白质等。

SELDI 是一种以亲和力为基础的质谱法,其原理是使用特异探针表面或芯片才能够获得增强的表面亲和捕获能力,蛋白质被选择地吸附到经化学改性的固体表面,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,根据靶蛋白质在离子装置中的飞行时间,测定其相对分子质量[4]。

因而,这种技术可以直接从标本(如血清)中鉴定特异标志物和分离蛋白质。

根据定位于固体表面物质性质的不同,SELDI的芯片分为化学型和生物型2种类型。

SELDI-TOF-MS 有很多优点,对样本需要量少,分析速度快,一般10 min就能完成,对含量极微的蛋白质(可以达到10-18),只要与表面探针结合都可以检测。

SELDI可直接使用未经处理的原始样本进行检测,可以大规模、超微量、高通量、全自动筛选蛋白质,寻找某种特异蛋白质或生物标志分子,还可以发现不同的多种方式的组合蛋白质谱,进行相关疾病的诊断与研究。

许多恶性肿瘤患者血清蛋白质谱的模型建立就应用此项技术,如乳腺癌、宫颈癌、结直肠癌、肝癌等。

蛋白质经2-DE分离后,质谱与数据库查询相结合对蛋白质进行鉴定已成为蛋白质组学研究的中心工具,利用质谱数据鉴定蛋白质的策略主要有2种,包括利用肽之类指纹谱鉴定和通过串联质谱获得肽段序列信息鉴定。

肽质量指纹谱由特异性蛋白酶消化蛋白质获得肽段,再经质谱仪测定的各肽段质量构成。

质谱仪仅能鉴定肽段质量,不能鉴别同分异构体,向数据库查询是会有随机匹配;且数据库中越大的蛋白质理论质谱数据越多,越容易被随机匹配而出现假阳性。

肽序列标签(pep-tide sequence tag,PST)技术指蛋白质由20种氨基酸组成,5 6个氨基酸残基的序列片段在一个蛋白质组成中具有很高的特异性,这个片段称为PST,可用于蛋白质鉴定。

串联质谱获得的信息在数据库查询中特异性更强,最后可对该蛋白质进行鉴定。

2蛋白质组学与乳腺癌的诊断从蛋白质组学的角度上讲,恶性肿瘤可以被认为是一种蛋白质缺陷病。

其发生、发展过程中会出现多种蛋白质分子,如各种生长因子和酶,这些蛋白质与肿瘤的发生、发展有着密切的关系,都可能成为潜在的肿瘤标志物[5]。

蛋白质组学技术具有高通量的特点,可以筛选乳腺癌不同发展阶段中基因表达的各种蛋白质,尤其是组织与体液中所含有的与肿瘤相关的低丰度蛋白质,从而发现大量有诊断价值的标志性蛋白质分子,为乳腺癌的筛检提供众多的标志物。

联合多种标志物进行的筛检将有望提高乳腺癌筛检的特异性与敏感性。

血清蛋白质组学在恶性肿瘤中,目前主要用于寻找肿瘤早期诊断的肿瘤相关标志物。

Rui等[6]对76例乳腺癌患者和54例正常人的血清用2-DE和MS 技术进行比较分析,发现14-3-3Sigma蛋白在乳腺癌患者血清中表达明显下调,而热休克蛋白27在乳腺癌患者中上调,用这2种蛋白质对104例患者进行筛查,灵敏度为100%(69/69),特异度达97%(34/35)。

提示血清蛋白质组图谱分析可用于高危人群和普通人群的筛查。

但在应用于临床之前尚需扩大样本量来对这2种蛋白质进行验证。

郑弘宇等[7]应用SELDI-TOF-MS技术,以弱阳离子交换芯片结合血清蛋白质,分析60例乳腺癌患者、60例健康女性的对照血清标本,得到其蛋白质谱,经分析建立分类树模型病进行盲筛验证,乳腺癌患者与健康对照女性比较,筛选出12个差异蛋白质峰(P<0.001),利用软件筛选出3个标志蛋白质用于建立乳腺癌诊断的分类树模型,此模型灵敏度为91.90%,特异度为81.25%。

得出SELDI-TOF-MS技术筛选出乳腺癌患者和健康对照女性血清蛋白质谱存在的差异蛋白质峰,可作为乳腺癌检测、随访监测的指标。

van Winden等[8]利用SELDI-TOF MS技术对48例乳腺癌患者和48例正常人群进行病例对照研究,得出质核比为4276和4292在乳腺癌患者表达下降,质核比8129表达与乳腺癌无关。

但这些蛋白质谱能否作为乳腺癌的标志物有待更进一步的研究。

乳腺癌中多种蛋白质会发生异常变化,不仅包括蛋白质表达量的增加或减少,还包括蛋白质翻译后加工上的改变,从而导致肿瘤组织表达的蛋白质谱的改变,利用蛋白质组学方法检测蛋白质谱的变化可以更加准确地诊断肿瘤。

胡跃等[9]利用SELDI-TOF-MS技术及其配套蛋白芯片对49例乳腺癌患者和33例健康人的血清蛋白质组图谱进行检测,结合人工神经网络软件建立诊断模型并进行验证。

以全部253个差异表达蛋白质峰的数据构建完整诊断模型,3例早期乳腺癌均被其准确检出,对中晚期乳腺癌的检出率为71.43%。

表明该方法具有较高的灵敏度和特异度,可用于乳腺癌早期诊断与肿瘤标志物筛选研究。

3蛋白质组学与肿瘤的治疗蛋白质组学的研究在整个蛋白质组水平上提供了研究细胞通路以及疾病、药物相互作用和一些生物刺激引起的功能紊乱的可能性,用蛋白质组学技术来检测、分析标志蛋白和靶蛋白,是目前肿瘤疗效评价、预后判断及其药物筛选研究中最新并且最强有力的手段。

4蛋白质组学与乳腺癌的预后关系造成乳腺癌患者死亡的主要原因之一是肿瘤的转移。

利用蛋白质组学技术,通过对高转移细胞株及低转移细胞株蛋白质图谱的比较来寻找与肿瘤转移相关的蛋白质,就可能以高转移株中特异表达的蛋白质为靶点,开发抑制肿瘤转移的药物,从而提高乳腺癌患者的生存率。

Jacquemier等[10]应用免疫组化技术,监测了552例早期乳腺癌患者的组织芯片微阵列的26种选定的蛋白质,确定了21种联合表达的蛋白质与368例患者的无转移生存率可能相关,与184例患者的无转移生存率确定相关。

在552例患者中,预后较好的一组5a无转移生存率为90%,而预后较差的一组为61%。

这种差异在结合淋巴结转移、雌激素受体表达状况及辅助治疗的类型时尤为显著。

在多元分析中,这个21种蛋白质系列是对临床结果最强有力的预测。

这项结果表明,蛋白质表达情况在评估乳腺癌的个体异质性和判断预后方面应用前景广阔。

5存在的问题及发展方向尽管蛋白质芯片技术目前已广泛用于各种疾病的临床研究中,但其技术仍有待进一步完善。

相对分子质量大的蛋白质离子化所需能量较高,而激光能量过大会导致蛋白质的碎裂,因此SELDI技术测定的最佳相对分子质量范围局限在20000以下。

在SELDI-TOF-MS检测中,其每一个蛋白质峰并不一定是一个完整的蛋白质,很可能是多个相对分子质量相近的多肽的集合体,因此要明确所测到的蛋白质及其生物学特性,需进行进一步的蛋白质的纯化和鉴定。

利用蛋白质组技术对血清进行分析受到一些因素的影响。

首先,由于血清中存在一些高丰度的看家蛋白质,如白蛋白、免疫球蛋白等,其占到了血清总蛋白质的60% 97%。

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