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目的:利用蛋白质组学方法建立分辨率高和重复性好的鼻咽癌高癌家系鼻咽癌患者、鼻咽癌高癌家系成员及健康对照组外周血单个核细胞(peripheral bloodmononuclear cells,PBMC)的双向凝胶电泳(two-dimensional gel electrophoresis,2-DE)图谱,识别鉴定其差异表达的蛋白质。寻找鼻咽癌高癌家系鼻咽癌早期诊断、癌变机制、治疗及预后监测的外周血特异性分子标志物。
方法:(1)采用密度梯度离心法分离鼻咽癌高癌家系鼻咽癌患者、鼻咽癌高癌家系成员及健康对照组静脉血PBMC,用改良细胞裂解液裂解PBMC,抽取其总蛋白并利用蛋白质组学专用2-DE蛋白检测试剂盒测定总蛋白含量。(2)利用固相pH梯度双向凝胶电泳分离鼻咽癌高癌家系鼻咽癌患者(n=11),鼻咽癌高癌家系成员(n=15)及健康对照(n=15)PBMC的总蛋白质,先将固相化pH3-10NL梯度(immobilized pH gradient,IPG)干胶条进行第一向固相pH梯度等电聚焦((isoelectric focusing,IEF),取出IPG干胶条经平衡30min后进行第二向垂直十二烷基磺酸钠聚丙烯酞胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gelelectrophoresis,SDS-PAGE),然后对2-DE凝胶进行蓝银染色并用LabScan扫描凝胶成像,接着采用PDQuest图像分析软件对2-DE凝胶图谱依次进行蛋白质斑点检测、背景消减、标准化、匹配、建立平均凝胶(matchset gel)、比较差异等分析并识别差异表达的蛋白质。选取部分差异表达的蛋白质应用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(matrix-assisted laser desorption/ionization time of flight mass spectrometry,MALDI-TOF-MS)检测得到相应的肽质指纹图谱,最后搜索数据库鉴定差异蛋白质点。
结果:(1)检测PBMC总蛋白的标准曲线回归方程为y=-0.0038X+0.4025,R2=0.9974.(2)得到了分辨率较高、重复性较好的鼻咽癌高癌家系鼻咽癌患者,鼻咽癌高癌家系成员及健康对照PBMC双向凝胶电泳图谱。鼻咽癌高癌家系鼻咽癌患者,鼻咽癌高癌家系成员及健康对照PBMC凝胶的平均蛋白质点数分别为1224±45,1249±43及1180±40;组内的平均匹配率分别为92.8%,91.9%及91.6%。同一组内3块胶在第一向IEF方向上位置的偏差较小,分别为1.05±0.11mm,1.07±0.13mm及1.07±0.15mm,在第二向SDS-PAGE方向上位置的偏差也较小,分别为2.05±0.20mm,1.87±0.23mm及2.03±0.22mm。
(3)鼻咽癌高癌家系鼻咽癌患者、鼻咽癌高癌家系成员及健康对照PBMC凝胶的差异蛋白点,表达增强的个数分别是26±5,27±4及21±5,表达量降低的个数分别是13±5,18±4及15±3;随机选取至少在50%的凝胶中均有相同变化及表达量相差2倍以上的差异蛋白质点共22个,对其进行质谱分析,鉴定出19个蛋白质,在鼻咽癌高癌家系鼻咽癌患者及鼻咽癌高癌家系成员PBMC中表达明显增强的有热休克蛋白质(heat shock protein,HSP)27、S100A9蛋白、Prohibitin蛋白、肌动蛋白等10个蛋白点;而Peroxiredoxin-2、6-phosphogluconolactonase等9个蛋白质点在鼻咽癌高癌家系鼻咽癌患者及鼻咽癌高癌家系成员PBMC中低表达。这些差异蛋白质点主要为蛋白质合成与分解、分子伴侣、抗氧化应激、三大代谢相关酶类、细胞结构相关蛋白质以及信号传导相关蛋白质等六类。
结论:(1)成功地建立了用蛋白质组学技术分析PBMC的实验方法。
(2)建立了分辨率高且重复性较好的鼻咽癌高癌家系鼻咽癌患者、鼻咽癌高癌家系成员及健康对照PBMC双向凝胶电泳图谱。
(3)鉴定出差异表达蛋白质19个,表达明显增强有10个,明显下降的有9个,其中HSP27、Protein S100-A9、Prohibitin可能成为鼻咽癌高癌家系鼻咽癌早期诊断、癌变机制、治疗及预后监测的外周血特异性分子标志物。