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目的:在建立人外周血白细胞蛋白质组分析方法的基础上,对健康自愿者和急性淋巴细胞白血病(acutelymphocyteleukemia,ALL)患者白细胞的蛋白质组进行差异性分析,以寻找与ALL相关的蛋白质,以此作为白血病药物治疗及早期诊断的侯选“分子靶点”;同时,通过分析在激动剂EGF及特异性抑制剂UO126作用下的白细胞细胞外信号调节激酶(extracellularsignal-regulatedkinase,ERK)相关的磷酸化蛋白质,初步探讨健康自愿者与ALL患者白细胞中ERK的磷酸化蛋白质底物谱的差异,为进一步从细胞信号转导的角度研究ALL的发生机制提供线索。
方法:1.收集健康自愿者和急性淋巴细胞白血病患者外周血标本,采用密度梯度离心法分离白细胞,提取全细胞蛋白质,Bradford法测定蛋白质含量,双向电泳(一向采用pH4-7的固相pH梯度等电聚焦(Isoelectrifocusinggelelectrophoresis,IEF),二向采用浓度为10%的十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(Sodiumdodecylsulphate-polyacrylamidegelelectrophoresis,SDS-PAGE))分离蛋白质,银染法染色,PDQuest2D软件对双向电泳图谱进行差异分析,从凝胶中切取差异蛋白质斑点,基质辅助的激光解析飞行时间质谱(matrixassistedlaserdesorptionionization-timeofflight-massspectrometry,MALDI-TOF-MS)鉴定差异蛋白质。
2.收集健康自愿者和急性淋巴细胞白血病患者的外周血标本,采用密度梯度离心法分离白细胞,并随机分为刺激组(EGF)、抑制剂组(UO126)和对照组。其中,刺激组加入40ng/mlEGF、抑制剂组加入10ng/mlUO126+40ng/mlEGF、对照组加入等量培养基,37℃孵育15min,-70℃终止反应,裂解细胞,提取全细胞蛋白质,Bradford法测定蛋白质含量。采用BDTMPhosphoproteinEnrichmentSpinColumns富集、收集其中的磷酸化蛋白质,冷冻干燥法浓缩所富集的磷酸化蛋白质,SDS-PAGE垂直平板电泳分离,ScionImage软件对电泳图谱进行定量分析。
结果:1、健康自愿者与急性淋巴细胞白血病患者外周血白细胞蛋白质双向电泳图谱存在着明显的差异,表现为图谱中蛋白质斑点数量的增减和蛋白质斑点灰度值的改变,利用PDQuest2D软件对双向电泳图谱进行差异分析,初步筛选出39个差异表达的蛋白质斑点,根据MALDI-TOF-MS检测得到19个蛋白质斑点的肽指纹图谱、荷质比,再结合其相对分子量、等电点等信息,在Swiss-prot蛋白质数据库查询定性,确定了与ALL相关的蛋白质有:PCMD2、KIC18、LZTS2、RAB37、C1off111、Hypotheticalprotein、P0508B05.4、PP2AB、AnnexinA5、RAB31、Transcriptionregulator、CDNAFLJ10432fis、DKFZp58601922、MMP13、C6orf204、RRM2、FLJ00214、KRT14、HypotheticalproteinFLJ25992。这些蛋白质中包括:①信号转导蛋白:Ras-relatedproteinRab-37(RAB37)、Ras-relatedproteinRab-31(RAB31);②磷酸化酶Serine/threonine-proteinphosphatase2Acatalyticsubunitbetaisoform(PP2AB);⑨与其它恶性肿瘤,如黑色素瘤、卵巢肿瘤、乳腺癌等发生相关的蛋白质:AnnexinA5(XA5)、Ras-relatedproteinRab-31(RAB31)、Collagenase-3(MMP13)、SerologicallydefinedbreastcancerantigenNY-BR-15(C6off204)、Ribonucleoside-diphosphatereductaseM2subunit(RRM2)、HypotheticalproteinFLJ25992;④角蛋白质:Keratin,typeIcytoskeletal14(KRT14);⑤转录调节因子:Transcriptionregulator等。
2、白细胞磷酸化蛋白质经BDTMPhosphoproteinEnrichmentSpinColumns富集、SDS-PAGE分离显示,健康自愿者与急性淋巴细胞白血病患者白细胞的磷酸化蛋白质电泳图谱存在差异,在EGF刺激或UO126抑制时,ERK相关磷酸化蛋白质谱带也存在一定的差异,其差异蛋白质的相对分子量主要集中在26~36kDa、47~60kDa,提示这些蛋白质的磷酸化与去磷酸参与了ERK在白细胞中的信号转导,并与急性淋巴细胞白血病的发生具有相关性。
结论:(1)健康自愿者与急性淋巴细胞白血病患者白细胞的蛋白质组有着显著的差异性,经质谱鉴定和生物信息学分析,确定了PCMD2、KIC18、LZTS2、RAB37、C1off111、Hypotheticalprotein、P0508B05.4、PP2AB、AnnexinA5、RAB31、Transcriptionregulator、CDNAFLJ10432fis、DKFZp58601922、MMP13、C6orf204、RRM2、FLJ00214、KRT14、HypotheticalproteinFLJ25992等蛋白质与ALL的发生有着密切的关系,为寻找该类型白血病的药物治疗靶点及早期诊断的分子标志物提供了良好的实验依据。
(2)人外周血白细胞磷酸化蛋白质分析结果表明:ERK信号转导途径参与了急性淋巴细胞白血病的发生,但这些ERK相关的磷酸化蛋白质尚需进一步进行分析定性。