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研究背景:
炎症性肠病(IBD)在西方发达国家极为常见,北美和欧洲发病率高达1/1000。随着我国经济水平的高速发展,国人发病率亦呈上升趋势,流行病学调查显示上海等沿海地区已接近国外平均水平。该疾病现正成为我国消化系统常见疾病和慢性腹泻的主要病因,加之其病程迁延,活动期症状严重,治疗棘手,已引起临床学者的高度重视。
炎症性肠病(IBD)是一种病因尚不十分清楚的慢性非特异性肠道炎症性疾病,包括溃疡性结肠炎(UC)和克罗恩病(CD)。尽管近年来国内外对。IBD进行了大量的研究,然而目前诊断仍主要依赖于临床表现、肠道内窥镜检查和放射及病理学各方面的综合诊断,尚缺乏理想的血清学诊断指标。
蛋白质组学(proteomics)是指研究一种个体、组织或细胞在特定生理或病理状态下表达的全部蛋白质的科学,在寻找生物标记物方面具有高通量,高效率的显著优点。目前在乳腺、前列腺和胃肠道肿瘤方面的研究取得了很大进展。但其核心技术双向凝胶电泳存在灵敏度较低,难以检测低丰度蛋白质的缺点,同时由于每块胶只能分离一个样本,因而受人为操作的影响,胶间的差异较大,实验室间可重复性也较差。2-D DIGE是近年来发展的新蛋白质组技术,通过内标的建立,大大减少了人为因素影响,可信度大幅提高。
目前尚未有对炎性肠病患者血清的2-D DIGE技术研究,通过建立此技术平台,寻找炎性肠病患者血清中差异表达蛋白,有望确定该疾病的血清标记物。
研究目的:
1.建立炎症性肠病患者血清双向胶内差异凝胶电泳技术平台,为利用该技术研究其血清蛋白组变化奠定基础。
2.寻找炎症性肠病患者血清中表达差异的蛋白质,探讨这些蛋白在疾病发生发展中的作用,为该疾病的早期诊断和筛选提供潜在的分子标记物。
3.应用Western blot方法,验证质谱鉴定结果的真实性、可靠性研究方法1.分别收集克罗恩病活动期、缓解期;溃疡性结肠炎活动期、缓解期患者和正常成人血清样本各8例,血清经PROT-BA Kit试剂盒处理后,分别进行不同的CyDye染料交叉标记,2D-DIGE凝胶中预先被Cydye染料标记的蛋白质斑点,经多功能激光扫描仪不同波长的激光扫描后,获取荧光胶内差异表达图谱,使用DeCyder软件分析,比较各组样本间蛋白点图像差异,并评估该技术体系。
2.对以上血清蛋白的2D-DIGE图谱进行分析,选取表达上调和下调1.5倍以上的蛋白质斑点,通过全自动斑点处理工作站切点、酶解和点样后,使用基质辅助激光解吸/电离-飞行时间质谱仪(Matrix assisted laser desorption/ionization-time of flight mass spectrometry,MALDI-TOF MS)进行蛋白质的肽质量指纹谱(peptide mass fingerprint,PMF)鉴定,PMF数据进行本地Profound检索和在线MASCOT检索。
3.用Western Blot方法,对有意义表达明显的差异蛋白进行验证。
研究结果:
1.经过双向差异电泳,在所有pH3-10的梯度胶条上均得到了蛋白质表达谱,经软件处理,不同染料标记的样本呈现不同颜色的图谱,每块胶上均可发现数以千计的蛋白质点。使用DeCyder软件分析发现,炎性肠病患者与正常成人血清中2D-DIGE图谱分析发现有显著差异的蛋白质/肽段斑点总数为91个。
2.对2D-DIGE分析结果进行质谱鉴定,PMF法成功鉴定出71个蛋白质。其中22种蛋白与克罗恩病患者,35种蛋白与溃疡性结肠炎患者有关。 3.Western Blot证实结合珠蛋白、载脂蛋白A-I、IgM、C3、C4在所有炎性肠病血清中高表达。
4.丝/苏氨酸蛋白激酶ATR、白细胞共同抗原CD45在克罗恩病血清中高表达APC在克罗恩病血清中低表达,VPS28在克罗恩病活动期高表达。
5.K-ras、天冬酰胺合成酶在溃疡性结肠炎血清中高表达,CDC14B在溃疡性结肠炎血清中低表达,α-抗胰蛋白酶在溃疡性结肠炎活动期高表达。
结论:
1.成功在炎性肠病患者中建立了混合血清样本、双向胶内差异电泳技术体系,为研究炎性肠病的发生发展分子机制提供了一种灵敏度和可信度非常高的蛋白质组学分离、检测技术。
2.结合珠蛋白、载脂蛋白A-I、IgM、C3、C4可能通过不同机制参与了炎性肠病的发生发展,并且可能是活动期的血清学标记物。
3.丝/苏氨酸蛋白激酶ATR、白细胞共同抗原CD45、APC可能通过不同途径参与了克罗恩病的发生发展,以上蛋白有可能成为克罗恩病新的血清学标记物, VPS28有可能是克罗恩病活动期的血清学标记物。
4.K-ras、天冬酰胺合成酶、CDC14B可能通过不同途径参与了溃疡性结肠炎的发生发展,以上蛋白有可能成为溃疡性结肠炎新的血清学标记物,α-抗胰蛋白酶有可能是溃疡性结肠炎活动期的血清学标记物。