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背景与目的:
胃癌是消化系统比较常见的恶性肿瘤之一,也是全球因癌症引起死亡的第二个主要原因。胃癌的早期诊断及早期治疗对提高胃癌患者的生存率至关重要。随着人类基因组计划的完成,恶性肿瘤的研究进入了后基因组时代。本论文利用蛋白质组学方法,建立分辨率高和重复性好的人胃癌组织及其配对癌旁胃粘膜组织的双向凝胶电泳图谱,识别与鉴定其差异表达的蛋自质,寻找胃癌癌变的相关蛋白质分子。对揭示胃癌癌变机制具有重要的理论和临床意义。
研究方法:
利用固相pH梯度双向凝胶电泳方法分离5例胃中分化管状腺癌及其配对的癌旁组织中的总蛋白质,凝胶经银染显示后,采用ImageMaster图像分析软件进行比较分析、识别差异表达的蛋白质,对差异表达的蛋白质点,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 massspectrometry,MALDI-TOF—MS)进行质谱分析鉴定,得到相应的肽质指纹图谱(peptide mass fingerprint,PMF),数据库搜索鉴定出差异表达的蛋白质。为了验证蛋白质组学分析结果的可靠性,应用免疫组织化学技术EnVision法对其中的2个差异表达的蛋白质(CK19和HSP70)进行了分析。
研究结果:
(1)得到了分辨率高且重复性好的人胃癌组织与配对癌旁胃黏膜组织pH4-7和pH6-11双向凝胶电泳图谱。pH4-7胃癌组织及其配对癌旁胃黏膜组织凝胶的平均蛋白质点数分别为1257±89和1153±86个,平均匹配的点数分别为978±122和944±86个,平均匹配率分别为77.8%和81.9%。pH6-11胃癌组织及其配对癌旁胃黏膜组织凝胶的平均蛋白质点数分别为557±22和624±54个,平均匹配的点数分别为526±18和587±38个,平均匹配率分别为94.4%和94.1%。
(2) 应用PDQIJEST软件分析比较pH4-7凝胶银染2D图谱胃癌和癌旁胃黏膜组织中蛋白质点,在胃癌组织中表达上调的有32个蛋白质点,表达下调的有13个蛋白质点,56个点仅出现于胃癌组织中,而有27个点在胃癌组织中失表达。pH6-11凝胶银染2D图谱中,胃癌组织特异性蛋白有11个,胃癌组织中失表达的蛋白有8个,胃癌组织中表达上调的蛋白质有17个,表达下调的蛋白质有7个。 (3) 选取其中的16个差异蛋白质点进行质谱分析,出现质谱结果的有13个蛋白质点。在初步鉴定的13个差异蛋白质中,在胃癌中表达差异的蛋白质有10个,其中2个仅在胃癌中表达,4个在胃癌中表达上调,4个在胃癌中表达下调,3个在胃癌中表达缺失。
(4) 经质谱分析鉴定表明,有3种蛋白质仅在胃癌组织中表达,它们分别是:tropomyosin 4和HSP70蛋白。在胃癌组织中表达明显上调的蛋白质有Peroxiredoxin 4(PRDX4)、creatine kinase B、keratin 19和MYL9。有4种蛋白质在胃癌组织中表达下调,它们分别是gastric lipase、ATP synthase,H+ transporting,mitochondrial F1 complex.beta polypeptide和PP4-X。
(5) 免疫组化分析显示,CK19在胃癌组织中呈弥漫性强阳性表达,而在癌旁组织中呈局灶性表达、弱阳性或不表达,癌组织强阳性表达高于癌旁组织。HSP70在胃癌组织中阳性表达率为71.4%,而在癌旁胃黏膜组织中呈弱表达或表达阴性,癌组织HSP70蛋白表达明显高于癌旁组织。
结论:
(1)通过双向凝胶电泳技术建立了分辨率较高且重复性较好的胃癌和癌旁组织pH4-7和pH6-11蛋白质表达图谱。
(2)鉴定了一些可能与胃癌癌变相关的差异蛋白质,为进一步探讨胃癌发生发展的分子机理奠定了重要基础,为筛选胃癌临床诊断的蛋白标记物和治疗的基因靶点奠定了初步基础。
(3)应用免疫组化技术对蛋白质组学得到的部分结果进行了验证,取得了比较一致的结果,表明蛋白质组学是一种筛选癌变相关分子标志物的有效方法。