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随着人类基因组全序列测定的完成,生命科学已从大规模的基因组序列分析转向对基因功能的研究,蛋白质组学研究已成为21世纪生命科学的热点领域。蛋白质组学以蛋白质组为研究对象,从整体蛋白质水平上更加深入、更加贴近生命本质的层次上去探索生命活动的规律以及重要的生理和病理等现象。随着蛋白质组学研究方法的建立和发展,使其在恶性肿瘤中的应用日趋广泛,特别是在发掘肿瘤蛋白标志物方面。
由于胰腺位置隐蔽,胰腺癌的临床症状多不典型,同时又缺乏特异性与敏感性较高的诊断标志物,从而导致胰腺癌的早期诊断极为困难,使患者的五年生存率仅达到5%。因此,发现新的敏感性和特异性的分子标记物进行胰腺癌的早期诊断,成为当前胰腺癌研究的焦点。由于胰腺外分泌腺的主要功能是分泌胰液:胰液与血浆,十二指肠液或尿液相比,富含胰腺外分泌腺细胞(处理生理和病理条件下)所释放的大量蛋白,尤其含有胰腺癌细胞所释放的癌蛋白,并含有较少的来自于非肿瘤组织的蛋白背景噪音,因此胰液是筛选和发掘胰腺癌特异性肿瘤蛋白标志物的理想标本。从胰液蛋白水平揭示胰腺癌发生和发展过程中所出现的蛋白分子标志物是寻找敏感和特异性的胰腺癌早期诊断标志物和药物治疗靶标的重要途径,也成为当前国内外积极探索的一个热点。
本文从两方面分别探讨了人胰液蛋白质组学的研究策略以及早期诊断胰腺癌的潜在蛋白标志物的研究。
第一部分:基于2-DE的人胰液蛋白质组的研究策略及表达谱的建立
目的:建立人胰液蛋白的双向电泳表达图谱。
方法:采用丙酮沉淀法处理来自于非胰腺癌患者的胰液标本,选用双向凝胶电泳和基质辅助激光解析电离飞行时间串联质谱(MALDI-TOF-MSMS)技术对胰液蛋白进行分离和鉴定。
结果:建立了高分辨率的人胰液蛋白表达谱,共鉴定了91个非冗余的胰液蛋白,并对91个蛋白进行了功能注释(诸如:分子功能,生物学过程及亚细胞定位等)分析。
结论:胰液蛋白表达谱为胰腺癌潜在生物标志物的研究提供了基础,也增加了我们对胰腺疾病的病理生理机制的理解。
第二部分:基于2D-DIGE的胰腺癌胰液比较蛋白质组研究
目的:利用比较蛋白质组学方法鉴定和筛选早期诊断胰腺癌的蛋白标志物。
方法:采用双向荧光差异凝胶电泳(2D-DIGE)技术分离来自于9例胰腺导管腺癌和9例非胰腺癌患者的胰液标本,利用基质辅助激光解吸离子化飞行时间串联质谱(MALDI-TOF-MSMS)对差异蛋白点进行鉴定。采用免疫印迹和免疫组织化学方法进一步验证差异蛋白质MMP-9和DJ-1在胰液和胰腺癌组织中的表达水平。
结果:建立了胰腺癌与非胰腺癌胰液的2D-DIGE蛋白表达图谱,经质谱检测共鉴定出24个差异蛋白点,均出现2.0倍以上的表达差异,其中14个蛋白点在胰腺癌胰液中是上调的,10个蛋白点是下调的。免疫印迹检测显示MMP-9和DJ-1这两个蛋白在胰腺癌胰液中高表达。免疫组织化学检测显示MMP-9和DJ-1在胰腺癌组织的细胞胞浆内均高表达,阳性率分别为82.4%和72.5%。另外,DJ-1的差异表达与胰腺导管腺癌的分化程度有关。DJ-1的表达水平在三组不同分化程度的肿瘤组织之间有显著性差异(Chi-squaretest,P<0.05);另外,它在中、低分化的两组肿瘤组织之间的差异表达也具有统计学意义(Fisher’sexacttest,P<0.05)。
结论:MMP-9和DJ-1可作为通过内窥镜逆行胆胰管造影术(ERCP)筛查高危病人的候选蛋白标志物,或者与其它蛋白标志物联合检测,来改善胰腺癌的早期诊断。