证候与基因组学、蛋白质组学相关研究及其思考

证候是中医独有的概念,证候实质的研究,就是用现代科学理论揭示中医证候理论中蕴藏的科学内涵,阐明证候及其相关疾病的微观机制。基因组学与蛋白质组学的引入有望给证候学研究带来契机。从证候实质研究现状、证候与基因组学、蛋白质组学相关研究和复杂系统研究的方法论问题等方面,探讨了从基因组学和蛋白质组学研究中医证候实质可能的思路与方法。     

Identification of differentially expressed proteins in human stage I lung adenocarcinoma and tumor-adjacent tissues with two-dimension gel electrophoresis profiling

Objective： The aim of this study was to establish reproducible two-dimensional electrophoretic assay used for profiling and identification of differentially expressed proteins in human stage I lung adenocarcinoma and paired normal tumor-adjacent tissue. Methods： The proteins from 12 human stage I lung adenocarcinoma tissues and normal tumor-adjacent tissues were separated using isoelectric focusing electrophoresis （the first dimension） and the subsequent homogeneous SDS-polyacrylamide gel electrophoresis （SDS-PAGE） （the second dimension）. The differentially expressed proteins were determined with PDQuest image analysis software, and identified using matrix-assisted laser desorption/ionization time of flight mass spectrometry （MALDI-TOF-MS） and database searching. Results： The well-reproducible 2-DE gel patterns of human stage I lung adenocarcinoma and normal tumor-adjacent tissues were profiled and 26 differentially expressed proteins uncovered. Nine of these 26 protein spots were cut out from the preparation gels and determined with MALDI-TOF-MS. Searching against the protein database, four candidate proteins were identified. They were 60S acidic ribosomal protein P2, Cathepsin B1, Apolipoprotein A-I precursor, and La 4.1 protein. Conclusion： In this study, high reproducible 2-DE gel protein images of human stage I lung adenocarcinoma and paired normal tumor-adjacent tissues were achieved successfully, and 4 differentially expressed proteins were revealed. These data will be helpful for screen of early biomarker and study of molecular mechanisms of human lung adenocarcinoma.     

卵巢浆液性囊腺癌及囊腺瘤的差异蛋白质组学分析

目的探讨卵巢浆液性囊腺癌与卵巢浆液性囊腺瘤的差异表达蛋白质谱,从而寻找特异性诊断标志物。方法采用二维液质联用分析技术。结果卵巢浆液性囊腺癌与卵巢浆液性囊腺瘤两组间差异蛋白数共计128个。其中116个蛋白在卵巢浆液性囊腺癌中表达上调,12个蛋白表达下调。结论纤维结合蛋白1,基膜聚糖,核心蛋白多糖,骨诱导因子,微管蛋白A、B,肌动蛋白,肌动蛋白素,角蛋白8,结蛋白,膜联蛋白A1、A2,YWHAZ,踝蛋白1,转酮醇酶1,组织蛋白酶D,X线交错互补修复基因6,谷胱甘肽转移酶,核仁蛋白,抑制素,抗原提呈蛋白1,补体4A等22个差异蛋白在卵巢浆液性囊腺癌中的表达异常为首次报道。这些蛋白将有利于卵巢浆液性囊腺癌及卵巢浆液性囊腺瘤的鉴别诊断。与肿瘤物质和能量代谢异常相关的蛋白质可以用于卵巢癌诊断的代谢组学识别模式的建立。     

细胞培养稳定同位素标记技术与肿瘤标志分子研究

以质谱为基础的定量蛋白质组学分析技术的发展,大大加快了肿瘤标志分子的研究进程。细胞培养稳定同位素标记技术,已成为目前定量蛋白质组学的主要策略之一,它将不同来源或不同状态的细胞分别培养于含轻/重型稳定同位素标记必需氨基酸的培养基中,经过若干次细胞倍增后,稳定同位素按照序列特异的方式,完全掺入到新合成的蛋白质中。通过比较标记前后同一肽段的质谱峰值变化,可以实现对蛋白质的精确定量。它具有样本需求量少、简单、直接、高效及定量准确等特点,不仅可以定性和定量地分析差异表达蛋白质,而且可以分析蛋白质翻译后修饰和蛋白质相互作用,已逐渐成为研究差异蛋白质组的重要工具之一,在肿瘤分子标志研究中发挥重要作用。     

突触蛋白质组学分析中双向电泳技术的优化

背景：双向电泳是突触蛋白质组学分析中最流行最通用的蛋白质分离方法之一.但文献中突触蛋白双向电泳对线性固相pH梯度（immobilized pH gradients,IPG）胶条和十二烷基磺酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳（sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electroph-oresis,SDS-PAGE）浓度的选择很多,尚未见统一标准.目的：对突触蛋白双向电泳的IPG胶条和SDS-PAGE凝胶浓度进行优化,以获得高质量的突触蛋白双向电泳图谱.方法：以大鼠海马突触蛋白为试材,比较pH 5.0-8.0与pH 3.0-10.0线性IPG胶条,线性与非线性pH 3.0-10.0IPG胶条,以及单一浓度10％与12％ SDS-PAGE对双向电泳的影响.此外,还使用计算机检索了1989至2013年中国知网及PubMed数据库中关于突触蛋白双向电泳的文献,对文献中选择的IPG胶条、SDS-PAGE凝胶浓度进行了统计和评价,并总结了突触蛋白在不同pH值IPG胶条和不同浓度SDS-PAGE凝胶的双向电泳图谱上的分布特征.结果与结论：结果表明,使用pH 3.0-10.0的非线性胶条及单一浓度10％ SDS-PAGE凝胶进行突触蛋白双向电泳较为适宜,电泳图谱质量好,实验操作便利;同时还推荐合并使用pH 4.0-7.0和pH 6.0-11.0的IPG胶条,以及线性梯度浓度9％-16％ SDS-PAGE凝胶,也适用于突触蛋白双向电泳分析.     

Mass spectrometry-based membrane proteomics in cancer biomarker discovery

Membrane proteins are involved in central processes such as cell signaling, cell–cell interactions and communication, ion and metabolite transport and in general play a crucial role in cell homeostasis. Cancer and cancer metastasis have been correlated to protein expression levels and dysfunction, with membrane proteins playing an important role, and are thus used as drug targets and potential biomarkers for prognostic or diagnostic purposes. Despite the critical biological significance of membrane proteins, proteomic analysis has been a challenging task due to their hydrophobicity. In this review, recent advances in the proteomic analysis of membrane proteins are presented, focusing on membrane fraction enrichment techniques combined with labeled or label-free shotgun proteomics approaches for the identification of potential cancer biomarkers.     

蛋白质组学技术分析小鼠中脑能量代谢蛋白

目的：采用蛋白质组学技术鉴定小鼠中脑部位与能量代谢相关的蛋白,探讨这些蛋白与神经性疾病的关系。方法提取小鼠中脑蛋白质,采用双向电泳分离,切取蛋白点进行基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)鉴定。结果双向电泳技术结合 MALDI-TOF MS 成功鉴定出24个与能量代谢相关蛋白。结论建立了小鼠中脑部位蛋白质的鉴定方法,为探讨这类蛋白质在神经系统疾病中的作用奠定了基础。     

构建腰椎间盘突出症血瘀证的血清蛋白指纹图谱模型

背景：腰椎间盘突出症血瘀证与非血瘀证的相互关系尚不明确。〈br〉 目的：构建腰椎间盘突出症血瘀证的血清蛋白指纹图谱模型。〈br〉 方法：按照病例对照研究方法,遵循组间民族、性别及年龄等相匹配原则筛选180例研究对象,其中120例分为腰椎间盘突出症血瘀证组及腰椎间盘突出症非血瘀证组,每组60例;健康对照组60例。抽取受试者外周血的血清样本,应用表面增强激光解吸/电离飞行时间质谱及蛋白质芯片技术检测并绘制蛋白质质谱图,随后用Biomarker Wizard软件识别蛋白峰信息,建立腰椎间盘突出症血瘀证的血清诊断模型,并通过双盲验证法对模型进行验证及通过ExPASy数据库对相关差异蛋白进行蛋白检索。结果与结论：在腰椎间盘突出症血瘀证、腰椎间盘突出症非血瘀证及健康者各组之间找到11个蛋白质峰有统计学意义（P＜0.05）,其中2个蛋白质呈高表达、9个蛋白质呈低表达;用Biomarker Patterns Software构建腰椎间盘突出症血瘀证血清学诊断模型并验证,其敏感性为86.667%,特异性为94.167%,阳性预测值为88.136%。表明腰椎间盘突出症血瘀证患者的血清中存在多种异常表达的蛋白质;由11个差异蛋白组成的血清蛋白质指纹图谱模型可作为腰椎间盘突出症血瘀证的血清标志物诊断模型。     

应用磁珠联合MALDI-TOF MS技术建立前列腺癌血清差异蛋白诊断模型

  目的  应用蛋白组学技术对前列腺癌血清差异蛋白进行筛选, 并建立前列腺癌诊断模型。  方法  2010年3月至5月间于北京协和医院泌尿外科病房采集12例前列腺癌患者及11例非前列腺癌对照者血清样本, 应用弱阳离子磁珠联合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)技术对前列腺癌患者和对照者血清进行差异蛋白研究, 筛选出多个前列腺癌血清差异蛋白, 并应用ClinProTools 2.2软件通过遗传算法建立诊断模型。  结果  共筛选出前列腺癌与对照组之间差异蛋白峰126个, 具有较明显差异的蛋白峰24个(P=0.178)。通过遗传算法优化选择, 筛选出符合条件的15个差异蛋白峰建立诊断模型, 交叉验证准确性为81.82%, 识别能力为100%。  结论  应用磁珠联合MALDI-TOF MS技术及遗传算法成功建立前列腺癌血清差异蛋白的诊断模型, 该模型识别能力高, 有助于减少前列腺癌的漏诊率。     

不稳定型心绞痛患者血浆蛋白标记物的蛋白质组学筛选

目的 分析冠心病不稳定型心绞痛(UAP)与稳定型心绞痛(SAP)患者血浆中的差异蛋白质,筛选可能与UAP早期诊断密切相关的血浆蛋白标记物.方法 分别收集2014年6月-2015年4月南方医科大学第三附属医院UAP及SAP血浆标本各60例,另收集体检科收集的血浆标本作为正常对照组(n=60).随机取对照组(n=10)、UAP组(n=10)与SAP组(n=10)空腹血浆标本各100μl,分别等量混合成3组样本,去除血浆高丰度蛋白后,利用双向差异凝胶电泳(DIGE)技术进行蛋白分离,经差异软件分析后,采集UAP和SAP之间变化2倍以上的差异蛋白质点,利用基质辅助激光解吸电离-飞行时间/飞行时间质谱(MALDI-TOF/TOF MS)对差异蛋白点进行鉴定.每组随机选取40份血浆样本,选取UAP特异性差异蛋白进行ELISA验证.结果 UAP与SAP组患者血浆相比较,共筛选出10个表达量差异2倍以上的差异蛋白点,包括9个上调蛋白点,1个下调蛋白点.经质谱鉴定后,表达上调的蛋白包括纤维蛋白原γ链(FGG)、补体C4-B(C4B)、免疫球蛋白κ链C结构域(IGKC)和血红蛋白α亚基(HBA1);表达下调的蛋白是结合珠蛋白(HP).与对照组比较后,在这些差异蛋白中共找到2个UAP特异性相关蛋白,即IGKC和HP.选取IGKC进行ELISA验证,结果表明,与对照组和SAP组相比较,UAP组样本中IGKC特异性表达上调(P<0.05),与DIGE验证结果一致.结论 筛选到UAP特异性相关蛋白IGKC和HP,IGKC有可能成为UAP早期筛查及诊断的特异性生物标记物.