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肿瘤转移蛋白质组学

时间:2024-06-20 百科知识 版权反馈
【摘要】:肿瘤蛋白质组研究包括表达蛋白质组学研究和功能蛋白质组学研究。近年来,肿瘤转移蛋白质组学在该领域进行了许多有意义的工作,并在体内各脏器不同类型肿瘤和体外培养肿瘤细胞系中,都发现了一批有意义的与肿瘤转移相关联的蛋白质,取得了十分显著的研究进展。这些蛋白质可能与肿瘤的转移相关,但还需要进一步的功能验证。结果发现有12个差异性蛋白质点对应11个差异性蛋白质,其中大部分蛋白质已知在某种程度上与肿瘤转移相关。

肿瘤蛋白质组学研究近年来随着双向凝胶电泳、质谱和蛋白质芯片的广泛应用而迅速发展,蛋白质组技术被快速地应用于肿瘤研究的各个领域中,对新肿瘤标记物的发现、肿瘤发病机制的研究以及新药物靶点的筛选有极其重要的意义。肿瘤蛋白质组学已悄然地改变传统的临床实践,例如肿瘤的早期诊断、基于蛋白质组学平台的组织病理学的补充诊断、个体化地选择治疗方案并且结合肿瘤的蛋白表达网络、实时地监测和评估治疗效果和毒性反应等,成为跨越基因组和临床应用的桥梁。

肿瘤蛋白质组研究包括表达蛋白质组学研究和功能蛋白质组学研究。表达蛋白质组学主要研究特定肿瘤组织、体液或血清中的蛋白质表达差异,可以识别与肿瘤相关的分子标记物,促进肿瘤诊断和个体化治疗。该领域使用的技术包括双向凝胶电泳技术、多维蛋白质鉴定技术和质谱技术等。功能蛋白质组学主要分析蛋白质-蛋白质、蛋白质-DNA/RNA的相互作用关系以及蛋白质的翻译后修饰等,可以帮助识别信号转导通路中蛋白质复合物的组成、它们之间的相互作用关系和对细胞内外信号转导的影响,增加对肿瘤细胞生物过程的了解,并对开发抗肿瘤新药产生影响。

肿瘤转移是癌症患者的主要死亡原因,但是肿瘤转移的分子机制仍然不清楚,临床缺乏对肿瘤转移的预测指标和有效治疗靶点。近年来,肿瘤转移蛋白质组学在该领域进行了许多有意义的工作,并在体内各脏器不同类型肿瘤和体外培养肿瘤细胞系中,都发现了一批有意义的与肿瘤转移相关联的蛋白质,取得了十分显著的研究进展。

一、肝癌

肝癌是最容易发生全身广泛转移的肿瘤之一,其分子机制还不清楚。研究者使用蛋白质组学技术,对具有不同转移潜能的肝癌细胞进行比较研究,筛选在转移中发挥重要作用的关键性蛋白。所使用的肝癌转移细胞系为MHCC97H和非转移细胞系MHCC97L,经在线LC-ESI-MS/MS鉴定出26个候选蛋白,这些蛋白包括S100钙结合蛋白A4S100calcium-binding protein A4S100A4)和膜联蛋白A2annexin A2ANXA 2)等,但还需进一步在体外对这些蛋白质转移的生物学功能进行检测。S100A4仅在转移细胞系中高表达,因此应用反义核苷酸MHCC97H中的S100A4基因沉默后,检测转染细胞和非转染细胞的侵袭和转移能力,包括细胞移动、侵袭和MMPs的分泌。所有数据显示S100A4能够促进肝癌的侵袭和转移,并且通过分泌MMP9增强转移,因此S100A4等蛋白可能用于诊断和预后的评估。Shen等建立了具有高转移潜能肝癌裸鼠模型(LCI-D20),并研究了裸鼠肝癌蛋白质组的表达。所使用蛋白质组学技术包括2-DE2-D LC分离技术、ESI/MALDI-MS/MS鉴定技术及生物信息学分析等。鉴定出的蛋白质涉及代谢酶、蛋白质调节细胞移动、信号蛋白及热休克蛋白等。这些蛋白质可能与肿瘤的转移相关,但还需要进一步的功能验证。

此外,一些研究组还使用临床标本进行了研究。Luk等调查了146个肝癌样品的蛋白质表达谱,其中包括67对手术切除的肝癌组织和邻近正常组织以及12个正常肝组织。这些样品经过2-DE技术,共分离到1 800个蛋白质点,其中90个点在三组中有明显差异。经MS/MS分析鉴定后,将3个在癌组织中高表达蛋白作为候选标记蛋白,它们属于分子伴侣家族:热休克蛋白27heat-shock proteinHSP27)、热休克蛋白70heat-shock protein 70HSP70)和葡萄糖调节蛋白78glucose-regulated protein78GRP78)。三者的表达经过免疫印迹和免疫组化进一步验证。分析结果表明HSP27HSP70高表达是临床预后差因素;GRP78与静脉渗漏有关,而肝癌的静脉渗漏易致肿瘤的复发和转移。因此这三个热休克家族蛋白都与肝癌的进展有关。由于肝癌病灶的边缘细胞和中心细胞具有不同生物学特性,边缘细胞较中心细胞易侵袭和转移,对两者比较可获得与肝癌转移的相关蛋白。因此Melle等结合激光显微切割技术(LCM),对非肿瘤组织、肝癌中心细胞和肝癌边缘细胞进行2-DE分离后,以MALDI TOF/TOF鉴定出53个蛋白质,同时免疫组化验证了鉴定结果。其中亮铁蛋白亚单位(ferritin light subunitFLS)和腺苷酸激酶3α样蛋白1adenylate kinase 3alpha-like 1AK3)在边缘细胞中表达明显下降,胆绿素还原酶Bbiliverdin reductase BBVRB)表达明显上升。这3个蛋白可能与肝癌的进展和转移相关。

二、肠癌

为寻找与肠癌转移相关的潜在生物标记物,Zhao等以两株具有不同转移潜能的肠癌细胞株SW480(低转移)和SW620(高转移)进行表型和蛋白质组学的分析,以外科常位移植技术(surgical orthotopic implantationSOI)将肿瘤细胞种植于裸鼠中,观察生长和转移过程。两株细胞的蛋白质组分析以2-DEMALDI-TOF进行。结果发现有12个差异性蛋白质点对应11个差异性蛋白质,其中大部分蛋白质已知在某种程度上与肿瘤转移相关。免疫组化进一步证实了HSP27高表达与肠癌的转移相关,结论认为HSP27在肠癌的转移和进展中发挥重要作用。同样使用SW480SW620细胞系,Katayama等使用定量蛋白质组学技术2D-DIGELC/MS/MS研究肠癌转移的蛋白表达模式,共发现9个蛋白质在两个细胞系间有表达改变,并且使用免疫印迹方法验证,其中α-烯醇化酶(alpha-enolaseENO1)和磷酸丙糖异构酶(triosephosphate isomeraseTPI-RS)在SW620中明显上调,而ANXA2SW620中下调。体内转移实验结果显示高表达ENO1TPI-RS使肝转移增加,高表达TPI-RS使腹腔转移增加。因此ENO1TPI-RS可能与转移过程相关。

Liu等直接应用蛋白质组学技术研究大肠癌中Tiam1Tlymphoma invasion and metastasis 1)介导的转移机制。使用2-DEMALDI-TOF-MS技术分析转染了Tiam1基因与未转染Tiam1基因的肠癌HT29细胞,共鉴定了11个差异性蛋白质,并通过免疫印迹和实时定量PCR验证了鉴定结果。在转染了Tiam1的肠癌细胞中,FSCN1HSP27HMGB1high-mobility group box 1)、GSTO1glutathione S-transferase omega 1)表达上调,ANXA4表达下调。

淋巴转移是上皮来源恶性肿瘤的早期主要转移方式,为筛选与肠癌淋巴结转移相关蛋白,Pei等以有淋巴结转移和无淋巴结转移的肠癌患者的肿瘤组织和正常黏膜进行比较,所使用的蛋白质组学技术为2-DEMALDI-TOF-MS,用免疫印迹方法验证,发现了25个差异性表达蛋白,其中HSP-27GSTANXA2在淋巴转移的肿瘤组织中高表达,而L-FABP低表达,然后结合40个蜡块包埋的组织样品对以上4个蛋白进行免疫组化组织芯片检测,结果进一步显示这4个蛋白为肠癌淋巴结转移相关蛋白。

肝转移是肠癌预后不良的主要原因,为鉴定与结肠癌肝转移相关蛋白,Chang等使用蛋白质组学技术比较了正常结肠黏膜、原发结肠癌及对应肝转移癌,结果发现线粒体FoF1-ATP合酶(FoF1-ATP synthase)α亚单位在肝转移癌中较原发癌高表达。为进一步验证该结果,使用免疫组化检测了67个正常结肠、原发结肠癌、肝转移癌样品以及251个直肠癌样品。结果显示ATP合酶α-亚单位和d-亚单位在肝转移癌中明显较原发结肠癌、正常结肠黏膜高表达。ATP合酶α-亚单位和d-亚单位在251个直肠癌患者中分别有197个(78.5%)和190个(75.7%)高表达,并且明显与肝转移和低组织学分级相关,d-亚单位也与静脉侵袭和远处转移相关。使用侵袭体外试验检测肠癌细胞系SNU81,以siRNA方法干扰ATP合酶α-亚单位和d-亚单位表达,使肠癌细胞系的体外侵袭能力明显下降。以上大量的实验结果表明,ATP合酶的高表达与肠癌的肝转移相关,可以作为预测肠癌肝转移潜在的生物学标记物。

蛋白质组技术不但能够发现与转移进展相关的蛋白,而且在研究肿瘤转移相关蛋白相互作用方面显示出优势。Tetraspanin是一个与肿瘤转移相关的蛋白,它在与其他蛋白所组成的相互作用网络中发挥巨大作用。André等以蛋白质组学技术分析了肠癌的Tetraspanin网络。该研究中使用了来源于同一患者的肠癌转移和非转移细胞系,应用免疫亲和方式分离Tetraspanin复合体,以LC-ESI-MS/MSMALDI-FTICR鉴定。鉴定出来的差异表达膜蛋白,包括黏附分子(整合素、Lu/B-CAMGA733)、受体和信号分子(BAI2PKCG蛋白)、蛋白酶(ADAM10TADG15)以及膜融合蛋白(syntaxin)等,这些Tetraspanin网络中复合体成分可能与肿瘤的进展和转移有关。Le Naour等也研究了该分子网络,应用SDS-PAGELC-ESI-MS/MS鉴定出32个差异性蛋白质,包括黏附分子(整合素、Ig结构域蛋白、CD44)、上皮细胞黏附分子(EpCAM)、膜蛋白酶(ADAM10TADG-15CD26/dipeptidyl peptidaseⅣ)以及信号分子蛋白(异源三聚体G蛋白)。值得注意的是,Lu/B-CA只在原发细胞系中表达,而CD26/dipeptidyl peptidaseⅣ和Tetraspanin Co-029只在转移细胞系中表达。

三、胃癌

结合蛋白质组技术与基因组技术,不仅能够阐明胃癌的转移机制,而且可以鉴定候选标记物和治疗靶点。Chen等以定量蛋白质组学和基因芯片技术,建立了胃癌转移细胞系TMC-1和非侵袭细胞系SC-M1的蛋白质组和转录组表达图谱,分别在这两个细胞系中鉴定出909926个蛋白质,同位素标记的亲和标签定量分析了其中559个蛋白,240个蛋白在两株细胞之间有差异性表达,一些亚组的蛋白质与胃癌的转移相关,包括细胞-细胞外基质的黏附、细胞移动、增殖和肿瘤免疫。基因芯片检测到差异性表达基因约有1 000个,与蛋白质组结果的相关性很低,显示出基于蛋白质组学技术的蛋白质组表达图谱和基于基因芯片技术的转录组表达图谱的互补性。进一步的验证结果提示,波形蛋白(vimentinVIM)和半乳凝素(galectin 1LGALS 1)可以作为与转移相关的生物学标记蛋白。

Takikawa等为研究胃癌潜在播散标记蛋白,以2DDIGEMALDI-TOF技术比较了胃癌高转移细胞株(MKN-45-P)和它的母细胞株(MKN-45)的蛋白差异表达,共检测到27个差异性蛋白质点,MS鉴定出13个蛋白质,其中5个蛋白质在MKN-45-P中表达上调,8个蛋白质表达下调。这13个蛋白质涉及蛋白质的合成(RNA转移合成酶)、代谢(PKM2AK)、受体和信号转导(ANXA1ANXA2)、细胞骨架(KRT 5CK 8)以及细胞周期TSL 1)等。

四、乳腺癌

为了发现新的肿瘤标记物,Jung等使用2-DEMALDI-TOF-MS技术比较了乳腺癌组织和非乳腺癌组织,发现了一系列在肿瘤组织中表达上调的蛋白质。LGALS 1在乳腺癌组织中的表达明显增加,免疫印迹验证了该结果。同时以免疫组化检测了105个乳腺癌患者的肿瘤组织,结果显示LGALS 1的表达与间质细胞、肿瘤侵袭、T的分级、TNM分期以及腋窝淋巴结转移明显相关,但与病理分期及激素受体的状态无关。该资料强调了LGALS 1与肿瘤预后的相关性。

各种质谱技术结合多维液相分离技术能够分析蛋白成分,寻找修饰的蛋白,并将蛋白质的表达与细胞表型联系起来。Kreunin等应用色谱聚焦法和nonporous-RP-HPLC/ESI-TOF MS研究来源于人乳腺癌MDA-MB-435不同转移表型的单克隆细胞系。该技术主要应用蛋白质的等电点和疏水性来分离蛋白,分离的蛋白经胰酶消化后,以MALDI-TOF MSMALDI-QIT-TOF MSHPLC/MS/MS鉴定分析。独特的技术结合不但对蛋白质定量,也对蛋白质翻译后修饰的分析提供了有价值的信息。在鉴定的89个蛋白中,有43个蛋白被证实与乳腺癌的转移相关,其中就包括LGALS 1

研究人员等使用一个全自动blast程序(BlastPro),该程序能够比较、分析、研究蛋白-蛋白、核酸-核酸或核酸-蛋白数据集群。作者分析了在转移细胞系中表达上调的5独立研究,包括超过106的核酸序列和超过1 000的蛋白质,结果显示细胞骨架相关的α-肌动蛋白(α-actinin)的mRNA和蛋白质水平在转移乳腺癌、前列腺癌和皮肤癌均增高。同时空间位置分析移动细胞伪足α-肌动蛋白的表达量高于体部8倍,指出α-肌动蛋白可以作为与肿瘤进展转移相关的生物学标记。

为发现与转移复发相关的标记物,预测接受标准辅助化疗的高风险乳腺癌术后的复发和转移,Goncalves等使用SELDI-TOF-MS技术,研究了81个高风险的乳腺癌术后患者的血清,鉴定了几个差异性表达峰,同时结合统计学计算,建立多蛋白标准(multiprotein index),83%的患者可以被正确预测。以该标准定义“良好预后”和“较差预后”的患者5年无转移生存明显不同,分别为83%20%,在多变量COX回归分析中,多蛋白标准仍然是较常规病理因素更强的影响复发转移的独立预后因素。这些多蛋白标准主要包括:触珠蛋白(haptoglobinHP)、C3a补体片段(C3acomplement fraction)、转铁蛋白(transferrinTRF)、载脂蛋白C1apolipoprotein C1APO C1)和载脂蛋白A1apolipoprotein A1APO A1)。因此这些术后血清蛋白质表达模式,在高风险的乳腺癌患者预后评估上有重要的价值。

人上皮生长因子2HER-2/neuc-erbB-2)是一个相对分子质量为185 000的膜蛋白,和磷酸化的配体结合后,调节细胞生长和分化,它的高表达与肿瘤的进展、转移相关。为了更好了解HER-2/neu阳性乳腺癌的分子机制,Zhang等以蛋白质组学技术分析了雌激素受体阴性、淋巴结阳性及表达和不表达HER-2/neu的乳腺癌样品之间的差异。使用LCM2-DEMALDI-TOF-MS方法等。发现细胞角蛋白19cytokeratin 19CK19)在HER-2/neu阳性乳腺癌组织中明显高表达。PR-PCR、免疫印迹验证了该结果,97个样本的免疫组化组织阵列进一步观察证明CK19参与HER-2/neu阳性乳腺癌的增殖、侵袭及转移的分子机制。Zhang等为了鉴定与HER-2/neu阳性的侵袭表型相关的蛋白质,也使用上述方法比较了HER-2/neu阳性和阴性的肿瘤细胞。结果发现了9个蛋白质在HER-2/neu肿瘤细胞中表达上调,涉及糖酵解TPIPGK1ENO1)、脂肪合成(FASN)、介导压力的伴侣素(HSP27)以及抗氧化和解毒通路(触珠蛋白、AKRGLOP4HB)。其中PGK1FASNHSP27GLO4个乳腺癌细胞系和12个乳腺癌肿瘤组织中表达,通过免疫印迹及使用Herceptin处理HER-2/neu高表达的SKBr3的细胞系,部分关闭HER-2/neu信号来进行验证,同时使用97个肿瘤患者的免疫组化组织阵列进一步证实。结果发现HER-2/neu信号可能直接或间接导致乳腺癌微环境中各种代谢、压力反应、抗氧化和解毒过程的增强,促使细胞增殖和组织侵袭。该研究组还对磷酸化的HSP27与乳腺癌HER-2/neu的状态,以及与其他方面的相关性进行了研究。在对HER-2/neu阳性和阴性的比较中,发现了HSP27的一个位点在HER-2/neu阳性的肿瘤中被高度磷酸化。通过使用特定位点的抗体,用肿瘤样品组织裂解液微阵列和组织阵列方法,评估了HSP27Ser15Ser78Ser82磷酸化程度。同时使用HRG-α或p38 MAPK抑制剂SB203580处理BT474乳腺癌细胞系,组织裂解液微阵列结果发现只有Ser78HER-2/neu阳性肿瘤中超过HER-2/neu阴性肿瘤的2倍。使用HRG-α和SB203580处理BT474细胞系也发现,Ser78主要通过HER-2/neu-p38MAPK通路被调节。97个乳腺癌样品的免疫组化组织阵列显示,Ser78明显与HER-2/neu阳性和淋巴结转移阳性相关。该研究认为,HSP27Ser78残基的磷酸化,与乳腺癌的HER-2/neu阳性和淋巴结转移明显相关。

五、前列腺癌

MalikGretzer等在具有不同转移潜能的前列腺癌细胞G0%)、AT-120%)和MLL100%)中,先以SELDI-TOF-MS技术筛选出一个17.5km/z峰值,然后结合预分级分离、液相层析、一维电泳及串联质谱技术,鉴定该蛋白为组蛋白H2BHistone H2B),再以免疫印迹方法证实了该蛋白在高转移潜能细胞株MLL中明显高表达。Everley等使用双标记的SILAC技术和线性离子阱傅里叶离子回旋加速器共振质谱和新的定量蛋白质组学软件,对具有不同转移潜能的PC3MPC3M-LN4细胞系进行研究,定量分析了近1 400种蛋白,分离出大量与前列腺癌转移相关的蛋白质。

血清蛋白质组的技术挑战是来自那些可能成为新标记物和药物靶点的低丰度蛋白的分析。为了促进低丰度蛋白的鉴定,Qin等分离了来源于前列腺癌和良性前列腺增生患者的血清,所使用的技术为阴离子置换液相色谱聚焦层析,它能够通过pH梯度和带正电荷柱子分离蛋白。被分离的差异性表达蛋白通过IEF凝胶和2DDIGE进行检测和鉴定,发现了几个来源于前列腺癌患者血清的差异性表达蛋白。其中鳞状细胞癌抗原1SCCA1)、钙粒蛋白Bcalgranulin B)和触珠蛋白相关蛋白(haptoglobin-related protein)在血清中低于经典蛋白的以g/L数量级表达水平,如鳞状细胞癌抗原1在正常血清则以μg/L数量级水平表达,而钙粒蛋白B是一个细胞内蛋白。该结果也显示,通过将蛋白分离进入不同pH梯度的阴离子置换液相色谱聚焦层析,可以减少血清蛋白质组的复杂性,从而促进低丰度蛋白的鉴定。Shafer等应用蛋白微阵列,在前列腺癌患者的血清中筛选出了似乎与肿瘤恶性程度相关的标记蛋白——血小板反应素(thrombospondin-1TSP-1)。

NDRG1在雄激素诱导的细胞分化和抑制前列腺癌的转移中发挥重要作用。为了研究与NDRG1功能相关的蛋白,Tu等使用免疫沉淀MS分析,鉴定出58个蛋白与NDRG1相互作用。这些蛋白包括核蛋白、黏附分子、内质网(ER)伴侣、蛋白酶体亚单位及信号分子,这些蛋白与来源于人类蛋白质组参考数据库的蛋白-蛋白相互作用资料进行整合后,建立起了NDRG1相互作用组图,该相互作用组图解释了既往报道的NDRG1广泛作用。同时检测出NDRG1的丝氨酸330苏氨酸366的磷酸化,并且认为该磷酸化主要由蛋白激酶APKA)介导。进一步研究显示,NDRG1可直接结合β-连环蛋白(β-catenin)和E-钙黏蛋白(E-cadherin),但是磷酸化的NDRG1不能结合β-连环蛋白和E-钙黏蛋白。通过iRNA抑制NDRG1表达,能够降低ER诱导的分子伴侣GRP94的表达,直接证明NDRG1ER的压力反应中发挥作用。值得注意的是,NDRG1相互作用组的诸多成员都由雄激素调节,而且通常通过β-连环蛋白和HSP90连接于雄激素反应网络。

六、肺癌

Zhang等为了筛选非小细胞肺癌转移至脑的潜在肿瘤标记物,以2-DEMALDI源的串联质谱比较分析了2个肺鳞癌细胞系NCI-H226H226Br(脑转移细胞系),筛选出20个差异性表达蛋白。其中6个蛋白在脑转移细胞株中高表达,14个蛋白为低表达。S100A7在脑转移细胞株中高表达,而14-3-3δ低表达。同时检测S100A7在肺癌患者肿瘤组织中表达,结果显示S100A7与肺鳞癌转移至脑相关,可能作为监测肺鳞癌进展的一个潜在生物学标记物。

Hirano等通过对原发癌和转移癌组织的比较,发现了一种与原发性肺腺癌相关的蛋白TA02,免疫组化检测其在原发性肺腺癌中的阳性率为90.7%,虽然在肺大细胞癌中有28.6%呈弱阳性,但包括转移性肺腺癌和胸膜间皮瘤在内的其他癌性病变均为阴性。其阳性率和染色强度均优于已知的诊断标记物SpA蛋白,适合作为原发性和转移性肺腺癌的鉴别诊断标记物。

Jiang等以蛋白质组学技术比较肺癌高转移和低转移细胞系PLA801DPLA801C,鉴定了11个差异性蛋白质,并通过免疫印迹和半定量PCR的方法进一步验证。CK18、组织转谷氨酰胺酶(tissue transglutaminase)、Rho-GDP解离抑制因子1Rho GDP-dissociation inhibitor 1)、原肌球蛋白(tropromyosin)、IL-18ANXA1在高转移瘤株中明显上调,而二硫化物异构酶(disulfide isomerase)、HSP60过氧化物酶peroxiredoxin 1)、氯细胞内通道1chlorineintracellular channel protein 1CLI1)和肌酸激酶B链(creatine kinase B chain)在高转移瘤株中明显下调。应用正义和反义IL-18分别转染PLA801CPLA801D,结果显示转染了IL-18PLA801C转染子减少了E-钙黏蛋白的表达,而转染了反义IL-18PLA801D转染子的E-钙黏蛋白表达明显增加,并且减少了细胞的侵袭作用。该结果提示IL-18在转移中的作用,是通过减少E-钙黏蛋白的表达而实现的。

七、食管癌

Nishimori等使用琼脂糖2DDIGEMS12个原发食管癌手术切除的癌组织及邻近正常组织进行比较,发现74个差异性蛋白质点,共鉴定出33个差异性蛋白,其中相对分子质量为195 000的蛋白Periplakin在食管癌组织中明显表达下调。免疫组化发现该蛋白位于正常上皮边缘,该蛋白在早期癌中从边缘处转移至细胞质中,在进展期癌则几乎不表达。以上结果显示Periplakin是一个对早期检测肿瘤进展有用的标记物。Qi等也应用上述技术筛选出ENO1、延长因子Tuelongation factor TuEFTu)和异柠檬酸盐脱氢酶(isocitrate dehydrogenaseIDH)等是与食管癌发生、发展相关的蛋白。

八、肾癌

Seliger等为筛选与促进肾癌增殖与转移相关标记物,使用蛋白质组学技术比较了肾癌组织与正常肾组织,筛选出的候选蛋白用PT-PCR、蛋白印迹、免疫组化及基因转染的方式进行验证。结果显示,泛素C末端水解酶L1ubiquitin carboxy-terminal hydrolase L1UCHL1)在转移组织中表达明显增加;在转染阳性的细胞中,表现出更高的增殖和转移比率。因此,UCHL1明显与肾癌的转移相关。此外,Junker等应用蛋白质芯片发现了α-淀粉样蛋白(amyloid alpha)是与肾癌进展和预后相关的蛋白质。

九、卵巢癌

卵巢恶性上皮癌渗液对肿瘤播散和患者转归极其重要,鉴定渗液中的生物学事件能提高靶向治疗的疗效。Davidson等将患者分为2组,一组为目前存在病灶的,另一组为首次复发的。所使用的方法为蛋白质芯片,然后使用免疫组化验证、单变量分析和Cox模型分析。结果显示恶性渗液(>80%恶性细胞)较良性渗液高表达胸腺瘤病毒原癌基因thymoma viral proto-oncogeneAKT)、细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase)、cAMP反应成分结合蛋白(cAMP-responsive element binding protein)以及JNK。而且这些蛋白质在聚类分析中与生存、增殖和转移相关。Cox模型分析显示高p38EGFR/EGFR的比率及磷酸化JNK分别与第一组较好、第二组较差的生存状态相关,认为临床渗液的生化特征可以对患者的临床结果进行预测,还可以在了解其机制后进行临床干预。

十、黑色素瘤

乳腺癌转移抑制因子1BRMS1)能够抑制乳腺癌、黑色素瘤以及卵巢癌的转移,但是BRMS1抑制转移的机制还不为人所知。为了揭示该机制,Rivera等使用2DDIGE结合MS技术,对野生型高表达BRMS1Mel-BRMS1BRMS1被沉默的sh635黑色素瘤细胞株进行研究,结果发现了79个差异性蛋白质点,鉴定出43个蛋白质。其中超过75%的蛋白质在Mel-BRMS1细胞株中表达下调,下调的蛋白质涉及细胞生长/维护、信号转导以及其他细胞过程,其中6个蛋白有HSP27、α1蛋白酶抑制子(alpha1protease inhibitor)、cofilin1、组织蛋白酶Dcathepsin D)、骨形态形成蛋白受体2bone morphogenetic protein receptor 2)和ANXA2,经过免疫印迹和功能检测,证实了蛋白质组学鉴定结果。该研究支持了BRMS1负性调节肿瘤转移的证据,也为了解转移抑制基因的作用机制打下了基础。

十一、头颈部癌

Wu等应用SELDI蛋白质芯片技术研究两种分别来自原发肿瘤和转移淋巴结的头颈部鳞状细胞癌UMSCC10AUMSCC10B细胞株,发现ANXA1ANXA2ENO1在高转移细胞株UMSCC10B中表达上调,这几种蛋白可能是导致头颈部肿瘤侵袭、转移的重要分子。

十二、唾液腺囊腺癌

An等以2-DE比较了高转移(Acc-M)和低转移(Acc-2)的人唾液腺囊腺癌细胞株,发现有12个差异性蛋白质点,MS鉴定出转羟乙醛酶(transketolaseTKT)、DIM1蛋白、V-RAS、肿瘤坏死因子亚家族成员4tumor necrosis factorligandsuperfamily member 4]和Pirin蛋白等与肿瘤的转移明显相关,这对于预测唾液腺囊腺癌的转移及转移机制的揭示有重要的意义。

十三、葡萄膜恶性黑色素瘤

为更好地了解葡萄膜恶性黑色素瘤(uveal malignant melanomaUM)在早期阶段是否存在潜在转移的可能性,Pardo以蛋白质组学方法,发现组织蛋白酶、synteningp100可作为预测UM转移的潜在标记物。

6-2从促进转移和抑制转移两个方面,列出了利用蛋白质组学技术筛选出的不同脏器部分肿瘤转移相关蛋白的情况。

6-2 蛋白质组学技术筛选的部分肿瘤转移相关蛋白

此外,此实验室从20世纪80年代开始研究肿瘤的淋巴转移,自建了具有不同淋巴转移潜能的小鼠肝癌腹水型细胞系Hca-F(淋巴结转移率>80%)和Hca-P(淋巴结转移率<20%)。对两细胞系从表型、超微结构、生物学行为及不同基因的表达进行了系统的研究,包括建立两株肝癌细胞的抑制性消减杂交正向和反向文库;以基因芯片技术筛选出在Hca-F中表达上调的901个已知基因和129EST,以及在Hca-P中表达上调的593个已知基因和208EST。随着蛋白质组学技术的发展,无论从mRNA水平或对单个蛋白质的研究都不能满足对淋巴转移机制研究的需要,因此又采用定量蛋白质组学技术荧光差异双向凝胶电泳(2D DIGE)与质谱(LC-ESI-MS/MS)结合,比较了Hca-FHca-P细胞的蛋白质组表达谱,筛选出163个有统计学差异的蛋白质点,并对其进行蛋白质鉴定,共得到168种蛋白质,其中在Hca-F中表达上调的蛋白质为80种(86个蛋白质点),在Hca-P中表达上调的蛋白质为88种(77个蛋白质点)。这些差异性表达的基因和蛋白质可能与肿瘤淋巴转移有关,分别起到促进或抑制转移的作用。对差异性表达的基因和蛋白质进行生物信息学分析发现,具有核苷酸结合功能及参与到核苷酸代谢和蛋白代谢与修饰的基因和蛋白质占有明显比例,是最为重要的肿瘤淋巴转移相关基因/蛋白,其中Anax7Clic1Ech1等是值得深入研究的主要靶基因/蛋白。

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