肝脏蛋白组学及其损伤变化,库夫细胞相应的功能变化
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安徽卫生职业技术学院学报2009年第8卷第6期肝纤维化病程中Kupffer细胞与HSC的相互汪睿史清明・39・关系(综述)【中图分类号】R575.5【文献标识码】A【文章编号】1671—8054(2009)06--0039-02【摘要】肝纤维化(Hn是诸多慢性肝病共同的病理过程,也是各种慢性肝病向肝硬化转归的中转站。
肝星状细胞(rIsc)是细胞外基质伍CM)的主要来源,在肝纤维化形成中起关键性作用。
枯否细胞(KC)是肝脏内重要的非实质细胞,KC通过分泌一系列细胞因子参与HSC的活化。
参与肝纤维化的发生与发展。
在肝纤维化的恢复阶段。
KC可抑制HSC活性.促进其凋亡从而发挥抗纤雏化作用。
因此,深入研究Kupffer细胞与HSC的Cross—talk在肝纤维化的发生与发展中的作用和机制.对于临床工作中防治肝脏损伤。
提高患者生存率具有实际意义。
【关键词】肝纤维化肝星状细胞枯否细胞细胞因子肝纤维化是一个涉及多种细胞和多种细胞因子的动态变化过程。
肝星状细胞(hepaticstellatecell。
HSC)与枯否细胞(Kupffercell,KC)表达多处因子.使得多种细胞外基质(extracellularmatrix,ECMl成分的大量合成聚集,导致肝脏纤维化的发生。
目前有研究认为:肝纤维化的恢复阶段,KC可抑制HSC活性,促进其凋亡从而发挥抗纤维化作用。
本文就现阶段国内外对肝纤维化过程中KC与HSC的Cross—talk(相互关系)的研究进展做一综述。
l肝纤维化病程中肝KC与HSC的关系KC通过分泌一系列细胞因子参与HSC的活化。
而活化的HSC可分泌一系列炎症性化学因子,表达细胞粘附分子,调节巨噬细胞、淋巴细胞的活性,从而使炎症细胞和纤维化细胞之间相互影响,最终导致肝纤维化的发生。
2KC的促HSC活化作用HSC激活分两个阶段:活化启动阶段和持续激活阶段。
HSC活化相关的细胞因子如下:2.1TGF—BTGF—B通过多种细胞内信号传导通路诱导HSC胶原生成,其中包括Smad蛋白,MAPK的ERK信号及ROS信号传导通路等【11。
Kupffer 细胞在肝脏NK 细胞亚群稳态维持和分化成熟中的作用探究①张新宇 陈雅雯 陈永艳 田志刚 彭慧 (中国科学技术大学免疫学研究所,合肥 230027)中图分类号 Q28 文献标志码 A 文章编号 1000-484X (2023)05-0897-07[摘要] 目的:探究Kupffer 细胞对肝脏NK 细胞的调控作用。
方法:利用荧光成像技术分析小鼠Kupffer 细胞和肝脏NK 细胞的位置关系;通过注射氯磷酸盐脂质体构建体内清除Kupffer 细胞模型,流式分选去除肝脏非实质细胞中的Kupffer 细胞进行体外共孵育实验;通过抗生素水饲喂清除小鼠肠道共生菌;利用流式细胞术分析肝脏NK 细胞亚群的比例、数量和成熟状态。
结果:稳态下Kupffer 细胞和肝脏NK 细胞存在共定位,清除Kupffer 细胞后肝脏驻留NK 细胞和经典NK 细胞数量减少;体内清除和体外共培养实验证实Kupffer 细胞可促进肝脏驻留NK 细胞和经典NK 细胞的成熟,而抗生素处理过的小鼠在清除Kupffer 细胞后,肝脏NK 细胞亚群的数量和成熟状态无显著变化。
结论:Kupffer 细胞有利于肝脏NK 细胞的数量维持,且以共生菌依赖的方式促进肝脏NK 细胞的成熟分化。
[关键词] 肝脏NK 细胞;Kupffer 细胞;共生菌Roles of Kupffer cells in homeostatic maintenance and differentiation and maturation of liver NK cell subsetsZHANG Xinyu , CHEN Yawen , CHEN Yongyan , TIAN Zhigang , PENG Hui. Institute of Immunology , University of Science and Technology of China , Hefei 230027, China[Abstract ] Objective :To explore the regulation of liver NK cells by Kupffer cells. Methods :Fluorescence imaging technology was used to analyze the positional relationship between mice Kupffer cells and liver NK cells. Kupffer cell depletion in vivo was estab⁃lished by injecting clodronate liposomes. The liver non -parenchymal cells without Kupffer cells used in co -culture experiments in vitro were obtained by using fluorescence -activated cell sorting. Mice were fed with antibiotics in the drinking water to deplete microbiota. Theproportion , number and maturation of liver NK cell subsets were analyzed by flow cytometry. Results :There is colocalization between Kupffer cells and liver NK cells at steady state ; depletion of Kupffer cells leads to decreased number of liver -resident NK and conven⁃tional NK cells ; Kupffer cells promote the maturation of liver -resident NK and conventional NK cells , which was confirmed by deple⁃tion experiments in vivo and co -culture experiments in vitro ; however , depletion of Kupffer cells in antibiotic -treated mice led to no significant changes in the number and maturation of liver NK cell subsets. Conclusion :Kupffer cells contribute to the maintenance of liver NK cells and promote the maturation of liver NK cells in a microbiota -dependent manner.[Key words ] Liver NK cells ;Kupffer cells ;Microbiotadoi :10.3969/j.issn.1000-484X.2023.05.001①本文为NSFC 重大研究计划项目(92042305);国家重点研发计划项目(2022YFC2304502,2020YFA0804100)。
肝叶切除后kupffer细胞分泌的TNF-α及EGF在肝再生中作用的探讨陈平;韩本立;李昆;段恒春【期刊名称】《第三军医大学学报》【年(卷),期】1996(18)2【摘要】本实验试图研究在60%~70%肝叶切除术后,再生肝kupffer细胞(KC)分泌肿瘤坏死因子(TNF-α)和表皮生长因子(EGF)的含量变化,探讨这些细胞因子在肝再生中的作用,进一步明确KC在肝再生中的地位。
结果显示:肝叶切除术后一周残肝重量恢复到术前水平。
肝叶切除术(PH)组KC的上清液中TNF-α的含量在术后6h急剧上升,但在术后24h又明显下降,低于假手术(SO)组的水平。
一直到术后一周时TNF-α才恢复到SO组的水平。
EGF含量在术后24h内变化不大,但在24~48h之间,出现明显的高峰,48h以后,kC分泌EGF的含量逐渐下降,但仍然明显高于SO组。
结果表明:KC在术后一周内能大量分泌EGF,促进肝脏再生,而TNF-α可能仅在肝再生启动过程中发挥作用。
【总页数】3页(P119-121)【关键词】肝叶切除术;肝再生;表皮生长因子;Kupffer细胞【作者】陈平;韩本立;李昆;段恒春【作者单位】重庆第三军医大学附属西南医院肝胆外科中心【正文语种】中文【中图分类】R657.305【相关文献】1.白细胞介素-22对刀豆蛋白A介导肝损伤小鼠部分肝切除后肝再生的作用 [J], 刘子荣;张雅敏;杨超;杨龙;崔子林;沈中阳2.枯否氏细胞在大鼠肝切除后肝再生中的作用研究 [J], 聂勇;于昌松3.骨髓间充质干细胞促进大鼠80%肝切除后残肝再生及修复作用的研究 [J], 龚慧宾;沈中阳;宋红丽;郑卫萍;董冲;宋晓静;张静4.大鼠肝部分切除后PGE2对肝再生的作用及TGF—αmRN在肝细胞再生过程中的表达 [J], JinFu-You;TimothyR.Morgan;等5.丙泊酚联合脐带间充质干细胞上清液冻干粉对肝叶切除再生中炎症因子IL-10及IL-17的作用 [J], 李娜;孟慧鹏;董化江;王平;徐健因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
库普弗细胞在酒精性肝病发病机制中的作用研究进展代雪飞;吕雄文;李俊【摘要】酒精性肝病(alcoholic liver disease,ALD)是由于酒精的过量摄入导致的肝脏损害及其一系列病变,给人类健康带来极大的威胁,是我国目前面临的一大医学问题.库普弗细胞(kupffer cell,KC)是一种肝巨噬细胞,在ALD过程中能够在内毒素(LPS)、氧自由基等刺激下产生一些列细胞因子和炎症介质,介导肝细胞炎症反应,导致肝脏损伤.本文综述了国内外对于KC在ALD发病机制中的作用研究进展.【期刊名称】《安徽医药》【年(卷),期】2010(014)001【总页数】4页(P1-4)【关键词】酒精性肝病;库普弗细胞;内毒素;氧自由基;细胞因子【作者】代雪飞;吕雄文;李俊【作者单位】安徽医科大学药学院,安徽,合肥,230032;安徽医科大学药学院,安徽,合肥,230032;安徽医科大学药学院,安徽,合肥,230032【正文语种】中文酒文化在我国已有几千年的历史,摄入适量的酒精能够起到保健养生的功效,但酗酒则会造成肝细胞损伤,严重危害身体健康。
酒精性肝病(alcoholic liver disease,ALD)就是一种由于长期过度饮酒引起的肝脏疾病,世界上 1500万~2000万的酗酒人群中约有 10%~20%发生了不同程度的 ALD。
近年来 ALD在我国的发病及死亡趋势仅次于病毒性肝炎,成为第二大肝病[1]。
目前 ALD的发病机制尚未完全阐明,Savas等提出以氧应激和脂质过氧化为中心的“二次打击”(two hits)假说[2],认为首次打击形成脂肪肝,再次打击导致肝细胞炎症、坏死、纤维化。
库普弗细胞(kup ffer cell,KC)能够产生氧自由基并通过释放多种细胞因子和炎症介质引起肝细胞炎症反应,在 ALD形成中扮演重要角色,因此研究 KC在ALD发病机制中的作用从而调控 KC活性对于治疗 ALD有重要意义。
Kupffer细胞在乙型和丙型病毒性肝炎发病机制中的作用吴明兵;袁方超;龚建平
【期刊名称】《中国现代普通外科进展》
【年(卷),期】2016(019)005
【摘要】Kupffer细胞是肝脏特有的巨噬细胞,定植于肝脏,在肝血窦中大量存在.Kupffer细胞是肝脏固有免疫系统的重要组成成分,在肝组织内发挥吞噬清除作用,并可作为包括Toll样受体在内的模式识别受体的转换器.Kupffer细胞与肝血窦内皮细胞一起构成了通过门静脉系统进入肝脏的第一道屏障,能表达TLR、FasL、PD-L1或者分泌产生大量的炎症因子等.Kupffer细胞还可通过递呈抗原、分泌细胞因子等参与多种炎症反应、免疫耐受以及对肝细胞的损害.对Kupffer细胞在HBV及HCV免疫激活、感染慢性化、免疫耐受等方面的作用作一综述.
【总页数】5页(P390-394)
【作者】吴明兵;袁方超;龚建平
【作者单位】重庆北部新区第二人民医院外科重庆 401123;重庆医科大学附属第二医院肝胆外科重庆 400010;重庆医科大学附属第二医院肝胆外科重庆400010
【正文语种】中文
【中图分类】R575.1
【相关文献】
1.Kupffer细胞在非酒精性脂肪性肝病发病机制中的作用 [J], 张利利;向晓星
2.Kupffer细胞在原发性肝癌发病机制中的作用 [J], 张剑;朱珠;龚建平
3.Kupffer细胞在MAFLD发病机制中的作用 [J], 向阳林;代鑫;龚建平
4.Kupffer细胞在乙型/丙型病毒性肝炎中的作用 [J], 罗玉政;李铁军
5.Kupffer细胞在内毒素诱导肝损伤发病机制中的作用 [J], 胡玉川;徐峰;徐发良;龚建平
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库普弗细胞在大鼠酒精性肝病发病机理中的作用周俊英;姚树坤;赵彩彦;甄真【期刊名称】《国际消化病杂志》【年(卷),期】2007(27)3【摘要】目的:研究库普弗细胞(KC)在酒精性肝病发病机理中的作用.方法:50只雄性wistar大鼠随机分为模型组(40只)和正常对照组(10只),模型组给予乙醇灌胃以建立大鼠酒精性肝病模型,分别于4周、8周、12周和16周处死大鼠,留取血清及肝组织,检测血清IL-1β、IL-6和TNF-α,检测肝匀浆ORF、ASOA、SOD及MDA 含量,应用HE染色和苏丹Ⅳ染色观察肝组织病理形态,应用DPAS染色和流式细胞仪观察肝组织KC形态及数量变化.结果:随着造模时间的延长,肝细胞脂肪变性加重,乙醇灌胃16周大鼠肝脏呈现弥漫性小泡性肝细胞脂肪变、灶性坏死,流式细胞仪和DPAS染色显示肝组织KC数量明显增多,血清IL-1β、IL-6和TNF-α水平升高,KC 荧光标记率与肝匀浆ORF、MDA呈正相关(相关系数分别为0.76和0.74,均P<0.01),与ASOA、SOD呈负相关(相关系数分别为-0.72和-O.66,均P<0.01).结论:KC和致炎类细胞因子增多在酒精性肝病发病过程中发挥着重要作用.【总页数】3页(P231-232,224)【作者】周俊英;姚树坤;赵彩彦;甄真【作者单位】050051,河北医科大学第三医院感染科;北京中日友好医院;050051,河北医科大学第三医院感染科;050051,河北医科大学第三医院感染科【正文语种】中文【中图分类】R5【相关文献】1.库普弗细胞在酒精性肝病发病机制中的作用研究进展 [J], 代雪飞;吕雄文;李俊2.库普弗细胞与酒精性肝病 [J], 王淼;季光3.库普弗细胞在酒精性肝病发病机理中的作用 [J], 周俊英;姚树坤4.库普弗细胞在酒精性肝病中的作用 [J], 李芬;管小琴5.大麻素CB2受体通过调节大鼠库普弗细胞极化防治酒精性肝病 [J], 王菲;王炳元因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
Kupffer细胞在肝脏疾病发病中的作用龚建平;刘作金;廖汪洋;何益平;严律南;戴国华;吴传新;徐峰;徐发良;张耘;魏思东;丁世凯;任轲;丁雄;胡玉川【期刊名称】《世界华人消化杂志》【年(卷),期】2008(16)24【摘要】Kupffer细胞是全身单核-吞噬细胞系统的重要组成部分,也是肝脏防御系统主要成员,在全身和肝脏疾病发生发展中起到重要作用.由龚建平教授领导的科研团队十多年来长期致力于Kupffer细胞与肝脏疾病关系的研究,在该课题上连续多次获得国家自然科学基金资助.到目前为止,对Kupffer细胞在感染与信号转导、移植与免疫耐受、脂质代谢以及肝癌发生发展等方面取得一定成绩,在国内外重要期刊上发表相关论文数十篇.在此基础上,我们组织纂写了本次Kupffer细胞专题焦点论坛,以期与国内外同行共同探讨研究Kupffer细胞的重要作用.【总页数】7页(P2734-2740)【关键词】Kupffer细胞;慢性HBV感染;肝损伤【作者】龚建平;刘作金;廖汪洋;何益平;严律南;戴国华;吴传新;徐峰;徐发良;张耘;魏思东;丁世凯;任轲;丁雄;胡玉川【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】R657.3;R512.62【相关文献】1.Th17细胞和Treg细胞在肝脏疾病中的作用研究进展 [J], 周小博; 张荣臻; 陈湘榆; 吕超; 莫镜鄰; 毛德文2.细胞焦亡在肝脏疾病中的作用 [J], 肖伟松;乐滢玉;曾胜澜;覃小宾;吴聪;牙程玉;毛德文3.白细胞介素-10在肝脏疾病中的作用 [J], 李思麒;钱洪发;牛淼淼4.中性粒细胞胞外诱捕网形成机制及其在肝脏疾病中的作用 [J], 刘潇;张珊;陈文慧;张雯婷;段旭冰;张玉蓉;徐连洁5.Kupffer细胞在细菌感染性疾病中的作用 [J], 朱端权;李培志因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
脂质刺激的Kupffer细胞对肝星状细胞增殖的影响
陆伦根;曾民德;李继强
【期刊名称】《中华内科杂志》
【年(卷),期】1999(038)005
【摘要】目的探讨甘油三酯和极低密度脂蛋白(VLDL)及其刺激的Kupffer细胞对大鼠肝星状细胞(HSC)增殖的影响。
方法用链霉蛋白酶和胶原酶原位灌流,Nycodenz密度梯度离心分离大鼠HSC和Kupffer细胞,制备甘油三酯和VLDL刺激的Kupffer细胞培养的上清液(KDCM),并以MTT法观察甘油三酯和VLDL及KCCM对HSC增殖效应。
结果甘油三酯和VLDL浓度分别在12.5mg/L和2
【总页数】1页(P313)
【作者】陆伦根;曾民德;李继强
【作者单位】上海第二医科大学附属仁济医院;上海第二医科大学附属仁济医院【正文语种】中文
【中图分类】R575.02
【相关文献】
1.花生四烯酸和亚油酸刺激的Kupffer细胞对肝星状细胞增殖的影响 [J], 陆伦根;曾民德;李继强;华静;范建高;范竹萍;邱德凯;萧树东
2.花生四烯酸和亚油酸刺激的Kupffer细胞对肝星状细胞增殖的影响 [J], 陆伦根;曾民德
3.内毒素刺激的Kupffer细胞对肝星状细胞增殖的影响 [J], 张馨;余卫平;高蕾;卫
开斌;鞠九龙;许家璋
4.花生四烯酸刺激Kupffer细胞对肝星状细胞增殖的影响 [J], 陆伦根;曾民德;李继强;华静;邱德凯;萧树东
5.脂质刺激的Kupffer细胞对肝星状细胞增殖的影响 [J], 陆伦根;曾民德;李继强;华静;范建高;范竹萍;戴宁;邱德凯;萧树东
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一、肝脏蛋白质组学1 细胞整体水平上的蛋白组学分析以肝为整体.对大鼠肝细胞进行全面的蛋白质分析。
研究分别对大鼠和小鼠肝的整体蛋白质组进行检测和分析。
为提高蛋白的检出率,应用pH值不同的胶条,在l3个二维凝胶每上共切取约5000个点,鉴定约3000个蛋白点,归纳为273种的基因产物。
其中,60%大鼠肝蛋白为酶和酶的亚基,7%为结构蛋白,细胞因子约6%,14种热休克蛋白占5%,转运蛋白为3%,核糖体蛋白为l%,其余的各种蛋白为19%。
肝星形细胞在肝的生理、病理过程中发挥了重要的作用。
针对星形细胞也进行蛋白质组学研究门,实验鉴定了153种肝星形细胞蛋白。
分别对比体外培养的静止期细胞复苏9d后和对大鼠注射四氯化碳8周后的星形细胞,43种表达水平改变的蛋白质或多肽得到鉴定。
其中27种蛋白在体内和体外表达均有改变,包括钙周期蛋白、calgizzarin、galectin—1等表达上调的蛋白和肝酯酶10、丝氨酸蛋白酶抑制子等表达下调的蛋白。
其中6种蛋白在体内和体外激活后有不同的蛋白质表达。
随后通过Northern blots的验证,确认在mRNA 的水平上,mRNA控制着复苏后的培养细胞的钙周期蛋白、calgizzarin galectin等的表达。
2 细胞器水平上的蛋白组学分析整个细胞溶解后蛋白质的二维电泳的分析,结果大部分是细胞溶质性蛋白,与各种细胞器上蛋白并不相同,执行的功能也不相同。
细胞器的特异蛋白,决定细胞器的功能状态。
高等真核细胞的蛋白组成复杂,高丰度蛋白质常掩盖低丰度蛋白质,一些细胞器上的蛋白由于丰度较低,不易检出。
因此,由此提出亚细胞结构的蛋白质组的研究。
线粒体是真核细胞内的能量代谢中心,参与多种重要的细胞生理、病理过程。
对线粒体蛋白质进行相应的蛋白组学分析,在6张不同pH凝胶上的1800个点中,共鉴别192种基因产物,其中8种基因产物是在线粒体上首次发现。
鉴定的蛋白质中,69%为酶或酶的亚基,具有广谱催化活性。
结构蛋白占9%,热休克蛋白占4%,其余的各种蛋白占18%。
平均每10-15个凝胶上的点对应1个基因产物。
高尔基体是真核细胞中内膜系统的组成之一。
在细胞生命活动中起重要作用,据估计高尔基体中大约有1000—3000种蛋白质。
对鼠肝蛋白进行蛋白组学分析,以了解高尔基体的蛋白组成状况。
当细胞处于稳定状态时,高尔基氏体内大约50%蛋白质处于转运状态。
使得判定哪些蛋白是高尔基氏体固有蛋白,哪些为生产出的蛋白发生困难。
改进实验技术后,应用环己酰亚胺清除转运中的蛋白,获得高度富集高尔基体片段。
蛋白合成被抑制后,虽转运动力学明显降低,分泌蛋白和跨膜蛋白通过高尔基体移动到最终目的地。
这种预处理方法使转运中的蛋白脱离高尔基体,而富集的高尔基体则聚集在储存槽中。
通过改进后的分离技术,富增高尔基体蛋白,经过三重氢核X一114提取后,再用阴离子交换色谱技术获得最好分离,在二维凝胶上得到了588个蛋白点,并用质谱分析了其中丰度最高的99种蛋白。
其中47种蛋白得到鉴定,25种为高尔基体蛋白,5种为内质网蛋白,5种为另外的细胞器蛋白,5种为血清蛋白。
6种为细胞溶质蛋白,6种细胞溶质蛋白与高尔基体有无相互作用尚不清楚。
二、蛋白质组学的研究方法1 二维凝胶电泳二维凝胶电泳(two—dimensional gel eleetrophoresis,2DE)是1975年由Klose和O’Farre在各自的实验室单独发明的。
利用这项技术他们成功地分离了大肠杆菌(Escherichiacob)溶菌液中的多种蛋白质。
二维凝胶电泳的第一向为等电聚焦(iso—electric focusi~,IEr),根据蛋白质分子的等电点(PI)的不同而将其分离;第二向为SDS—PAGE,根据分子量的大小而将其分离。
最早采用的是载体两性电解质pH梯度进行等电聚焦,直到九十年代中期固相化pH梯度(immobilized pH gradient)等电聚焦技术的发明,二维凝胶电泳才成为了蛋白质组学研究的有力工具。
由于其具有大规模地快速分析和鉴定蛋白质的能力以及具有较好的可重复性和可比性,Glokler和Angenendt相对于蛋白质微阵列(protein microarmy)把其称为蛋白质宏阵列(protein macroarray)。
使用二维凝胶电泳研究蛋白质组学的基本步骤是:蛋白质样品(溶液)的制备一通过2DE 上样分离一2D凝胶上蛋白质印迹点的计算机数字化处理一通过质谱技术(Ms)对所研究的蛋白质进行初步鉴定一搜索数据库获取相关信息后对蛋白质进行最终鉴定。
二维凝胶电泳的上样溶液可以是细胞裂解液,也可以是多种蛋白质的混合溶液。
固向化pH 梯度凝胶L6.7 J在等电聚焦向的成功应用使二维凝胶实现了商业化和标准化,也使实验具有了较高的可重复性。
蛋白质样品通过二维凝胶电泳,用考马斯亮蓝(Coomassie Blue stain)染色后可获得标准的肉眼可见的蛋白质图谱(protein map);银染(medmed silver main)后可用于MS分析。
二维凝胶电泳技术的优点十分突出,归纳起来主要有:①二维凝胶电泳结合MS分析可以实现较大规模的蛋白质的分离和鉴定;②二维凝胶电泳特别适用于后修饰的蛋白质(如糖基化、磷酸化、脱氨等)的发现和鉴别。
③二维凝胶电泳技术研究蛋白质组学的各个步骤可相互分离,相关工作可在不同的实验室完成。
二维凝胶还是蛋白质的“纯化收集器”和蛋白质保存的“文件夹”。
干凝胶上的蛋白质在室温下可保存数月甚至数年。
长期保存在凝胶上的蛋白质用胰蛋白酶处理后同样可用于MS分析。
这对于某些珍贵的样本如一些稀少的组织瘤样本的保存有十分重要的意义。
④二维凝胶电泳技术相对廉价,MS分析和生物信息资源的搜寻可通过共享资源或有偿服务来实现。
二维凝胶电泳技术的不足也非常明显。
其最大的不足是不可能对整个蛋白质组进行分析和研究。
通过染色显示出来的蛋白质图谱只是一些高丰度的蛋白质。
低丰度的蛋白质如受体、调节蛋白等很难反映出来。
一些分子量比较极端的蛋白质(过大过小的蛋白质分子)以及碱性蛋白和疏水蛋白也不能进行分离和鉴定。
典型的如膜蛋白,由于其高的疏水性和表达的低丰度,二维凝胶电泳技术很难应用到膜蛋白的研究中。
其二,通过二维凝胶电泳分离的蛋白点(protein spot)不一定只代表一种蛋白质。
据报道 8-1 0l,通过二维凝胶电泳获得的真核细胞的蛋白质图谱有20%的点包括了至少两种或两种以上的蛋白质,而原核细胞的蛋白质图谱甚至达到40%。
其三.二维凝胶电泳的敏感性差,分离的蛋白质必须要有足够的丰度才能着色。
放射自显影和放射荧光显影在凝胶电泳图谱的标记上效果显著,该方法能使蛋白点的边缘更为清晰,并可直接用于质谱分析。
蛋白质图谱的计算机处理技术近年来发展很快,相关的处理软件有:Melanie(Geneva Bioinformatics and Bio-Pad I.aboratories),ImageMaste(Amersham—Pharmacia Biotech),Phoretix 2D(Phoretix Internationa1),Gellab(Scanalytics),Kepler(Large Scale Pmteomics),Z3(Compugen),GD Impressionist (GeneData).等。
二维凝胶电泳技术作为一种基础技术,其发展和应用在很大程度上依赖于其它新技术的发展。
基于二维凝胶电泳技术的质谱技术(based一2DE MS,生物质谱技术)近年来发展迅速,在很大程度上克服了二维凝胶电泳技术的不足,拓宽了其应用范围。
基于二维凝胶电泳技术的质谱技术也因此成为了当前蛋白质组学研究的有力工具。
2 生物质谱质谱(Mass spectrometry,MS )作为一种分析技术从上世纪六十年代始应用于一些挥发性化学物质的结构研究。
二维凝胶电泳技术自发明后没有得到广泛的应用的一个重要原因即是质谱技术的相对滞后,因为带电荷的蛋白质分子转入真空后通过电子激发容易失活。
因此,传统的蛋白质分析方法主要为氨基酸组成分析、Edman降解反应的N末端测序、c末端酶解、C末端化学降解等。
这些技术费时费力,灵敏度低,而且对蛋白质样品的含量和纯度都有很高的要求。
1988年,karas和Hilenkamp发明了基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(Matrix —Assisted Laser Desorption Inonisation Time of Flight MassSpectrometry,MALDI 一TOF—MS )。
同期,Fenn和 Wilm等发明了电喷雾电离质谱(Ekectrospmy Ionzation Mass Spectrome.try,ESI—MS)。
这两种较温和的离子化方法在对大分子进行离子化时不会破坏大分子的结构,从而使蛋白质分子的质谱分析成为可能。
从细胞、组织或生物体液中提取的蛋白质样品经过二维凝胶电泳分离后,所分离的蛋白点用胰蛋白酶降解进行质谱分析,可得到该蛋白质的肽谱图(peptide—mass fingerprinting)。
根据肽谱图对蛋白质数据库进行检索,即可识别和鉴定所检测的蛋白质。
用生物质谱进行蛋白质分析具有很高的灵敏度和准确性。
银染后获得的蛋白质图谱蛋白质点的检测浓度可低至fmol水平。
如上所述,基于二维凝胶电泳技术的生物质谱技术是鉴定后修饰蛋白的最为有效的方法。
但生物质谱技术同样有其局限性,质谱分析得到的质谱图的解析是一个相当费时费力的工作。
其次,通过二维凝胶电泳获得的蛋白质图谱其蛋白点必须进行酶解,酶解的过程可能导致部分蛋白质和肽段的丢失。
当银染的酶解肽段浓度过低时,质谱分析所得的信鼠可能不足以对蛋白质进行准确的鉴别和确定。
同时,基于二维凝胶电泳技术的生物质谱技术自动化程度较低,很多过程都需要人工参与,蛋白质样品及其酶解片段容易受到来自人的皮肤和头发的角蛋白的污染,因而可能对分析的准确性产生严重干扰。
1999年Gygi等发明了一种更为普遍的准确定量蛋白质的方法,即同位素编码亲和标记质谱(Isotope—Coded Affimity Taggs,ICAT),可对蛋白质组进行整体和定量的分析,降低蛋白质混合浓液的复杂性并可富集低丰度的蛋白质。
表面增强激光解吸电离时间飞行质谱技术(surfaced—enhanced laser desorpfion ionization/time—of—mght nELS$spectrometry,SEDI—TOF)已经广泛应用于人类癌症的早期诊断和早期治疗中。
Solassol等的研究表明,SEDI—TOF技术和亲和层析技术的结合能显著地提高癌症早期诊断的准确度。