血清蛋白质组学在乳腺癌研究中的应用

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们可 能被肿瘤所释 放 出来 的蛋 白酶所切 割 , 从而 形
成特定的降 解片段。也就是说, 得到的诊断图谱可 能 是肿瘤特异蛋白 酶通过切割 高丰 度蛋白 将信号放
大后产 生的降解 组 图谱。这 项研 究提 示, 寻找 肿 在
瘤标志 物方 用血清作为研究材料可能比 面, 血浆更
有潜在 的优越性 。
电离 飞行时间质谱( a x ssdleds 0 一 m r ai 、 e喇1 t i st r 。 耐 e i i i 一 c f M , A D一 F s来鉴定 oz o t ol na ni f i S M LI M ) t m 沙t o T 芯片上所结合的蛋 白 质。 这种技术较 好地克服 了 ZE重复性差、 D 对于极端等电点蛋白 不能检测等缺 点, 并且对于小分子量蛋白 也具有很高的 灵敏度, 但
以捕获相应 的蛋 白质, 然后应用基质辅助激光解析/
乳 腺痛发病率 在中国, 尤其是发达地区, 现快 呈 速增 长的趋 已 势, 跃居女性恶 性肿瘤之首。然而, 预 测缺 乏有效 的手段。血 清蛋 白质组学的 出现为寻找 有效的临床 生物标 志物提供 了全新的手段。
性是 9% (43 ) 7 3 5。 /
在癌症患者中 高表达, B 、 c、c 组成的诊 由 C BZB 3 I 断图 谱灵敏度为9%, 3 特异性为 9%。2 5 L 1 0 年, i
等‘的 步 显 , 是 种 体 的 【 进一 研究 示 B 一 补 蛋白 片 。 」 3 c 段 Ca , 以 是 C 截 形 。 — 3 * 而B 它的 端 短 式 q A s
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0 o2 中华肿瘤杂志2 7 0 年8月第2 卷第 8 ChnJ0nc l A 别52〕7,Vl9,Nns 9 期 Ci JDclu . 1 i h , o。 n no
白 质组学的分 析方法 各有利 因 可能 弊, 此, 联合使用
多种技术 平台进行 分析是一个发 展方向。
行了 研究。仪 2又年,‘l 等「 R zi 川利用sIlo s a ED1FM 」一
( 血清蛋 质组学在乳腺癌预后预测中的 白 二)
万方数据
近年来, 其他的方法( 如通过亲和磁珠捕获蛋 白 O等方法) 质L J 也正越来越多 地被应用到血清蛋白 质组学的 研究中来。值得注意的是, 于血清中白 由 蛋白 等高丰度蛋白的存在, 影响了对 低丰度蛋白的 检测, 样品中高丰度蛋 白的 血清 有效去除得到了大 家的 普遍关注。当 在去除高丰 然, 度蛋白 的同 如 时, 何保留 与之结合的 低丰度蛋 白 是一个需要解 决的问 题 ,」 于血清蛋白 ・。由 日 质组的成分复杂, 不同的蛋
人工神经 网络 法将 随机选取 的 6 %样 品数据建 立 5
模型, 余的3%样品进行预测, 对剩 5 模型总的 测 预 准确性是7, 7. 一45 。 78 06 5.%) %( % 2 6 vn v ”利用一 i e 0 年, a a等[ u n 」 种包裹有 c s 相的 磁珠来结合血清中的蛋白, 然后用 M L 一o AD T F I M 的方法得到血清蛋白 S 质组图 用此图 谱, 谱不 仅可
比较 了6 9名乳腺癌患者和 巧 名健康 石愿者 的血 浆
二、 质组学在乳腺癌研究中的 血清蛋白 应用 ( 血清蛋 质组学在乳腺癌早期诊断中的 白 一)
应用
1 应用 S D T L 一 FM 技术: 2 h等[ . EIO S 2 年, 0 0 ] 首次把 血清蛋白 质组学应用到乳腺 癌早期诊断 研究 中。他们利用 SL 一 FM 得到血清蛋 白 ED r Ir o S 质指 纹, 用于区 分乳腺癌(0 例) 癌对照组( 例 1 3 和非 5 2 良 性乳腺疾病和4 例健康人) 1 。通过1 个有显著 7 4 差异的 而2 将乳腺癌和对照区 峰, 分开, 建立乳腺 癌的诊断图 谱。为进一步简化诊断图 选取出和 谱, 癌 一非癌区分相关性最大的3 而 2 40 的 个 值(3 BI8 的BZ和 8 0的B3 作为诊断图 C、1 0 C 9 0 C) 谱。
Z E技术 D ) 依然是 血清蛋白 质组学 研究的重要 工具,
但是它存在着重 复性差、 对于疏水 蛋 白和具 有极端
法的墓本步骤是: 全蛋白 酶解 十 二维液相色谱 +串 联质谱一, 5 然后用生物信息学将肤片段信息拼接起 1 来。它大大提高了 所能鉴定的蛋白 质数量, 且可 并 以 得到蛋白 质的序列, 通过同 位素的 标记, 还可以进 行半定量的比较蛋白 质组学研究。但是鸟枪测序法 同SLI O M 比较, ED 一 F S T 每次分析的 样品较少 用于 ,
用特定的算法将其与已 经建立的蛋白 表达序列 质、 标签( ee s u c t , s ) e sd 叫 e ea ET 和基因组序列 冲rs n s s
数据库进行 比对 , 得相应的生物信 息。 获
传 的 维电 ( d eia。 t o i 泳 Z ino lerh s, 统 二 m s lo r s n cp e
其后的质谱分析能够鉴定 出更 多的蛋 白质。质谱技 术根据蛋 白质或者 多肤 的精确 质量进 行 蛋 白质鉴 定。生物信息学技 术对质谱 得到的数据 进行解析 ,
列’ 。 L」 , ‘
近年来兴起的鸟枪测序蛋白 质组学方法可以较
好地解决 S L I O S 存在的 阿题。鸟枪测 序 E D一 FM 所 T
分析大量样 品就需 要较长 的周 期, 而这 样又 可能引 入 由于仪器不稳定而造成的偏差。
基金项目: 国家自 然科学基金重点项目(03 3 ; 5 6 0 上海市科委 40) 重点实验室专项基金资助项 目( D 231 5 0 222 ) 作者单位: 2 加0 0上海交通大学牛命科学技术学院系统生物庆 4 学教育部重点实验室( 朱祯敏、 胡晓芳、 徐学敏) 中国科学院上海生 ; 命科 学研究院上海生物化学与细胞生物学研究所蛋白质组研究中心 ( 曾嵘)复旦大学附属肿瘤医院乳腺癌研究所( ; 邵志敏) 通讯作者 徐学敏, 一a: au j duc Em lx @s l i s t ue n
以区分 2 例乳 腺癌 患者和 3 例健康 志愿者 , 同 1 还 时能 区分乳腺癌 、 前列腺 癌和膀脆 癌。将得 到的 诊
断图 包括 6 种差异蛋白) 谱( 1 进行鉴定后发现, 这 些 白 些血清中 蛋 是一 高丰 度蛋白降 解后的 肤段。在 血清形成过程中, 凝血反应及补体激活过程中会产 生 一些降 解产物( Cf 4、 例如 3 Ca凝血因 、 子姗等)它 ,
2 3 ,h 等’用ZE M LI r s 0 年 z。 r a 5 D 和 AD r M 对 一 o
1 例乳腺癌患者和8 例对照的血清样本进行分 4 5 9 析, 6 癌症患者和5 用7 例 4例对照作为训练集。结 果显示, 在乳腺癌患 者的血清中,S 72 8 ) HI (2 0 含 粗 量升高而1一 i a 2 70 含量降 4 一st ( 0) 3 g 7 n 低。 他们把 这个诊断图 谱应用于6 例癌症样本和3 例对照样 9 5 本组成的测试集, 其灵敏度是 1 % ( /9 , 0 9 66 )特异
缺点是通量低 , 所能捕获和鉴定 的蛋 白质较少 , 而且 只能得到 蛋 白质 的分 子量 , 不能 得 到蛋 白质的 序
一、 质组学的 血清蛋白 研究 技术 从技术流程来看, 血清蛋白 质组学技术主要涉
及蛋白质分 离技术 和用 于蛋 白质鉴定 的质 谱技 术
(a s c mt M ) ms p t e s er 耳, S 和生物信息学技术等三个 o 方面。蛋白 质分离技犬可以简 化蛋白 质混合物, 使
中 华肿瘤杂志2 7 8 0 年 月第四 卷第 毛
期 clJ)c , ul 20, 2, os h ( o Ags0 7 场19 N n nl 刀 t
专题 综 论
血清蛋 白质组学在乳腺癌研究中的应用
朱祯敏 胡晓芳 曾嵘 邵志敏 徐学敏
【 主题词 】 乳腺肿瘤 ; 蛋 白质组学 B a n ps ; e r 就 e l秘 1‘幼 树nr1 51 伙t 破5 1 oa
结果显 示, C 在癌 症 患者 中低表 达, C B I B Z和 B 3 C
蛋白 质组, 共发现了 在乳腺癌患者中 高表达的5个 峰 值。同样 值得注意的 在他们的 是, 数据中 也有一 个 在癌症患者中高表达的80 蛋白 9 。 2 应用其他蛋白 . 质分离方法结合 M 的技术: S
2 5 胡跃等[ 利用 sL Io s对4 0 年, “ 」 ED丁 rM 9 例乳腺癌患者和3 例健康人的血清蛋白 3 质组图 谱 进行检测, 将其中的3 例患者和2 例健康志愿者 1 4 作为训练集, 余的作为测试集, 其 用人工神经网 络法 建立完整诊断模型, 然后用测试集 进行验证, 得到的 灵敏度和特异性分别是 8,% ( /5 和8.% 33 1 1 5) 89 (/) 8 。将完整诊断模型中尸值最小的4 9 个蛋白 质 ( 3 、 3 、 0、 0建立简化 7 1 02 05 8 ) 6 7 0 9 模型, 灵敏度 和特异性分别是7.%(31) 00 91) 65 1 7 和9.%( 0 。 / / 在他们的 后续工作中, 利用相同的方法对更大的样 本进行了 检测 川。 2 4 Bc r ‘ e e等[〕 0 年, k , 利用sLI ED一 拍FM 较 s比 了1例携带B C 一突变的乳腺癌 (R AI a 5 R A1 B C 一C) 和 巧例携带B C 一突变的非乳腺癌妇女(R A R A1 BC- I 币 ) 血清蛋白 a x c e的 质检测结果, 共发现 了1 个 7 0 差异表达峰, 然后聚类 进行模式识 经交叉验证得 别, 到的 灵敏度和特异性分别是 8%(3 5 和 8% 7 1 ) 7 l / (/ ) 1 1 。他们还比较了1 例B C 一C 和1 例 35 5 R AI a 6 不携带B C 一突变的 R A1 乳腺癌患者(B ) SC 的血清蛋 白 质组数据, 用同样方法建立诊断图 其灵敏度和 谱,