蛋白质组学在临床研究中的应用

L/O/G/O白质组学在临床疾病中的应用大多数疾病从蛋白质角度看都可以认为是一种蛋白质缺陷病，在其发生发展的不同阶段，即使在没有任何症状的早期，在蛋白质水平上往往就已经发生了变化，从而影响到机体的功能最终导致疾病的发生。通过蛋白质组学技术，我们可以分析相关疾病病人的体液，建立完整的蛋白质数据库。结合各种生理病理过程，利用与疾病相关的多种生物学标记物。有助于各种疾病的早期发现和治疗。蛋白质组学研究内容及常用技术蛋白质组学研究的主要内容在于认识细胞内全部表达蛋白，包括数目、序列和表达蛋白的更新，转译后对蛋白的修饰，以及蛋白与蛋白、蛋白与其它分子之间在细胞内、细胞膜和细胞外的相互作用。蛋白质组学分离技术蛋白质分离的核心技术是双向聚丙烯酰胺凝胶电泳（2D-PAGE）。其第一向是等电聚（IEF），根据等电点的不同对蛋白质进行分离：第二向是按分子量的不同用十二烷基硫酸钠一聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）进行分离。该技术主要用于分离细胞或组织蛋白质抽提物．构建特定蛋白质的双向电泳图谱；分析特定条件下蛋白质的状况：进行蛋白质组差异比较。蛋白质组学鉴定技术实现蛋白质分离后．需要对单一蛋白质进行鉴定。常将2DE后凝胶染色，把目的蛋白斑点切下，用相应的酶降解为多肽碎片，用质谱仪分析。常用的质谱有电喷雾电离质谱（ESI）和基质辅助的激光解吸电离一飞行时间质谱（MALDI-TOF）。这两种质谱可成功地用于蛋白质等生物大分子分子量的测定．肽图的测定和蛋白质及多糖序列以及翻译后修饰的测定等方面。其中在MALDI基础上进行改进发展了表面放大激光解析离子化-飞行时间-质谱技术（SELDI-TOF-MS)。其最大的特色在于样本无须进行精细分离，粗样本可直接滴加到表面经过特殊修饰的芯片上，即可同时检测几千种蛋白质．还可以发现样本中许多被掩盖的低浓度蛋白质，增加发现生物标记物的机会，所以SELDI-TOF-MS技术更加适用于临床。生物信息分析技术生物信息学是构成蛋白质组学不可缺少的一部分，包括分析处理复杂的2DE图谱和搜索、构建蛋白质组数据库。用于2DE分析的商业化软件有ImageMaster、Melanie3、Protein-Mine，免费的Flicker程序和Web-Gel也可在网上对2DE图像进行分析。SWISS-PROT、TerMBL和NCBInr为最常用的数据库。目前这些数据库已经在国际互联网上实现了共享，为今后不断完善蛋白质信息提供了平台。蛋白质组学在肿瘤方面的应用恶性肿瘤的发生主要是由于相关基因发生突变，导致蛋白质的空间构成。翻译后修饰发生改变，造成细胞周期失控，细胞凋亡机制紊乱，细胞转移能力提高等方面的异常。蛋白质组学可以分析、鉴定细胞同肿瘤细胞的蛋白差异，对疾病的诊断、治疗、预后评估提供有用的信息。蛋白质组学在胰腺癌上的应用胰腺癌是外科治疗效果最差的肿瘤之一，其５年生存率不到5％，这与缺乏早期诊断的可靠办法有关。糖链抗原19-9（CA19-9）作为胰腺癌组织分泌的黏蛋白抗原，敏感性较高，但特异性不高，在胰腺癌早期诊断筛查中的应用受到了限制。现在可利用SELDI技术分析胰腺癌病人同正常人的血清并鉴定出两个最具有识别能力的蛋白质峰，诊断敏感度为78％，特异性为97％，高于现有的血清标准标记物CA19-9。并且三者联用的诊断准确率更高。在神经系统疾病方面的应用随着我国人口老龄化的到来，老年病尤其是老年性神经系统疾病的发病率日趋升高，临床上主要有阿尔茨海默症（AD）帕金森症等，临床上尚未找到特效的治疗方法．也很难抓住良好的治疗时机。应用蛋白质组学技术发现AD的脑脊液和/或血浆蛋白特异性改变，可为AD的诊断、治疗药物的设计和筛选奠定基础。通过分析AD病人血浆蛋白后发现，AD相关蛋白载脂蛋白E、tau-1和早老蛋白２均可在病人血浆中检测到，提示位于细胞器的tau-1和早老蛋白２外流到血浆中，并且达到可检测的水平，对这些蛋白在血浆中异构体的分析将有助于脑部疾病的诊断，而不需要损伤脑组织。蛋白质组学在其它方面的应用细胞信号转导系统由受体或其它可接受信号的分子以及细胞内的信号转导通路组成．是当今科学研究的热点之一。蛋白质组学技术的发展为信号系统研究的进行提供了有利的工具。反向蛋白质微阵列（RPPM）不同于常用的蛋白质阵列是将探针固定，RPPM是将来源不同时期病变的细胞蛋白质固定。这种技术具有高敏感性、精确度和线性关系，可用来辨别信号蛋白的磷酸化情况。根据研究把ＲＰＰＭ应用于恶性肿瘤侵袭边缘pro-suvival通路活化的研究。通过构建前列腺正常上皮、皮内肿物和侵袭性癌的蛋白质阵列，分析关键点蛋白质状态，结果显示，前列腺癌的侵袭性与Akt磷酸化增加、凋亡通路抑制以及细胞外调节激酶（ERK）磷酸化降低有关。其中AKT的改变在正常上皮向PIN过渡期尤为显著，并伴有下游凋亡通路抑制。这提示Akt可能是肿瘤细胞的一个高位连接蛋白，通过抑制这种蛋白可能会影响到整个复杂的信号网络中一些关键的蛋白质功能，这优于单纯用药物作用于某一个信号蛋白质，对肿瘤治疗中靶点的选择方面有重要的意义。L/O/G/OThankYou!