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蛋白质指纹图谱技术在临床医学中的应用
蛋白质指纹图谱技术作为新兴的蛋白质组学研究手段,无论在生命科学还是临床医学中都具有广阔的应用前景.本文介绍了该技术的一般原理、特点及分析步骤,简明阐述了目前该技术在临床医学中的应用情况,对其前景进行了展望.
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蛋白质组学相关技术研究策略及其在恶性血液病中的应用
蛋白质组学是在细胞整体水平上研究蛋白质组成和动态变化的一门新兴学科.研究技术的主要步骤包括双向凝胶电泳(2-DE),蛋白质的鉴定技术和相应的信息处理及数据库查询三大方面.随着研究的深入,技术方法也日趋成熟.不仅在实体肿瘤中取得有意义的结果,而且在恶性血液病的预后和耐药机制方面也显示了良好的应用前景.
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粪便蛋白检测芯片的研制
目的研制粪便蛋白质检测芯片及其初步应用.方法以抗原抗体反应为原理建立了粪便人血红蛋白、白蛋白、幽门螺杆菌全菌抗原、致病性大肠杆菌K-12、CEA、P53、Ras21、QYC抗原、蛔虫卵、钩虫卵、白细胞抗原等蛋白质检测芯片.结果该蛋白芯片各个蛋白抗原的检测下限灵敏度均不同,血红蛋白为50ng/ml,白蛋白为1000ng/m],幽门螺杆菌全菌抗原和致病性大肠杆菌K-12为20.0 ng/ml,CEA为12.5ng/ml,P53、Ras21和QYC抗原为10.0ng/ml,蛔虫卵、钩虫卵和白细胞抗原为50ng/ml.对临床粪便样本采用该芯片检测结果表明上述检测抗原在不同疾患中有不同改变.通过对血红蛋白、幽门螺杆菌全菌抗原与其他厂家生产的同类产品比较发现粪便蛋白芯片的质量与同类产品接近.血红蛋白符合率95%,幽门螺杆菌全菌抗原符合率92%.结论粪便蛋白质芯片技术是临床粪便样本实验室检测的新手段之一,具有广阔的市场前景.
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乳腺癌患者血清蛋白质芯片检测
背景与目的:乳腺癌的早期诊断是取得满意治疗效果的关键,目前临床常用的乳腺癌检查方法有近红外线乳腺扫描,乳腺X线钼靶及数字化摄片、针吸细胞学检查、乳腺穿刺活检、外科手术活检或冰冻切片检查等,但这些方法的检测出来的多数已非早期肿瘤.本研究就是应用蛋白质芯片技术,分析乳腺癌患者与乳腺非癌患者和正常妇女、Ⅰ期、Ⅱ期和Ⅲ期乳腺癌之间血清蛋白质表达的差异.方法:我们选择IMAC3和WCX2两种芯片,对64例乳腺癌、52例乳腺非癌患者及12名正常妇女血清进行研究.统计学分析采用Ciphergen ProteinChip3.0和Biomark Wizard软件分析乳腺癌、乳腺非癌患者和正常人血清的蛋白质谱差异.结果:在WCX-2蛋白芯片,分子量为9 116Da、8 905 Da、8 749 Da、9 470 Da和9 692 Da的5个位点,在乳腺癌患者与乳腺非癌患者及正常妇女血清之间WCX-2蛋白峰表达有差异,乳腺癌患者蛋白质峰的表达较乳腺非癌和正常妇女表达高,敏感性为54.7%～92.2%;特异性为53.1%～81.3%;分子量为9 405Da和6 424Da的2个位点,Ⅰ期乳腺癌与Ⅲ期乳腺癌患者血清蛋白峰表达有差异,敏感性为73.7%～78.9%,特异性为61.9%～71.4%.在IMAC3蛋白芯片,分子量分别为5 236 Da、7 823 Da、7 464 Da、5 213 Da、5 334 Da、5 063 Da、5 374 Da、7 756 Da和7 623 Da有9个位点位置,乳腺癌患者与乳腺非癌患者及正常妇女血清蛋白峰表达有差异,蛋白质峰的表达乳腺癌患者较乳腺非癌和正常妇女表达低,敏感性为56.3%～82.8%;特异性为48.4%～78.1%;分子量为7 922Da、4641Da和5 910Da位置,Ⅰ期乳腺癌与Ⅲ期乳腺癌患者血清蛋白峰表达有差异,敏感性为63.2%～84.2%,特异性为47.6%～66.7%.结论:乳腺癌患者与乳腺非癌及正常妇女血清蛋白峰表达存在差异,这些差异蛋白有可能成为新的乳腺癌分子标志物,有助于乳腺癌的早期诊断及术后的随访.
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蛋白质组学在实体瘤肿瘤标志物研究中的应用
在后基因组时代,生物学的中心任务是认识基因组的功能.由于基因功能主要是通过其表达蛋白质来实现的,要了解基因的全部信息,必须深入研究不同基因编码的蛋白质,因此蛋白质组学在生命科学研究中已具有重要的地位.肿瘤细胞或组织蛋白质样本通常经过双向电泳等技术可以按不同大小、等电点或类型得以分离( profiling),然后通过质谱技术和蛋白质数据库比较,进一步将特殊的感兴趣的蛋白质鉴定出来.肿瘤蛋白质组学是整个蛋白质组学研究中的一项重要内容,通过蛋白质组分析技术将能够从细胞整体水平上认识在肿瘤的发生、发展过程中蛋白表达谱的变化,为寻找特异的肿瘤标志物这一研究领域带来了新的希望.近几年来,使用蛋白质组学和激光捕获显微切割技术( laser capture microdissection, LCM)已在多种肿瘤中发现了许多有研究前景的肿瘤标志物侯选蛋白,尽管目前被肯定的肿瘤特异性标志物尚为数不多,但和以往相比已经有了十分显著的进步,本文对此做了简要综述.
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应用蛋白质芯片技术筛选人舌鳞癌细胞株差异性炎症因子的初步研究
目的 研究应用蛋白质芯片(抗体芯片)技术筛选、分析人舌鳞状细胞癌细胞株中差异性炎症因子的效果,为进一步探讨口腔癌与炎症的关系奠定基础.方法 体外培养人舌鳞癌细胞株UM-1、CAL-27、Tca-8113和人正常口腔黏膜上皮细胞,消化后分别提取胞内、胞外蛋白,上芯片孵育,封闭,清洗.采用激光扫描仪扫描芯片,Axon GenePix Pro 6.0软件提取芯片数据,对获得的80种炎症因子表达数据采用AAH-CYT-G5软件分析,上调因子信号值以大于200、比值大于2.0为纳入标准；下调因子信号值以大于200、比值小于0.66为纳入标准,分别对3种人舌鳞癌细胞株(UM-1、CAL-27、Tca-8113)与人正常口腔黏膜上皮细胞,以及高侵袭性细胞株(UM-1、CAL-27)与低侵袭性细胞株(Tca-8113)进行两两比较,筛选出差异性炎症因子.挑选3种显著差异性炎症因子,用酶联免疫吸附法再次检测其蛋白表达,所得结果用单因素方差分析进行统计学分析,进一步验证芯片法所获得的结果.结果 根据纳入标准,从检测的80种因子中筛选出有表达的炎症因子9个,包括干扰素诱导蛋白10(interferon inducible protein 10,IP-10)、巨噬细胞炎症蛋白-1β(macrophage inflammatory protein 1β,MIP-1β)、巨噬细胞炎症蛋白-3α(macrophage inflammatory protein-3α,MIP-3α)、骨保护素蛋白(osteoprotegerin,OPG)、调节活化蛋白(regulated upon activation normal T-cell expressed and secreted,RANTES)、白细胞介素1β(interleukin 1β,IL-1β)6种舌鳞癌细胞株中高表达的细胞因子,及单核细胞趋化因子4(monocyte chemoattractant protein 4,MCP-4)、胰岛素样生长因子结合蛋白4(insulin-like growth factor binding protein-4,IGFBP-4)、转化生长因子-β(transforming growth factor-β3,TGF-β3)3种舌鳞癌细胞株中低表达的细胞因子.鳞状细胞癌细胞和正常口腔鳞状上皮细胞之间比较,胞内IL-1β呈高表达,MCP-4星低表达,胞外OPG星高表达；高、低侵袭性细胞株之间比较,胞内RANTES呈高表达,IGFBP4、TGF-β3呈低表达,胞外IP-10、MIP-1β、MIP-3α呈高表达.酶联免疫吸附法检测发现UM-1和CAL-27胞外IP-1O、MIP-1β、MIP-3α的表达量和Tca-8113相比呈高表达,差异有统计学意义(P＜0.05).其结果与芯片筛选结果一致.结论 蛋白质芯片技术能够较为准确地筛选出不同舌鳞癌细胞株之间差异性炎症因子,这些差异性炎症因子可能与肿瘤细胞的生物学行为有一定的联系.
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表面增强激光解析电离光谱技术分析人卵泡发育过程中蛋白质组学变化
目的 应用蛋白质芯片和质谱技术,建立人成熟卵泡液及窦卵泡液的蛋白质表达指纹图谱,寻找在卵泡生长发育过程中起关键作用的蛋白质.方法 采用表面增强激光解析电离飞行时间质谱技术和弱阳离子交换蛋白质芯片检测48例人成熟卵泡液、21例窦卵泡液中的蛋白质变化,使用PBSⅡ-C型蛋白质芯片阅读机读取数据,获得的结果采用Ciphergen公司的Biomarkcr wizard和Biomarkcr Patterns System软件进行分析.结果 成熟卵泡液组与窦卵泡液组蛋白质谱相比,有4种蛋白质在含量上有显著差异,2种蛋白质在成熟卵泡液组表达上调,2种蛋白质表达下降.结论 成熟卵泡液与窦卵泡液蛋白质谱存在显著差异,差异蛋白可能与卵泡发育、卵子受精密切相关.
关键词： 表面增强激光解吸附离子化时间飞行质谱 蛋白质芯片 人卵泡液 -
蛋白质芯片制作条件的优化
目的探讨以醛基化玻片为固相载体制备蛋白质芯片的条件.方法蛋白质用含40%甘油的PBS稀释后点加在醛基化玻片上,室温干燥1h,4℃冰箱保存,经封闭剂封闭,PBS漂洗后,依次加入抗体,反应结果用扫描仪进行扫读.结果以醛基化玻片为固相载体时预点10～15个点后点样均一性较好;点样后4℃冰箱保存24～48h再进行漂洗和封闭处理,所得结果的荧光测量值较高;3%BSA为封闭剂时所得图像的荧光背景值低;点样量影响荧光信号的强度.结论以醛基化玻片为固相载体制备蛋白质芯片时要预点15～20个点后再正式点样,点样后应4℃保存24～48h再进行漂洗和3%BSA封闭处理.
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用蛋白质芯片-飞行时间质谱仪分析精液不液化患者精浆中相关蛋白质群
目的 用蛋白质组学方法筛选精液不液化患者及正常生育患者精浆中的差异蛋白.方法 通过蛋白质芯片-飞行时间质谱仪,对6例精液不液化患者的精浆和11例正常生育男性精浆样本进行检测,比较两组间蛋白质图谱表达差异.结果 正常组与不液化组精浆比较,有19个蛋白表达存在差异,其中有6个蛋白P＜0.01.结论 精液不液化患者与正常生育患者精浆中存在较多差异蛋白质,差异蛋白质群的结构、功能变化是导致精液液化异常的主要原因;本研究对进一步探索不液化的病因及其临床治疗具有重要意义.
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生物芯片及其在医药领域中的应用
本文就生物芯片的概念、特点、类型和在医药领域中的应用作一简单介绍,着重介绍蛋白质芯片和组织芯片.蛋白质芯片可用于寻找疾病生物学标志物、研究蛋白质相互作用、寻找药物或毒物新靶点等;组织芯片可用于基因表达分析、寻找与临床治疗及预后有关的标志物、发现新的候选癌基因或抑癌基因等.
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基于蛋白质组学技术的PCOS伴HA患者血清差异蛋白质检测及意义
目的：运用蛋白质组学技术检测多囊卵巢综合征（PCOS）伴高雄激素血症（HA）患者血清差异蛋白质，探讨PCOS及HA的可能发病机制，为筛选PCOS特异性血清差异蛋白质提供实验室依据。方法采用表面增强激光解析电离飞行时间质谱技术和弱阳离子交换蛋白质芯片分别对70例PCOS患者[其中伴HA患者35例（ PCOS－HA组）、无HA患者35例（ PCOS－NHA组）]（ PCOS组）及50例正常育龄妇女（正常对照组）血清中的蛋白质图谱进行检测，使用PBSII－C型蛋白质芯片阅读机读取数据，采用Ciphergen Protein Chip 5．0分析软件采集数据，读取蛋白质峰高值，进行统计学处理。结果在质荷比（m／z）1500～20000 Da 范围内，PCOS 组与正常对照组相比有14个差异蛋白质峰，在差异蛋白质中筛选标记分子建立决策树模型，两组间经交叉盲法验证准确率为92．5％（111／120），灵敏度为94．3％（66／70），特异度为90．0％（45／50），阳性预测值为92．9％（66／71），阴性预测值为91．8％（45／49）。 PCOS－HA组与正常对照组相比有9个差异蛋白质峰。 PCOS－NHA组与正常对照组相比有10个差异蛋白质峰。 PCOS－HA与PCOS－NHA组间相比有7个差异蛋白质峰。结论 PCOS患者与正常对照者比较血清蛋白质表达存在差异，HA与NHA状态比较亦存在差异蛋白，这些差异蛋白可能与PCOS及HA的发生与发展有关。蛋白质芯片技术对于发现和筛选PCOS血清特异性差异蛋白是一种有效、快速的工具。
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适配子芯片及其在医学检测研究中的应用
生物芯片是在固相载体表面构建微型生物化学分析系统,实现高通量快速检测生物靶分子,使分子生物信息的研究实现工程化、集约化、高效化和自动化.生物芯片近年来在生命科学领域发展迅速,根据芯片上固化的生物材料不同,可分为基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片和组织芯片.蛋白质芯片可检测液态生物样本中的蛋白质分子,它主要以抗体为探针检测相应的抗原,可用于分析蛋白表达水平、肿瘤生物标志物等[1-3].蛋白质芯片受制于抗体本身的一些缺陷,如容易变性、制备成本高、难以大规模集成于同一个检测平台等.适配子芯片以核酸适配子(aptamer)为探针,检测生物样本中包括蛋白质在内的靶分子,可在一定程度上克服蛋白质芯片的上述缺点,在医学研究的临床诊断方面具有良好的应用前景.本文对近年来适配子芯片在医学研究中的进展作一综述.
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蛋白质芯片技术及其在头颈外科的应用
被誉为20世纪三大科技工程之一的人类基因组计划已初步完成,这标志着"后基因组时代"的到来.近年来,出现了蛋白质组研究新技术——蛋白质芯片,其突出特点是具有高度的并行性、多样性、高通量、微型化和自动化,已成为高效、快速、大规模获取相关生物蛋白信息的重要手段.该技术可在数分钟至几小时内完成传统分子生物学方法要数月甚至数年才能完成的几万次至几十万次的蛋白质分析实验.本文着重就蛋白质芯片技术的分类及其在头颈外科的应用做一简要综述.
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两种蛋白芯片筛选血清蛋白标志物的对比分析
目的 从CM10、IMAC3-Cu这两种芯片中选择适合应用于血清蛋白质指纹图谱研究的芯片种类.方法 选择慢性乙型肝炎患者、肝硬化患者和健康人血清各13例,采用CM10、IMAC3-Cu两种蛋白芯片,经SELDI-TOF-MS技术对样本进行检测比较.结果 在2000-50000Da范围内,CM10和IMAC3-Cu芯片在各实验组捕获的有效蛋白峰数的差异均有统计学意义(P＜0.05).结论 CM10能得到更多慢性乙型肝炎患者、肝硬化患者和健康人的有意义的蛋白峰值,能更好的应用于血清蛋白组学的实验研究.
关键词： 蛋白质组学 表面增强激光解吸/电离时间飞行质谱 蛋白质芯片 -
SELDI-TOF-MS蛋白芯片技术在原发性肝癌诊断中的应用研究
目的:筛选AFP阴性原发性肝癌(肝癌)患者与健康人血清中的差异蛋白,构建能与血清AFP联合使用的疾病诊断模型.方法:应用表面增强激光解析 -电离飞行时间- 质谱(SELDI TOF- MS)技术和CM10芯片检测33例AFP阴性肝癌患者与35例健康人的血清,获得差异蛋白峰并建立疾病诊断模型.结果:32个蛋白峰差异具有统计学意义(P＜0.05),在AFP阴性肝癌组血清中有6个上调,26个下调；诊断模型的准确度为80.9％,灵敏度为81.8％,特异度为80.0％.结论:应用SELDI-TOF-MS蛋白芯片技术建立的疾病诊断模型有望与血清AFP联合使用从而提高肝癌的诊断效率.
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应用蛋白质芯片筛选汉族单纯性室间隔缺损血清标志蛋白
目的 应用蛋白质芯片技术筛选汉族单纯性室间隔缺损(VSD)血清标志蛋白.方法 用表面增强激光解吸/电离飞行时间质谱技术和 CM 10 芯片检测21例汉族单纯性VSD患儿与33例儿科常见病患儿血清,用Ciphergen公司的Biomark Wizard软件分析数据.结果 有8个蛋白的差异具有统计学意义,其中质荷比6 442.233、3 322.694、6 640.853、5 122.828、8 702.852、2 746.566和8 574.304等7个蛋白在VSD患儿血清中高表达,质荷比 2 823.419下调.结论 蛋白质芯片技术是发现与筛选VSD血清标志蛋白的快速、有效的蛋白质组学工具.
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SELDI-TOF-MS技术在肝癌诊断中的临床应用性研究
目的 应用表面增强激光解吸电离飞行时间质谱技术(SELDI-TOF-MS)筛选肝癌患者血清标志蛋白,探讨作为临床诊断指标的佳标志蛋白组合模式. 方法 对40例肝癌、20例肝硬化和60例健康志愿者的血清进行分析,并反复分析寻找合理运算规则以确定能够区分肝癌和健康志愿者与肝硬化患者的蛋白组学图谱.结果 肝癌、肝硬化患者与健康对照组血清蛋白质指纹图谱之间有5个标志蛋白在肝癌患者血清中高表达,1个标志蛋白在肝癌患者血清中低表达.其中2个蛋白质峰[8943 Da和4477 Da质荷比(m/z)]组合构建的诊断模型Ⅰ鉴别肝癌和健康志愿者,灵敏度为90%(36/40),特异性为100%(60/60).3个蛋白质峰(4477Da、13761Da和4097Da m/z)组合的诊断模型Ⅱ鉴别肝癌组与肝硬化组的灵敏度为85%(34/40),特异性为90%(18/20).结论 SELDI-TOF-MS技术的特异性及敏感度远远高于目前所采用的某一单独的标志物的血清学诊断,其结果对进一步研究肝癌的蛋白质组学改变及其临床应用可能具有重要意义.
关键词： 表面增强激光解析电离飞行时间质谱 蛋白质芯片 肝癌 -
蛋白质芯片构建技术的研究进展
蛋白质芯片是指将蛋白质或多肽等固定于支持介质表面,用于样品成分和蛋白质之间相互作用的分析,亦称蛋白质微阵列.该技术早是作为基因芯片功能的补充,用于生物功能基因组学研究.由于其具有高通量平行分析、信噪比高、所需样品量少、可直接关联DNA序列和蛋白质信息等特点[1,2],逐渐受到生物、医学领域的关注,现已广泛应用于疾病诊断、药物开发及蛋白质组学等领域的研究.相比DNA,蛋白质的结构和功能更为复杂多变,因而相关的构建技术和芯片检测方法成为研究热点和难点,发展尤为迅速,获得很多重大进展.
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SELDI-TOF-MS技术及在肿瘤和血液系统疾病中的应用研究
蛋白质组学旨在认识细胞、组织、器官内全部蛋白质表达数目、表达水平和蛋白的更新、蛋白质序列和翻译后修饰以及蛋白与蛋白和其他分子之间在细胞膜、细胞内和细胞外的相互作用.以蛋白质为研究对象,可以对机体正常细胞和变异细胞的功能进行分析,寻找疾病的特异性标志物,并可以通过寻找终末点的方法对化学制剂和药物等的毒副作用进行评估[1].
关键词： 蛋白质芯片 SELDl-TOF-MS 肿瘤 血液病 综述 -
蛋白质组学研究相关技术新进展
蛋白质组学是以生物体系整体蛋白质为研究对象的新的研究领域.近年来,蛋白质组学研究取得了令人鼓舞的进展,一些新技术也得到迅猛的发展和改进,如双向凝胶电泳、生物质谱、生物传感芯片质谱、蛋白质芯片和生物信息学等.现就蛋白质组学相关技术的研究进展作一综述.
