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蛋白质芯片技术在蛋白质组研究领域的应用
蛋白质芯片具有高通量、微型化、集成化、平行性检测等特点,逐渐应用于疾病检测、新药筛选等诸多领域.近几年,与色谱、质谱、凝胶电泳等联合应用于蛋白质组研究领域,成为检测蛋白质存在和变化的高效工具,为蛋白质组学研究提供了新的有力手段.现简要综述了蛋白质组、蛋白质组学及蛋白质芯片技术的概况、基本原理及其在蛋白质组学研究中的应用,提出了该技术存在的问题,并对该技术的前景进行了展望.
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不同转移潜能人肝癌细胞系转录因子活性差异分析
目的分析不同转移潜能人肝癌细胞系细胞核内转录因子活性的差异,筛选与肝癌转移相关的转录因子.方法应用转录因子活性芯片技术,在功能水平分析三种不同转移潜能人肝癌细胞系(Hep3B、MHCC97L和MHCC97H)细胞核内转录因子活性的差异,并用电泳迁移率变动分析和蛋白免疫印迹实验验证芯片结果.结果在345个候选的转录因子中,筛选出7个活性差异转录因子.随人肝癌细胞转移潜能的增高(Hep3B＜MHCC97L＜MHCC97H),活性上调的转录因子有5个,包括p53、缺氧诱导因子-1α(HIF-1 α)、核因子κb、信号传导及转录活化因子3(Stat3)和Sp1;活性下调的转录因子有2个,包括Rb和Smad3.结论转录因子活性异常与肝癌转移密切相关,本实验筛选出的转录因子可能有助于揭示肝癌转移的分子机制,并寻找新的预测指标及干预治疗的靶点.
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单克隆抗体修饰玻璃表面制备蛋白质芯片的初步研究
目的探讨应用单克隆抗体修饰玻璃表面制备蛋白质芯片的方法.方法用不同浓度的抗6X His单克隆抗体修饰玻璃表面,从蛋白质固定效率和固定蛋白质的反应活性两个方面,对修饰效果进行评价.结果初步观察到单克隆抗体修饰玻片对蛋白质的固定量较醛基化修饰的玻片没有明显增加,但其固定蛋白质中有反应活性的蛋白质的比例较高.结论单克隆抗体修饰的玻片也适合于制备蛋白质芯片.
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SELDI 蛋白质芯片技术及其在医学研究中的应用
随着人类基因组计划的终完成,蛋白质作为生命功能的终执行者,其功能已越来越受到人们的重视.深入研究蛋白质的结构、功能以及它们之间的相互作用,将成为终揭示人体疾病发生发展和转归规律的关键环节之一.传统蛋白质研究的方法如色谱分离纯化技术、二维电泳、质谱等方法因操作过程繁锁、耗时冗长、重复性差、检测样本量小等缺点而不适合对蛋白质开展大规模的筛选研究,蛋白质组学研究迫切需要一种高通量、快速、全自动化的用于对批量蛋白质进行快速研究的仪器.近几年来,随着相关基础科学的发展,融合了生命科学与微电子科学、材料学等多门学科新研究成果的表面增强激光解附离子化飞行时间质谱(surface enhancedlaser desorption ionization-time of flight-mass spectrometry,SELDI-TOFMS)蛋白芯片诞生了,该技术广泛用于各类疾病特异性生物标志物的检测和筛选、蛋白质的相互作用、揭示蛋白酶的作用、测定血清中小分子物质的含量及新药的研制和开发等领域,并取得了一系列突破性进展.
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应用蛋白质芯片检测白血病细胞株耐药相关蛋白的表达
目的 利用低密度蛋白质芯片检测白血病细胞株耐药相关蛋白的表达.方法 选择与白血病耐药密切相关的11种蛋白为检测指标,制备低密度蛋白质芯片.对人白血病细胞株HL-60、K562、Jurkat及耐药细胞株HL-60/VCR、K562/ADM、人Burkitt淋巴瘤Raji细胞株细胞裂解物进行检测.结果 髓系白血病耐药细胞株P-糖蛋白(P-gp)、肺耐药蛋白/主要穹窿蛋白(LRP/MVP)、谷胱甘肽-硫-转移酶-π(GST-π)、血管内皮细胞生长因子(VEGF)、黏附分子淋巴细胞功能相关抗原-1(LFA-1)表达高于非耐药细胞株,而淋巴系白血病细胞株P-糖蛋白及趋化因子受体CXCR4均有高表达.结论 检测白血病耐药相关蛋白的蛋白质芯片可发现不同的白血病细胞株的耐药相关蛋白表达的差异,联合检测多种耐药相关蛋白有助于更好的研究白血病的耐药机制.
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蛋白芯片技术及其在血液病中的应用
蛋白质微阵列是既基因芯片技术之后又一重大的技术突破.它在蛋白质组学的研究中将起重要作用,可以用于疾病基础研究、诊断、疗效监测等方面.它具有高通量、自动化、灵敏度高和可用于多元分析等优点.本文就蛋白芯片原理、相关的制备方法与检测技术及其在血液病中的应用等方面进行了综述,并对现阶段该技术存在的不足和发展前景进行了讨论.
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蛋白质组学新技术在白血病中的应用
蛋白质组学(proteomes)是当今生物领域中极其活跃的学科,主要以生物质谱技术为支撑平台,并结合生物信息学对蛋白质进行研究.此外,发展高通量和高精度的蛋白质相互作用检测技术已受到密切关注,如蛋白质芯片、抗体芯片、荧光能量传递技术等.在白血病的发病机制、早期诊断、指导治疗、寻找药物靶分子及预后判断等方面,蛋白质组学技术发挥了积极作用.
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异基因造血干细胞移植患者血清生物标志物水平变化与aGVHD的关系
目的 探讨异基因造血干细胞移植(allo-HSCT)患者不同时间点血清生物标志物水平变化和急性移植物抗宿主病(aGVHD)的关系.方法 采用蛋白质芯片技术检测20名接受allo-HSCT患者在移植-7d和+7、+14、+28、+56、+100 d等6个时间点血清IL-1β、IL-7、IL-8、ST2、vWF的含量;其中发生了aGVHD的10例为aGVHD组,另外10例系选择同期未发生aGVHD的病例作为对照组(非aGVHD组).结果 aGVHD组与非aGVHD组比较,血清ST2含量(灰度值):移植后+7d为5 475.77±1 681.21vs 3 362.06±1 360.19,+56 d为6 249.04±2 535.93vs 3571.62±945.45(P ＜0.05);IL-7含量(灰度值):移植后+28 d为3 152.35±746.12vs 1 905.81±860.52,+56 d为3 140.05±772.05vs 1 816.16±804.56,+100 d为3 560.24±906.78vs 1 902.56±697.48(P ＜0.05);IL-1β含量(灰度值):移植后+56 d为4 154.16±1 358.11 vs 2 894.74±1 126.18(P＜0.05);其余各检测时间点这3种血清标志物及IL-8、vWF水平6个检测时间点2组相近(P＞0.05).结论 allo-HSCT后aGVHD患者的血清IL-1β、IL-7、ST2含量高于未发生aGVHD者,该3项指标有助于aGVHD的诊断和干预.
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蛋白芯片检测高原红细胞增多症患者血清炎症细胞因子表达的探索研究
目的 利用蛋白芯片技术检测高原红细胞增多症(HAPC)患者与高原正常人血清炎症细胞因子的表达,探讨血清炎症细胞因子在HAPC发病中的作用及可能的机制.方法 选择与慢性高原病密切相关的40种炎症细胞因子作为可能影响HAPC发病的检测指标,应用低密度蛋白质芯片检测8名HAPC患者及9名高原正常人的血清标本,并利用SRING9.1数据库做蛋白质相互作用分析.结果 HAPC患者与高原正常人的血清炎症细胞因子蛋白表达水平:IL-1β为488.92±91.78vs226.65±127.62、IL-2为590.64 (707.02-460.88) vs 280.79(294.70-205.27)、IL-3为711.38±197.51 vs 271.64±135.69、IL-15为534.50±143.04vs 367.98±108.10、IL-16为655.55±150.86vs394.75±110.74、MCP-1为2304.70(3 901.71-1 928.07) vs 1421.61(2 099.36-1241.21)、TNF-α为591.43±103.03vs433.18±141.12(P＜0.05);其余33种炎症细胞因子变化甚小(P＞0.05).结论 IL-1β、IL-2、IL-3、IL--15、IL-16、MCP-1、TNF-α可能均参与了HAPC的发病过程,且与EPO、HIF-1α、雄激素受体(AR)有内在的相互关联作用;蛋白芯片技术对于探讨HAPC发病机制及开发快速准确临床检验是技术1种具有实用性和有效性的工具.
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应用蛋白质指纹图谱技术进行肝纤维化早期诊断的实验研究
目的 检测肝纤维化各期的血清蛋白质组图谱,筛选特异的蛋白质标志物,用于肝纤维化的早期诊断.方法 SD大鼠50只,随机分为对照组(n=6)和实验组(n=44)2组,采用表面增强激光电离飞行时间质谱技术检测2组大鼠血清中的差异蛋白; 采用放射免疫法检测血清肝纤维化4项,即Ⅲ型前胶原(PCⅢ)、Ⅳ型胶原(Ⅳ-C)、层粘连蛋白(LN)和透明质酸酶(HA).结果 实验组中属肝纤维化Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ及Ⅳ期者分别有8、5、5及6只[有20只大鼠未到实验设定的采集标本时间死亡(系注射CCl4所致)].发现了质核比为4 203、4 658及7 400的3个差异蛋白标志物,其中质核比为4 658及7 400的2个蛋白质峰在肝纤维化Ⅰ期即明显升高,与对照组比较差异有统计学意义(P<0.05); 而血清肝纤维化4项的水平在肝纤维化Ⅲ期或Ⅳ期才明显高于对照组(P<0.05).结论 蛋白质指纹图谱技术在肝纤维化的早期诊断以及标志物筛选方面有一定的价值,值得进一步深入研究.
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生物组织芯片技术及其在医学中的应用
组织芯片又称组织微阵列(tissue microarray)是将数十个、数百个乃至上千个小的组织片整齐地排列在某一载体上(通常是载玻片)而成的微缩组织切片.组织芯片与基因芯片(gene array)和蛋白质芯片(protein array)一起构成了生物芯片(bio-chips)系列,被誉为医学、生物学领域的一次革命.
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慢性心力衰竭患者循环中蛋白标志物与心功能的关系探讨
目的探讨不同病因慢性心力衰竭(CHF)患者循环中蛋白标志物与心功能的相关性.方法运用蛋白芯片技术同步联检64例CHF者及40例健康对照组血清或血浆中的炎性因子、炎性相关因子及心肌损伤因子7种蛋白标志物.结果CHF组与对照组比较,血清中的MMP-9、sCD40L、CRP、IL-6、H-FABP,血浆中的sVCAM-1及ET-1浓度升高,差异有显著性意义(P＜0.05,P＜0.01);缺血性心脏病心力衰竭与其它类型心脏病心力衰竭患者心功能级别构成,差异无显著性意义(P＞0.05),两组患者血清中MMP-9、sCD40L及血浆中sVCAM-1比较,差异无显著性意义(P＞0.05),与正常对照组比较,差异有显著性意义(P＜0.01);CHF患者血清中MMP-9、sCD40L及血浆中sVCAM-1与心功能分级显著正相关(rs=0.640,rs=0.818,与rs=0.845,P＜0.001).结论CUF患者循环中7种蛋白标志物水平异常,可作为CHF分子水平的标志物.其中MMP-9、sCD40L、sVCAM-1与心功能的严重程度密切相关,提示上述蛋白标志物参与了不同病因CHF的发生、发展过程.
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抗体的选择——从传统免疫分析到蛋白质芯片
随着后基因组时代(post-genome era)的到来和人类蛋白质组计划(human proteome project, HPP)的启动, 蛋白质组学的研究开始受到越来越多的关注.蛋白质微阵列是蛋白质组研究中的一项重要技术, 由三大紧密联系的技术支撑, 即固相载体的选择与修饰, 捕获分子和检测系统的选择.其中, 捕获分子的选择和表征是蛋白质微阵列发展的关键技术之一, 这里就蛋白质芯片构建过程中抗体的选择作一综述.
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微流控芯片技术及应用展望
微流控芯片是通过微细加工技术将微通道、微泵、微阀、微储液器、微电极、微检测元件窗口和连接器等功能元件像集成电路一样,使它们集成在芯片材料上的微全分析系统[1].20世纪90年代初由瑞士的Manz和Widmer提出,称为"微型全分析系统"(Miniatrized total analysis sys-tems或micro total analysis systems,μ-TAS)[x].在现今的称呼中微全分析系统(μ-TSA)和微流控芯片(microfluidicchip)实质为同一概念,它有别于以静态亲和技术为核心的微孔板芯片,后者通常被称之为"生物芯片",其典型代表为蛋白质芯片[J].微流控芯片具有高效、低耗(包括时间、标本、试剂)等特点,在过去的十几年中从其自身的发展以及应用范围都得到迅猛发展.
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血清CA19-9和CA242检测在胆管癌中的诊断价值
目的:研究多肿瘤标志物蛋白质芯片联合检测CA19-9和CA242在诊断胆管癌中的价值.方法:应用多肿瘤标志物蛋白质芯片诊断系统检测75例胆管疾病患者血清中两种肿瘤标志物糖类抗原19-9(CA19-9)和糖类抗原242(CA242)的改变.所有疾病均经术中和/或术后病理学证实,其中胆管癌40例、胆管良性病变35例.结果:40例胆管癌中,CA19-9阳性者35例(87.5%),CA242阳性者33例(82.5%);35例胆管良性病变中CA19-9阳性者22例(62.9%),CA242阳性者10例(28.6%).75例患者中CA19-9和CA242同时阳性者37例,其中胆管癌患者同时阳性者31例(77.5%),CA19-9》500U/ml者28例;胆管良性病变同时阳性者6例(17.1%),CA19-9》500U/ml者1例,两者相比较有统计学差异(P＜0.01).结论:应用多肿瘤标志物蛋白质芯片诊断系统联合检测CA19-9和CA242,对胆管疾病良恶性的鉴别具有重要临床价值.
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蛋白芯片筛选胶质瘤蛋白标志物的初步应用
目的 探索表面加强激光解吸电离-飞行时间质谱(surface-enhanced laser desorption/ionization time of flight mass spectrometry, SELDI TOF MS)蛋白芯片技术在星形细胞瘤早期诊断和预后判断中的应用. 方法 应用蛋白芯片生物系统(proteinchip biosystems, PBSⅡ)以及强阴离子交换芯片(strong anion-exchange, SAX2),对26例星形细胞瘤患者和22例正常人血清进行蛋白芯片检测,并用蛋白芯片软件包3.0进行数据处理和质谱分析. 结果 肿瘤组与对照组在质荷比(mass/charge, M/Z)为5911 Da、4948 Da、16494 Da、4521 Da和8593 Da处蛋白含量有显著差异,并且构建成的蛋白树状分析模式可以有效区分肿瘤患者,其灵敏度为88.46%(23/26),特异度达100%(22/22).此外,在不同级别的星形细胞瘤之间也存在差异表达的蛋白峰.结论 应用蛋白芯片质谱技术可以得到星形细胞瘤患者血清中特异性的蛋白质谱图,在早期诊断及预后判断中具有重要意义.
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蛋白质芯片技术在过敏原特异性IgE检测中的初步应用
目的研制过敏原特异性IgE检测蛋白芯片,对该芯片的检测灵敏性和特异性进行评估.方法将不同浓度的过敏原提取液按一定阵列方式点样到固相载体上,经过固定,封闭,洗涤步骤,加入待检血清,血清中的抗体与基片上的抗原反应,用生物素-亲和素系统使Cy3荧光信号扩增,后用Scanarray 4000激光共聚扫描仪成像.与IVT试剂盒(EIA法)进行了对比检测.结果芯片的灵敏性和特异性较好,血清稀释128倍仍可检测到豚草特异性IgE的存在.芯片法对食入性过敏原的检测效果好,对吸入性过敏原的检测效果比EIA法差.结论过敏原特异性IgE抗体检测芯片,具有样本血清量少,操作简便,价格低廉等优点,具有较强的临床检测使用价值,是未来诊断试剂的发展方向.
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蛋白质芯片的研究进展
蛋白质芯片是近年来兴起的生物检测技术.本文简要综述了该技术的发展概况、基本原理及在基础研究和疾病诊断中的初步应用,并指出了存在的问题及发展前景.
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应用蛋白质芯片技术在人血清中发现肾癌差异蛋白
目的 研究肾癌患者手术前血清与对照人群血清的蛋白质差异及其临床意义.方法 采用蛋白质芯片CM10技术鉴定40例肾癌患者(肾癌组)手术前血清与40例正常人(对照组)血清的蛋白质质谱的差异.结果两组质谱显示初步筛出质荷比在1 038、1 568、1 723、7 976、8 058、1 5 940、1 545、16 107、1 433、1 701、1 500共11个蛋白峰有明显差异,其敏感性为 88.95%,特异性为83.68%.结论 肾癌特异性蛋白质的发现,对进一步研究其发生机理及临床特异性标记物的发现有重要的意义.
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闭合性脑损伤后血清和海马的蛋白质表达
目的 研究大鼠脑损伤后血清和海马中蛋白质表达的差异.方法 用雄性SD大鼠制造脑损伤模型,应用弱阳离子交换(WCX2)芯片和铜离子结合(IMAC-Cu)芯片结合表面增强激光解析电离飞行时间质谱技术,分析大鼠闭合性脑损伤后不同时间血清和海马中蛋白质表达谱的变化.结果 WCX2芯片在血清和海马样本中分别捕获436个和364个蛋白质峰,IMAC-Cu芯片在血清和海马样本中分别捕获229个和345个蛋白质峰.WCX2芯片在血清和海马中都能捕获的蛋白质峰为10个,IMAC-Cu芯片在血清和海马中都能捕获的蛋白质峰为13个.结论 闭合性脑损伤可引起血清和海马蛋白质表达谱发生变化,且二者存在显著差异,同种芯片在血清和海马中检测到的差异蛋白质,可能是脑损伤生物标志蛋白.
