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组织微阵列及其在肿瘤病理研究中的应用
2000年6月底公布人类基因组工作草图后,基因研究的重点已从结构转向功能,即后基因组时代.今年2月公布的整理后的基因草图序列[1],初步认定人类约有3万个左右的基因,大大少于原来约有10万个基因的估计.由于一个基因可以编码不同的蛋白,所以基因编码产物数量要多于基因数.对于数万个基因的功能研究,分析其复杂的表达方式以及基因间相互作用、相互调节的关系,其艰巨性和对阐明生命活动过程的重要意义将超过人类基因组计划.面对如此艰巨、复杂的工作,传统的基因功能研究方法已无法满足,由此出现了一系列的新技术、新方法,微阵列技术(microarray technology)便是这些革命性新技术之一.微阵列技术是在一小片固相载体上储存大量的生物信息,含有大量生物信息的固相基质称之为微阵列,又称生物芯片(biochip),根据储存生物信息的类型,可分为寡核苷酸微阵列(DNA芯片),cDNA微阵列(cDNA芯片),蛋白质微阵列(蛋白质芯片)和组织微阵列(tissue microarray,组织芯片).在此就组织微阵列研究进展和应用作一介绍.
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大鼠闭合性脑损伤后不同脑区蛋白质表达的差异比较
目的 研究大鼠脑损伤后大脑皮质、海马和脑干中蛋白质表达的特点及差异.方法 56只雄性SD大鼠,随机分为正常对照组、手术对照组及损伤组,后者于损伤后4 h、8 h、12 h、24 h和48 h不同时间取材观察.复制Marmarou's落体打击脑损伤模型,应用弱阳离子交换芯片(WCX-2)和固定金属亲和吸附芯片(IMAC-Cu)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皮质、海马和脑干中蛋白质表达谱的变化.结果 (1)在WCX-2芯片上,大脑皮质中共捕获404个蛋白质峰;海马中共捕获364个蛋白质峰;脑干中共捕获495个蛋白质峰.在IMAC-Cu芯片上,皮质中共捕获203个蛋白质峰;海马中共捕获345个蛋白质峰;脑干中共捕获107个蛋白质峰.(2)与手术对照组相比,损伤组大脑皮质在两种芯片上共有38个蛋白质峰的相对强度差异有统计学意义(P<0.05);海马在两种芯片上共有49个蛋白质峰的相对强度差异有统计学意义(P<0.05);脑干在两种芯片上共有27个蛋白质峰的相对强度有显著性差异(P<0.05).结论 (1)脑损伤可引起不同脑区中蛋白质表达谱发生变化.(2)不同脑区蛋白质表达谱存在差异.
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制备蛋白质芯片的玻璃表面修饰方法比较
目的探讨用于制备蛋白质芯片的4种玻璃表面修饰方法对蛋白质的固定能力.方法从蛋白质固定效率和固定蛋白质的反应性2个方面,对戊二醛修饰法、琼脂糖修饰法、巯基修饰法和聚赖氨酸修饰法进行比较.结果 4种修饰方法中聚赖氨酸修饰玻片对蛋白质的固定量较大,比醛基修饰的玻片约高31.5%;与醛基修饰相比,其反应性约高26.6%.结论聚赖氨酸修饰的玻片较适合于制备蛋白质芯片.
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过敏原特异性IgE检测芯片的制备及初步应用
目的研制一种能同时对18种过敏原特异性IgE进行检测的蛋白芯片,并探讨其在过敏性疾病诊断中的应用价值.方法选择合适的固相载体,经L16(44×23)正交法对芯片制备,并对使用条件进行优化,以Scanarray 4000激光共聚扫描仪成像,Quantarray软件分析荧光强度.同时用自制芯片和IVT试剂盒对138份过敏性疾病患者血清进行对比检测分析.结果本研究的佳试验条件:以用NC膜为固相载体,血清稀释8倍,抗原抗体反应2 h,Cy3-亲和素浓度为1.25 μg/ml.将本研究研制的过敏原特异性IgE检测芯片与IVT试剂盒比较,阳性检出符合率为60.2%,两种方法对鸡蛋、海鱼、大豆、花生、大籽蒿花粉等过敏原的检出率无差异(P>0.05).结论本研究建立的过敏原特异性IgE检测芯片,具有血清用量少、同时检测多项指标、操作简便、价格低廉等优点,适合在临床检测工作中推广应用.
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蛋白质芯片联合检测胰腺癌患者血清肿瘤标志物的意义
肿瘤是危害人类健康的常见病、多发病,早期发现,对观察病情发展及预后判断有重要意义.
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蛋白质芯片及其在临床医学中的研究进展
人类基因组计划的测序完成后,另一个更加艰巨的任务就是确定基因组编码的所有蛋白质结构和生物学功能.由于蛋白表达水平未完全与mRNA表达水平相一致,得到表达的蛋白要经过翻译后修饰,因此仅用基因芯片研究基因功能是不全面的.虽然,传统生物化学方法在单个蛋白功能研究方面功不可没,但不适用于细胞、组织、微生物中每个蛋白的研究,更不能满足全基因组范围内大规模检测分析的要求.于是,作为一种高通量、高灵敏度、高特异性且微型化的蛋白质分析技术,蛋白质芯片在众多蛋白质测定方法中脱颖而出.
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联合检测CA19-9和CA125鉴别良恶性腹水
目的:联合检测患者血清或腹水CA125和CA19-9,以提高对肿瘤诊断与病情判断的准确性.方法:59例腹水患者以照良、恶性分为2组.利用蛋白质芯片技术检测两组CA125和CA19-9含量,并进行统计学分析.结果:恶性组腹水CA125和CA19-9分别为602.03±405.72和370.65±490.01,均明显高于良性组,差异有显著性(P＜0.01);恶性组血清CA125为213.30±251.36,与良性腹水组相比,没有显著性差异(P＞0.05),而血清CA19-9的测定值为65.80±117.45,显著高于良性腹水组(P＜0.05).CA19-9检测恶性腹水的特异性、敏感性和准确性分别为66.7%、46.2%、57.7%;CA125的特异性、敏感性和准确性分别为57.6%、61.5%和59.3%;而联合检测腹水CA19-9和CA125的特异性、敏感性和准确性分别为57.6%、84.6%和69.5%,其中敏感性明显高于单独检测CA125(P＜0.05)或CA19-9(P＜0.01).结论:联合检测CA19-9和CA125诊断恶性腹水的敏感性和准确性可提高.
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蛋白质芯片在肿瘤以及恶性腹水诊断中的应用
腹水是一种临床常见病症,病因复杂,其病因诊断尤其是良、恶性腹水的鉴别具有重大意义.蛋白质芯片是近年来新兴起的生物学技术,具有高通量、高敏感性和高特异性的特点,可同时分析多个生物标本或检测多种疾病,被广泛应用于医学研究.本文介绍了蛋白质芯片基本原理、临床应用,尤其在肿瘤标志物的筛选和良、恶性腹水的鉴别诊断方面的研究进展.
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生物芯片技术及其在消化系统疾病研究中的应用
生物芯片技术因其可在一次反应中进行信息的平行分析,而受到众多研究者的瞩目,特别是在人类基因组计划研究工作中的应用,不仅极大地促进了该项工作的进行,也使芯片技术在短短的几年间得到了长足地发展,并迅速在杂交测序以外的领域得到广泛的应用.利用生物芯片的高通量特性,系统地研究生物体系表达的蛋白质功能及其相互作用,使蛋白质芯片在近几年有了迅速的发展.生物芯片技术不断应用于食管癌、肝癌、胰腺癌和结直肠癌等消化系统肿瘤以及幽门螺杆菌感染相关性疾病和病毒性肝炎等消化系统疾病的研究中,对阐明其发病机制以及诊断和治疗起着巨大的推动作用.
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蛋白质谱分析方法特点及其在蛋白组学研究领域中的应用
新近广泛应用蛋白质芯片(ProteinChip(R) Array)系统成功鉴定出了一些重要疾病(如肿瘤和危害性较大的传染病)新的、特异性的生物标记(biomarkers),后者不仅在生物医学的基础方面具有重要的科学价值,而且在临床疾病的诊断、治疗和预防发挥重要的指导作用,显示了良好的发展前景.本文就表面增强的激光解析电离-飞行时间-质谱(SELDI-TOF-MS)相关的原理、特点、在临床和基础研究中的应用新进展和未来的发展趋势做一综述.此外,我们就蛋白质谱分析技术在病毒性肝炎、肝硬化和肝癌等一系列肝病方面的应用策略和前景进行了分析.
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体外培养的肝癌细胞株与正常肝细胞株蛋白质的差异表达
目的:运用SELDI蛋白质芯片技术分析体外培养的肝癌细胞株(HepG2)与正常肝细胞株(L02)蛋白质表达差异.方法:在体外培养HepG2和L02细胞株,收获细胞,将细胞用细胞裂解液裂解后,采用SELDI蛋白质芯片技术用IMAC3及WCX2芯片检测HepG2、L02的蛋白质谱.结果:体外培养的肝癌细胞株与正常肝细胞株的蛋白质存在差异表达,IMAC3芯片共捕获61个蛋白,发现差异峰7个,与L02细胞相比,其中3个差异蛋白在肝癌细胞中高表达,4个差异蛋白在肝癌细胞中低表达.WCX2芯片共捕获91个蛋白,发现差异峰14个,其中3个差异蛋白在肝癌细胞中高表达,11个差异蛋白在肝癌细胞中低表达.结论:SELDI蛋白芯片技术检测肝癌细胞株与正常肝细胞株蛋白质的差异表达方法简便,敏感性高,重复性好.
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应用SELDI-TOF-MS技术分析SEB染毒小鼠血清蛋白质组学变化
目的:把蛋白质芯片和SELDI质谱技术应用于金黄色葡萄球菌肠毒素B(staphylococcalenterotoxin B,SEB)染毒小鼠血清蛋白质组研究,分析染毒小鼠血清蛋白质组的变化.方法:采用表面增强激光解吸电离飞行时间质谱技术和弱阳离子交换蛋白质芯片检测染毒小鼠血清蛋白质的变化,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Biomarker wizard和Biomarker Patterns System软件进行分析.结果:实验组与对照组血清蛋白质谱相比有11个蛋白质有显著差异,其中8个蛋白质表达上调,3个表达下调.结论:SEB染毒小鼠血清蛋白质组发生显著变化,可能与SEB的毒理学与病理学作用有密切关系.
关键词： SELDI-TOF-MS 蛋白质芯片 SEB 标志蛋白 -
应用蛋白芯片联合检测急性冠状动脉综合征患者循环血中蛋白标志物
目的:同步联检急性冠状动脉(冠脉)综合征患者循环血中10种蛋白标志物浓度并探讨其临床意义.方法:运用蛋白芯片技术联检经冠脉造影及临床表现证实为急性冠脉综合征患者104例(分为急性心肌梗死组54例、不稳定性心绞痛组50例)及正常对照组50例血清或血浆中10种蛋白标志物水平,选择其中3种蛋白标志物与经典的酶联免疫双抗体夹心吸附实验(ELISA法)对照.结果:急性心肌梗死组和不稳定性心绞痛组血清中基质金属蛋白酶-9(MMP-9)、可溶性CD40L(sCD40L)、肌钙蛋白I(cTnI)、C反应蛋白(CRP)、心脏型脂肪酸结合蛋白(H-FABP)、白细胞介素-6(IL-6)及血浆中内皮素-1(ET-1)浓度,与正常对照组比较,差异有显著性(P＜0.01);急性心肌梗死组血清中H-FABP、cTnI含量明显高于不稳定性心绞痛组,差异有显著性(P＜0.01).CRP与IL-6和sCD40L与可溶性血管细胞粘附分子-1(sVCAM-1)、MMP-9之间的直线相关分析结果发现,CRP与IL-6显著正相关(r=0.961,P＜0.01);sCD40L与sVCAM-1显著正相关(r=0.644,P＜0.01),sCD40L与MMP-9无相关性(r=0.158,P＞0.05).采用蛋白芯片法与ELISA法检测急性冠状动脉综合征患者血中的3种蛋白标志物,结果显示H-FABP、sCD401的含量,差异无显著性(P＞0.05),而MMP-9差异有显著性(P＜0.01).结论:心血管蛋白芯片技术不失为一种综合评估急性冠脉综合征蛋白标志物的有力工具.急性冠脉综合征患者循环中10种蛋白标志物水平异常,可作为急性冠脉综合征发生、发展过程中分子水平的标志物群.
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蛋白芯片法联检急性冠状动脉综合征患者血中细胞因子的意义
目的 探讨急性冠状动脉综合征(ACS)患者血中炎性细胞因子、炎性细胞相关因子及心肌损伤因子浓度的变化及临床意义.方法 运用蛋白芯片技术同步联检经冠状动脉造影及临床表现证实为ACS患者104例及对照者50例血清或血浆中10种细胞因子水平;同时对不稳定性心绞痛(UA)患者按Braunwald分级进行分析.结果 急性心肌梗死(AMI)组和UA组血清中C反应蛋白(CRP)、白介素(IL)-6、可溶性CD40L(sCD40L)、基质金属蛋白酶(MMP)-9、心脏型脂肪酸结合蛋白(H-FABP)、肌钙蛋白Ⅰ(cTnⅠ)及血浆中的IL-8、内皮素(ET)-1、可溶性血管细胞黏附分子(sVCAM)-1、氨基酸N末端脑钠肽原(NT-proBNP)浓度高于对照组,差异有统计学意义(P＜0.01);AMI组cTnⅠ[(11.08±10.49) μg/L]和H-FABP[(19.80±4.60)μg/L]浓度高于UA组[cTnⅠ:(0.69±0.18)μg/L,H-FABP:(4.12±2.45)μg/L,P＜0.01],而CRP、IL-6、MMP-9、sCD40L及ET-1浓度,两组比较差异无统计学意义;UA组MMP-9、sCD40L及H-FABP的浓度与Braunwald分级存在显著正相关(分别r=0.653,r=0.745,r=0.933,均P＜0.01).随着心绞痛严重程度的增加,MMP-9、sCD40L及H-FABP水平明显升高,心绞痛Ⅰ级＜心绞痛Ⅱ级＜心绞痛Ⅲ级(P＜0.01).结论 ACS患者血中存在多种细胞因子浓度异常,其中MMP-9、sCD40L、H-FASP的浓度与UA患者心绞痛严重程度存在良好的相关性.提示上述细胞因子参与和促使了ACS的发生、发展,为ACS的危险分层、预后判断提供了可能的分子标志物依据.
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软骨损伤患者关节镜手术及关节腔内注射玻璃酸钠后关节液中基质金属蛋白酶-13表达水平变化的研究
目的 探讨行关节镜手术并关节腔内注射玻璃酸钠后的软骨损伤患者关节液中基质金属蛋白酶-13(MMP-13)表达水平的变化.方法 对42例经Outerbridge软骨损伤评分法分组的软骨损伤患者,应用低密度蛋白质芯片方法检测各组患者行关节镜手术前的关节液及术后1、2、3、4周注射玻璃酸钠后的关节液中MMP-13的荧光强度.结果 软骨损伤严重组(Ⅳ度、Ⅲ度)的行关节镜手术及玻璃酸钠治疗后的第2周,关节液内MMP-13表达水平开始显著下降,并持续到第5周.软骨损伤较轻组(0度、Ⅰ度)的关节液中MMP-13表达水平在第4、5周与术前的比较有统计学差异(P<0.05).在第5周时,软骨损伤严重组(Ⅳ度、Ⅲ度)关节液内MMP-13表达水平高于软骨损伤较轻组(0度、Ⅰ度).结论 经关节镜手术、关节腔内注射玻璃酸钠治疗后软骨损伤严重的患者关节液内MMP-13表达水平下降较软骨损伤轻的更明显,MMP-13表达水平下降的意义对软骨代谢水平评价及临床疗效判定有一定的指导价值.
关键词： 软骨损伤 蛋白质芯片 基质金属蛋白酶-13 玻璃酸钠 -
蛋白质芯片技术筛选膀胱癌尿液标记物的研究
目的寻找膀胱癌尿液中新的肿瘤标记物.方法采用表面增强激光解吸/离子化-飞行时间质谱(SELDI-TOF-MS)技术,选用IMAC-Cu-3蛋白质芯片对61例膀胱癌及95例对照组尿液标本进行检测以筛选膀胱癌患者尿液中差异表达蛋白质.结果两组尿液标本结果比较发现,膀胱癌差异表达明显的潜在标记物4个,相对分子质量分别为3445、3703、3896、5932.其中3445蛋白质被鉴定为α-defensin,诊断膀胱癌的敏感性为80%,特异性为75%;3703蛋白质诊断膀胱癌的敏感性为32%,特异性为94%,阳性者中97%为高级别浸润性膀胱癌;3896、5932诊断敏感性分别为78%、55%,特异性分别为40%、35%. 结论SELDI-TOF-MS蛋白质芯片技术是一种快速、简便易行、用量少和高通量分析方法,能直接筛选出膀胱癌患者尿液中相对特异的潜在标记物,具有较好的临床应用价值.
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白细胞介素8在人乳腺癌细胞侵袭和增殖中的作用
目的探讨白细胞介素8(IL-8)在乳腺癌细胞侵袭和增殖中的作用.方法运用细胞因子抗体芯片技术分析11株人类乳腺癌细胞的细胞因子表达谱,研究细胞因子在乳腺癌进展中的作用机制.结果细胞因子表达谱显示IL-8的表达水平与乳腺癌细胞雌激素受体状态,转移能力和波形丝蛋白的状态均相关,与人类乳腺癌细胞的侵袭直接正相关.IL-8抗体可以特异性地阻断IL-8介导的细胞侵袭作用,但对乳腺癌细胞增殖无明显作用.结论 IL-8可能是乳腺癌进展和细胞侵袭中的关键因子,在乳腺癌细胞侵袭中起重要作用.
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用芯片研究丙型肝炎病毒不同功能区抗体
目的用蛋白质芯片研究HCV不同功能区抗体及临床意义.方法将抗原性强的C、NS3、NS4、NS5片段用芯片点样仪定量点加在醛基化玻片上来制作蛋白芯片.用进口HCV(ELISA)筛选出65例抗-HCV阳性标本,阳性标本用芯片检测不同功能区抗体,并测定HCV-RNA;同时用芯片检测24例抗-HCV阴性的正常献血员血清.结果 24例抗-HCV阴性标本用芯片检测均阴性;65例抗-HCV阳性标本经芯片均有1～4种抗体阳性,其中抗-C一抗NS3+抗-NS4+抗-NS5阳性率高,占3 3.8%;抗-C、抗NS3、抗NS5、抗NS4总的检出率分别为98.5%、89.2%、52.3%和50.8%;未发现单独含抗-NS3、抗-NS4的血清;抗-C+抗NS3+抗NS4十抗NS5阳性血清中HCV RNA检出率高,占77.3%;HCV-RNA阳性血清中抗-NS5阳性率高,占61.8%,说明抗NS5与HCV-RNA有相关性(P＜0.05).结论蛋白质芯片显示较高的敏感性与特异性;抗C、抗-NS3在诊断抗HCV都很重要,抗-NS4及抗-NS5有诊断的互补作用,而抗-NS5在一定程度上能反映HCV的复制情况.
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广西肝癌高发区蛋白质芯片联合ELISA筛检肝癌血清差异蛋白病例对照研究
目的:检测广西肝癌高发区肝细胞癌患者中血清相关差异蛋白.方法:应用基于广西肝癌高发地区为基础的病例对照研究方法,采用蛋白质芯片技术对广西肝癌高发区11例肝癌患者与11名正常健康人血清蛋白进行检测,应用ELISA法对筛检出来的蛋白质在44例肝癌血清和44名正常健康人血清中进行验证.结果:蛋白质芯片结果提示,肝癌组血清IGFBP-2的浓度为(887.48±225.91) ρg/mL,高于对照组血清IGFBP-2浓度为(558.17±125.97) ρg/mL,t=2.846 9,P=0.021 6;肝癌组血清p21的浓度为(1 040.97±395.91) ρg/mL,低于对照组(2 756.64±1 355.64) ρg/mL,t=2.570 6,P=0.013 9;ELISA结果显示,肝癌患者血清IGFBP-2浓度为(2 006.54±407.71) ng/L,高于对照组(1 463.81±634.70) ng/L,t=4.772 3,P＜0.001;肝癌患者血清p21浓度为(2 293.095±1 378.03) ng/L,低于对照组(3 244.076±745.07) ng/L,t=4.026 7,P=0.000 1.结论:应用蛋白质芯片技术检测到的2个血清差异蛋白,可能是肝癌患者血清特异性生物标志,与广西肝癌高发区肝癌发生发展有关.
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SELDI蛋白质芯片技术及其在肿瘤学中的应用
随着人类基因组工作草图公布,标志着基因框架已经绘就,生命科学的重点也由基因组学转移到蛋白质组学的研究上来[1].数万个基因负载着大量生命信息,而这些核苷酸序列并不能完全决定基因的功能.蛋白质是基因指导合成的终产物,它可以直接反映基因给予的信息,后基因组时代便接踵而来.以蛋白质作为研究对象,对整体细胞及变异细胞功能进行分析,从而可以寻找疾病的特异性标志物;并可以通过寻找终末点的方法来对化学制剂和药物毒副作用进行评估[2].要完成这些繁杂的工作,需要高效、快速、准确的技术支持,SELDI蛋白质芯片技术便应运而生,为研究蛋白质的结构、属性、功能提供了可靠的技术平台.我们就SELDI蛋白质芯片技术及其在医学领域的研究状况做一综述.
