在腫瘤相關(guān)蛋白定量研究中的應(yīng)用

利用非標(biāo)記（2D，Label free）及標(biāo)記（DIGE、SILAC、iTRAQ）定量的蛋白組技術(shù)與方法，可以實(shí)現(xiàn)對不同樣品中的大量蛋白進(jìn)行大規(guī)模的相對定量研究，進(jìn)而為相關(guān)具體機(jī)制的深入闡明提供基礎(chǔ)和思路。

癌癥發(fā)生機(jī)制研究方面，Kikuchi 等人利用非標(biāo)記的 Label free 方法分析了臨床非小細(xì)胞肺癌組織與正常肺組織的蛋白質(zhì)組差異，共鑒定到了 3621 個(gè)蛋白質(zhì), 并發(fā)現(xiàn)其中 758 個(gè)蛋白質(zhì)在兩組樣本中存在顯著地表達(dá)差異。利用生物信息對差異數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析和篩選，作者選取了其中一些差異表達(dá)蛋白進(jìn)行了進(jìn)一步地表達(dá)驗(yàn)證和功能研究，并證實(shí) p21- activated kinase 2 的差異表達(dá)在非小細(xì)胞肺癌的增殖與轉(zhuǎn)移過程中具有重要作用，可能成為非小細(xì)胞肺癌治療的新靶點(diǎn)。相關(guān)成果發(fā)表在 2012 年《Molecular & Cellular Proteomics》上?；谠摰鞍踪|(zhì)組學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)掘的大量蛋白質(zhì)差異表達(dá)數(shù)據(jù)，該研究團(tuán)隊(duì)在后續(xù)的研究中選取了其中另外一個(gè)差異表達(dá)蛋白——SLC1A5 (solute-linked carrier family A1 member 5)進(jìn)行了進(jìn)一步地功能研究，并于 2013 年在《Clinic cancer research》上發(fā)表了關(guān)于 SLC1A5 通過介導(dǎo)谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)影響非小細(xì)胞肺癌生長和存活的論文。

腫瘤轉(zhuǎn)移研究方面，為了闡明 epidermal growth factor receptor (EGFRvIII)突變導(dǎo)致多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤表現(xiàn)出高浸潤表型的分子機(jī)制，Mukherjee 等人發(fā)表于 2009 年《Cancer  Research》的研究，利用 iTRAQ 的方法分別標(biāo)記了野生型（wtEGFR）和突變型(EGFRvIII)腫瘤組織樣本，并檢測了兩類樣本中蛋白質(zhì)組的表達(dá)變化，發(fā)現(xiàn)了 18 個(gè)蛋白質(zhì)在兩類樣本中存在>1.5 倍的表達(dá)差異。在此基礎(chǔ)上，作者從差異表達(dá)蛋白質(zhì)中選取了細(xì)胞侵襲相關(guān)蛋白 CRMP1 進(jìn)行了進(jìn)一步的表達(dá)和功能驗(yàn)證，并最終證實(shí) CRMP1 缺失對 EGFRvIII 突變多形性膠 質(zhì)母細(xì)胞瘤的高浸潤表型具有重要貢獻(xiàn)。Schliekelman 等 2011 年發(fā)表在《Cancer research》 的研究利用 SILAC 的方法對 miR-200 缺失誘導(dǎo)上皮細(xì)胞間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）的高轉(zhuǎn)移肺腺癌細(xì)胞與非高轉(zhuǎn)移腺癌細(xì)胞進(jìn)了標(biāo)記，并檢測兩組細(xì)胞的全細(xì)胞裂解液、細(xì)胞表面蛋白質(zhì)及條件培養(yǎng)基中的蛋白質(zhì)表達(dá)差異：發(fā)現(xiàn)了大量新的與肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)的蛋白質(zhì)，尤其是腫瘤轉(zhuǎn)移中發(fā)生的大范圍的微環(huán)境的改變，并構(gòu)建了 TGF-β 作用分子信號(hào)網(wǎng)絡(luò)。通過比較 microRNA- 200 缺失后腫瘤細(xì)胞蛋白質(zhì)組的差異表達(dá)，作者證實(shí)了 microRNA-200 限制 EMT 發(fā)生和轉(zhuǎn)移的作用是通過直接調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)蛋白和肽酶實(shí)現(xiàn)的。

腫瘤干細(xì)胞研究方面，為了發(fā)現(xiàn)新的腫瘤干細(xì)胞生物標(biāo)志物，Ching-Huai Ko等利用iTRAQ 的方法，通過比較肝癌細(xì)胞與肝癌干細(xì)胞的蛋白質(zhì)組差異，發(fā)現(xiàn)了一些新的可用于鑒定肝癌干細(xì)胞的生物標(biāo)志物，并對相關(guān)差異表達(dá)蛋白質(zhì)的功能進(jìn)行了驗(yàn)證。在腫瘤干細(xì)胞功能研究方面，利用 DIGE-MS 的方法，Thirant 等發(fā)表于 2012 年《Stem cell》的研究比較了神經(jīng)膠質(zhì)瘤干細(xì)胞樣細(xì)胞與神經(jīng)干細(xì)胞的蛋白質(zhì)組表達(dá)差異，發(fā)現(xiàn)肝癌衍生生長因子（HDGF）在神經(jīng)膠質(zhì)瘤干細(xì)胞中顯著地高表達(dá)，進(jìn)而進(jìn)一步證實(shí) HDGF 是一個(gè)新的神經(jīng)膠質(zhì)瘤干細(xì)胞相關(guān)的血管新生因子。

腫瘤微環(huán)境研究方面，Zeng 等利用 SLIAC 的方法研究了腫瘤細(xì)胞與正常上皮細(xì)胞共培養(yǎng)條件下細(xì)胞分泌蛋白組的變化，鑒定到了共培養(yǎng)體系細(xì)胞上清中 45 個(gè)表達(dá)增加超過 2 倍的蛋白質(zhì)，這些蛋白均與腫瘤相關(guān)的生物過程有關(guān)。此研究為后期研究腫瘤細(xì)胞與微環(huán)境細(xì)胞間的相互作用提供了基礎(chǔ)。

除了相對定量，利用基于選擇性/多反應(yīng)監(jiān)視（SRM/MRM）質(zhì)譜技術(shù)的蛋白組學(xué)，可以實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜樣品中的目的蛋白進(jìn)行絕對定量。2011 年發(fā)表在《PNAS》的研究利用 SRM 的蛋白質(zhì)組學(xué)方法檢測了不同腫瘤細(xì)胞系中 Ras 突變蛋白的表達(dá)。SRM 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)平均每個(gè) SW480 結(jié)直腸癌細(xì)胞中有大約 1.3*106 個(gè)野生型 Ras 蛋白，突變 Ras 與野生型 Ras 的比例為 5.6。 同樣的方法也被用于進(jìn)行正常結(jié)直腸組織、結(jié)直腸癌腫瘤組織和胰腺囊腫液等臨床樣本中 Ras 突變蛋白的絕對定量。