胰腺癌的差异蛋白质组学研究

论文摘要

胰腺癌是一种恶性程度极高的消化系统肿瘤，近年来发病率持续上升。由于其早期诊断困难，手术切除率和5年生存率低，严重威胁人民生命健康。目前对于胰腺癌的发病机制仍不明了，而早期诊断仍缺乏有效的肿瘤标志物。近年来蛋白质组学技术的发展为胰腺癌的研究开拓了一条新途径，本实验应用蛋白质组学技术筛选了胰腺癌患者血清和组织中的差异表达蛋白质，建立了基于血清蛋白质指纹图谱的胰腺癌诊断预测模型，鉴定了胰腺癌组织中的差异表达蛋白质，将这些差异蛋白质与应用cDNA microarray技术鉴定的胰腺癌组织差异表达基因相对比，发现了一些与胰腺癌发病机制密切相关的蛋白质。 第一部分实验中采用SELDI蛋白质芯片技术，分析了胰腺癌患者和健康对照者的血清蛋白质指纹图谱，从中筛选出与胰腺癌相关的血清差异蛋白质，通过生物信息学方法建立胰腺癌诊断预测模型，并通过盲法检测验证该模型的可靠性。另外，还比较了该诊断预测模型与胰腺癌传统血清肿瘤标志物CA19-9对于胰腺癌诊断的灵敏度和特异度，评价其临床应用价值。结果显示：SELDI蛋白质芯片技术重复性高、稳定性好，是较为理想的血清蛋白质组学研究平台；IMAC3-Cu芯片是研究胰腺癌血清蛋白质组的重要工具；采用IMAC3-Cu芯片，在胰腺癌患者血清中发现了12个差异表达蛋白质，其中有6个蛋白质诊断胰腺癌的价值高于CA19-9；应用决策树原理，建立了由4个节点、5个终节点组成的胰腺癌血清蛋白质指纹图谱诊断预测模型；经盲法检测，该模型在区分胰腺癌与健康对照者时的灵敏度是90.7％（39／43），特异度是89.6％（43／48），均优于传统的肿瘤标志物CA19-9，诊断预测模型与CA19-9的系列试验可以将特异度提高至97.9％（47／48），而平行试验可以将灵敏度提高至95.3％（41／43）。 第二部分实验中采用双向凝胶电泳和生物质谱技术，对正常胰腺组织、胰腺癌组织及相应癌旁组织、良性疾病组织的蛋白质进行了分离和鉴定，获得了重复性较好的双向凝胶电泳图谱，鉴定了胰腺癌和癌旁组织的差异表达蛋白质，探讨了相关蛋白质在胰腺癌发生发展过程中的意义。结果显示：优化的胰腺组织双向凝胶电泳技术具有良好的分辨率和可重复性；应用双向凝胶电泳技术对12对胰腺癌组织和癌旁组织样品、3个胰腺良性疾病样品、3个正常胰腺组织样品进行分析，发现了30个差异表达蛋白质；应用MALDI-TOF-MS／MS技术对差异表达蛋白质进行鉴定，共有24个蛋白质得到鉴定，其中15个蛋白质在胰腺癌组织中表达上调，9个蛋白质表达下调，这些蛋白质与胰腺癌的发生相关，可能成为胰腺癌的蛋白标志物和药物治疗的靶蛋白。 第三部分实验中采用cDNA microarray技术，分析了胰腺癌组织与癌旁组织基因表达谱的差异，探索胰腺癌在发生发展过程中的分子基础，并将差异表达基因数据与差异表达蛋白数据作了对比分析，探讨了胰腺癌基因组与蛋白质组差异表达的异同点。结果显示：含有18000个cDNA克隆的微阵列的重复性及可靠性均很好；胰腺癌组织和癌旁组织中差异2倍以上的表达基因有572条，其中上调基因178条，下调基因394条；已知差异基因中包括抑癌基因、生长因子及其受体基因、信号传导相关基因、转录调节因子等；比较差异表达基因与蛋白质的数据，发现在胰腺癌组织中蛋白质和mRNA表达水平均有下调的有：Calgizzarin，Actin alpha 1 skeletal muscle protein，Stathmin，Transgelin 2，Transthyretin precursor；均为上调的有：Annexin V，ATP synthase alpha chain，Ribosomal protein S12，提示这些蛋白质与胰腺癌的发病机制密切相关。 结论：SELDI蛋白质芯片、双向凝胶电泳、生物质谱等蛋白质组学技术在胰腺癌的基础研究中有重要的价值和应用前景，有助于筛选蛋白标志物和阐明分子发病机制。基于血清蛋白质指纹图谱的胰腺癌诊断预测模型灵敏度和特异度均较高，临床应用前景广阔，但该模型尚需进一步完善，以提高其筛查早期无症状人群能力。胰腺癌组织中有多个异常表达蛋白质，与其在mRNA水平改变一致，提示这些蛋白质与胰腺癌的发病机制密切相关，有待深入研究。

论文目录

• 一、中文摘要
• 二、英文摘要
• 三、引言
• 1.胰腺癌的研究现状:
• 2.基因组学与蛋白质组学:
• 3.蛋白质组研究的技术路线与相关技术:
• 4.肿瘤蛋白质组研究的国内外现状:
• 5.胰腺癌的蛋白质组研究现状:
• 四、第一部分 基于血清蛋白质指纹图谱的胰腺癌诊断预测模型的建立及其应用研究
• 1.材料
• 2.方法
• 3.结果
• 4.讨论
• 5.小结
• 五、第二部分 胰腺癌组织中差异表达蛋白的筛选与鉴定
• 1.材料
• 2.方法
• 3.结果
• 4.讨论
• 5.小结
• 六、第三部分 胰腺癌组织中基因与蛋白质差异表达的对比分析
• 1.材料
• 2.方法
• 3.结果
• 4.讨论
• 5.小结
• 七、结论
• 八、参考文献
• 九、文献综述 蛋白质组学在筛选胰腺癌生物标志物中的应用
• 十、发表论文
• 1.甲基化CpG结合域蛋白1在胰腺癌中的表达和意义
• 2.蛋白质芯片筛选胰腺癌血清蛋白标志物的研究
• 十一、致谢