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itraq助力科研(一)---发现生物标记:参与脂肪酸代谢的蛋白有可能成为胃癌诊断的标志物

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浏览:- 发布日期:2016-12-20 08:53:38【 】

编者

前面小编为大家介绍过了itraq的基本原理、特点及其技术优势(蛋白质组学研究的利器),让大家对这itraq技术有了基本的认识。后面小编将为大家细细解读itraq在科研中一系列的运用,让大家知道这把利器到底可以用在哪些地方。

itraq作为研究蛋白组学的工具,发现生物标记是它重要功能之一。因此,小编精选了一篇最新发表的文献,为大家解读一下它在实验上的具体作用:定量蛋白组分析揭示参与脂肪酸代谢的蛋白有可能成为胃癌诊断的标志物

1 背景

全世界每年都有很多人因癌症死亡,并且死亡人数还在急剧增加,而胃癌是造成癌症死亡的主要原因。癌症患者不仅存活率很低,而且目前没有发现较为敏感且特异性强的生物标记可以用于胃癌的早期诊断。那些常用的生物标志物比如:ca-199、 pepsinogen i/ii和carcinoembryonic antigen (cea),很多时候会出现假阴性的结果,这给胃癌的诊断带来了很大的障碍。

蛋白质组学可以让我们精确的了解到细胞内蛋白的表达水平。在癌症研究中通常用于发现新的生物标记的技术有:蛋白双向电泳、二维差异凝胶电泳、细胞培养稳定同位素标记技术和标记相对和绝对定量(itraq)。蛋白双向电泳技术运用较早,对实验设备要求不高,使得它在早期得到了较为广泛的运用。但是它有几个缺陷:灵敏度较低、重复性较差、可视化的线性范围不足。itraq弥补了这些缺陷,并且还可以一次性最多检测8个不同样本。

本文正是运用itraq技术,分别分析了胃癌早期(35例)和晚期(35例)癌症组织和癌旁(对照)中蛋白的表达水平。

2 结果

2.1胃癌组织蛋白质组学分析汇总

先用itraq分析了一对胃癌组织和癌旁组织样本(4次生物学重复),用以确定检查实验结果的重复性并方便后面验证蛋白是否确实差异表达。在通过免疫组织化学验证了实验结果后,完成后续样本的实验。在胃癌早期阶段和晚期

阶段的癌组织中一共鉴定到了431个与癌旁组织表达有差异的蛋白。其中有224个上调,207个蛋白下调(图1)。

图 1:鉴定胃癌组织中的差异表达蛋白:选取四个病人胃癌组织和癌旁组织组成四组分别标记上113和 114,115 和 116, 117 和 118, 119 和 121(差异大于1.2及以上倍被当做是有明显差异)

2.2基因本体(gene ontology,go)分析

把鉴定到的差异表达蛋白分别与细胞组分、分子生物学功能、生物进程相关结构域进行比对,以鉴定它们的功能。其中有16个属于细胞组分(图2a),18个功能蛋白(图2b),23个参与生命进程的蛋白(图2c)。

图2:go注释差异表达蛋白

2.3 kegg pathway分析

基于胃癌组织中差异表达的421个蛋白,搜索比对kegg数据库,找到与胃癌相关的富集的信号通路,要至少比背景高两倍才被认为是富集。结果鉴定到了16个富集的信号通路(表1)。

表1:与胃癌相关的kegg pathway

2.4 免疫组织化学法(ihc)验证fabp1 和 fasn在胃癌组织中过表达

用免疫组织化学的方法分析fabp1和 fasn在胃癌组织中的表达,发现fabp1在胃癌组织之有中到强的表达62.8% (44/70),在癌旁组织中表达较弱或者不表达51.4% (36/70),色斑通常都是出现在细胞质中。同样fasn在胃癌组织之有中到强的表达69% (48/70),在癌旁组织中表达较弱或者不表达65.7% (46/70),更重要的是,在43个病人的胃癌组织中检测到了fabp1 和 fasn的共表达(表2)。fabp1 和 fasn在癌组织和癌旁组织的染色图示(图3)。

图3:验证fabp1 和 fasn在胃癌组织和癌旁组织表达差异:fabp1的ihc染色(a 癌旁组织;b 胃癌组织)fasn的ihc染色(c癌旁组织;d胃癌组织)

表2:免疫组织化学法分析fabp1 和 fasn在胃癌组织和癌旁组织中的表达

2.5 fabp1 和 fasn与胃癌病理特征的相关性

接下来分析了fabp1 和 fasn的表达在临床病理学上的特征,结果发现:fabp1 和 fasn的表达与淋巴结转移和tnm发展息息相关。特别值得注意的是:与没有淋巴结转移或者tnm iii/iv阶段的病人相比较,大部分患淋巴结转移或者tnm i/ii阶段的病人,他们的胃癌组织中的fabp1 和 fasn的表达都有所增加(表3)。

表3:fabp1 和 fasn在病人胃癌病胃癌组织中的临床特点

最后小编为大家梳理一下整篇文章的思路,文章先用itraq技术得到相关实验组和对照组的蛋白组的数据,再通过各种生物信息学分析:go分析、kegg pathway……(挖掘其中有用的信息非常关键)确定蛋白差异信息,之后就是把相关生物信息学分析结果以实验验证,最后再把这些与相关病理学的特征联系起来就完美了。

这就是itraq在科研中的具体运用,当然,这只是其中之一,下一期它将为我们展示怎样的作用呢?敬请期待欧易生物!!

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