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・综述・
蛋白质组学在消化系统肿瘤中的研究进展
丁 莺 吕 宾
摘要：蛋白质组学是系统研究分子体系、亚细胞系、细胞、组织、器官乃至整体等生物体系内蛋白质组成 及其活动规律的科学。近些年来，它已成为全面分析蛋白质表达变化的有力研究工具，并被广泛应用到各 种疾病研究之中。此文旨在介绍蛋白质组学的相关研究技术及其在消化系统肿瘤中的应用。 关键词：蛋白质组学；消化系统肿瘤；生物标志物 蛋白质组学是一门以全面蛋白质性质研究（如 表达水平、转录后修饰、细胞内定位、相互作用等） 为摹础，在蛋白质整体水平对疾病机制、细胞模式、 功能联系等方面进行探索的科学。２００１年，国际人 类蛋白质组组织（ＨＵＰＯ）成立，提出了人类蛋白质 组计划（ＨＰＰ），使其在人类疾病方面的应用迅速
Ａ、
Ｅｂｅｒｔ等［６］用单克隆上皮特异性抗体（ＢｅｒＥＰ４ 直接针对上皮细胞黏附分子）与磁珠相连来分别纯 化１０例胃癌患者的原发肿瘤与正常组织，获得１９１ 个差异表达的蛋白质。经ＭＳ鉴定，组织蛋白酶８
（ｅａｔｈｅｐｓｉｎ
Ｇ）在６０％的胃癌患者中表达上调。
Ｗｅｓｔｅｒｎ ｂｌｏｔ证实，ｃａｔｈｅｐｓｉｎｌ３以活性形式在胃癌细
突变位点。
蛋白质组学作为肿瘤研究的新平台，通过从整 体水平研究蛋白质间的网络调控，对食管癌、胃癌、 肝癌、胰腺癌、结直肠癌等消化系统肿瘤的早期诊 断，寻找新标志物，治疗以及药物开发的新靶点等 方面具有重要意义。 １蛋白质组学的研究技术
１．１
一些新的技术不断涌现也更加丰富和完善了 传统技术。例如，在蛋白质分离方面激光捕获显微 切割技术和多维强离子交换一阵列式毛细管高效液 相色谱技术［１］被运用到其中。在蛋白质鉴定方面还
体材料直接富集低丰度肽／蛋白［２］技术。
２ ２．１
蛋白质组学在消化系统肿瘤中的应用
食管癌 Ａｎ等［３３对食管鳞状细胞癌手术前后和正常人
ＤＩＧＥ是结合荧光染色技术，将测试样品荧光染色， 然后进行二维电泳，使测试样品与对照样品的蛋白 质在同一平面显示不同荧光，从而区分两者蛋白质
差异。
１．２
的血液中蛋白质表达谱研究，发现术后有６种蛋白 表达增加，１种蛋白表达下降，用ＭＡＩ。ＤＩ—ＴＯＦ－ＭＳ 技术发现３种蛋白质明显增加：血清淀粉Ａ（ＳＡＡ）、 淀粉相关血清蛋白、结合珠蛋白。这些蛋白质都可 能与食管鳞状细胞癌有关，它们的重要性还需更进 一步地研究。Ｆｕ等［４］对分化程度不同的食管鳞状 上皮细胞癌所表达的蛋白质组进行研究。与正常 食管组织相比，在食管鳞状上皮癌中有１８个蛋白位 点表达出现差异，其中ａｌｐｈａ—ａｃｔｉｎｉｎ
２．３肝癌
肝癌是最常见的恶性肿瘤之一。由于缺乏有 效的早期诊断指标，肝癌的治疗生存率很低。因此 探索和建立一种简单、快速、敏感和特异的肝癌蛋 白质标志物就显得尤为重要。Ｓｕｎ等［９３通过同位素 标记氨基酸共培养细胞技术和ＬＴＱ－ＦＴ－ＭＳ／ＭＳ 技术分析肝癌细胞株（ＨｅｐＧ２和ＳＫ－ＨＥＰ－１）和正 常细胞株（ＨＬ－７７０２），鉴定出１１６个肝癌细胞的特 异蛋白点，其中包含甲肝蛋白（ＡＦＰ），细胞黏附因 子（ＩＣＡＭ－１）和谷氨酰胺转氨酶（ＴＧＭ２）等蛋白。 研究发现ＴＧＭ２在肝组织的表达量与肝癌患者体 内ＡＦＰ的水平呈反比，且ＴＧＭ２在患者体内表达 量要高于健康人，所以ＴＧＭ２可能用于检测血清中 ＡＦＰ正常的肝癌患者。Ｓｕｎ等［１０］应用ＤＩＧＥ技术 对１２例乙型肝炎相关的肝癌和癌旁组织标本进行 蛋白质组学分析，发现有６１个蛋白质点在肝癌组织 中显著上调，１５８个蛋白质点显著下降。如在肝癌 组织标本中，ＨＳＰ７０和ＨＳＰ９０家族蛋白同时上调， 而与代谢相关的蛋白质下调，且对ＨＳＰＴＯ／ＨＳＰ９０ 结合蛋白和不均一的核内核糖蛋白Ｃ１／Ｃ２进行鉴 定，发现其可能作为肝癌的蛋白标志物，从而将有助 于对临床的正确诊断。Ｙｉ等［１１］运用双向凝胶电泳发 现，致死蛋白Ｍｏｒｔａｌｉｎ（基因ＨＳＰＡ９）在肝癌组织中 过表达，同时肿瘤早期复发者的致死蛋白水平高于
ａ１．Ｐｒｏｔｅｏｍｅ
ａｎａｌｙｓｉｓ
ｏｆ
ｈｅｐａｔｏｃｅｌ—
ｃａｒｃｉｎｏｍａ
ｂｙ ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｍａｒｋｅｒｓ
ｉｎ
ｇｅｌ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅ— ｔｉｓｓｕｅｓ．
ｓｉｓ：ｎｏｖｅｌ Ｍｏｌ Ｃｅｌｌ
ｐｒｏｔｅｉｎ
ｈｅｐａｔｏｃｅＵｕｌａｒ ｃａｒｃｉｎｏｍａ
胃癌
Ｍｉｋｕｒｉｙａ等口２３采用２一ＤＥ及高效液相串联质 谱（ＬＣ－ＭＳ／ＭＳ）对１０例胰腺癌组织及其癌旁正常 组织进行了蛋白质组学研究，发现癌组织有１１个明 显上调的蛋白质：Ｑ一烯醇酶、甘油醛一３一磷酸脱氢酶、 磷酸丙糖异构酶、ｔｒａｎｓｇｅｌｉｎ、钙调蛋白、超氧化物歧 化酶、线粒体前体、谷胱甘肽Ｓ转移酶、ｅｙｅｌｏｐｈｉｌｉｎ
蛋白质二硫键异构酶Ａ３前体和载脂蛋白Ａ－Ｉ前 体，其中有４个参与了糖酵解过程。癌细胞中糖酵 解增强是瘤内缺氧的结果，可能与肿瘤的发生、转 移及抗药性有关，这些蛋白在探讨胰腺癌发生过程 中的细胞代谢变化方面具有研究价值。Ｉｍａｍｕｒａ 等［１３１运用蛋白质组学对胰腺癌细胞转化生长因子 （ＴＧＦ一８）信号转导通路进行了研究。他们首先利用 ＲＮＡ干扰技术敲除了ＴＧＦ—Ｂ信号转导通路中的关 键基因Ｓｍａｄ ４，然后联合应用２－ＤＥ和ＭＡＬＤＩ— ＴＯＦ质谱技术对敲除了Ｓｍａｄ ４基因的胰腺癌细胞 和未经处理的胰腺癌细胞进行了比较蛋白质组学 研究，结果显示５种蛋白表达上调，７种表达下调， 其中１（）种蛋白是ＴＧＦ一｜３新的靶位点，具有调节细 胞骨架、细胞周期及氧化应激的作用。蛋白质组学 与小干扰ＲＮＡ（ｓｉＲＮＡ）技术联用揭示了一条新的 无Ｓｍａｄ４参与的ＴＧＦ－１３信号转导通路，有望为胰 腺癌提供新的治疗靶点。
Ｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓ，２００７，６：１７９８—１８０８．
考文
Ｇ，ｅｔ
献
ｒｅｖｅｒｓｅｄ－ｐｈａｓｅ
１１
Ｙｉ
Ｘ。Ｉ。ｕｋ
ＪＭ，Ｌｅｅ
ＮＰ，ｅｔ
ａ１．Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ
ｏｆ
ｍｏｒｔａｌｉｎ
（ＨＳＰＡ９）ｗｉｔｈ ｌｉｖｅｒ Ｘ。Ｄｅｎｇ
Ｃ，Ｙａｎ
ｃａｎｃｅｒ
ａ１．Ｃａｐｉｌｌａｒｙ
ｍｅｔａｓｔａｓｉｓ ａｎｄ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｅａｒｌｙ
结直肠癌
Ｒｏｅｓｓｌｅｒ等［１４］应用双向凝胶电泳和质谱技术 分析１６例配对的结直肠癌和临近的正常组织样本。 结果在结肠组织中共鉴定出７３５种蛋白质，其中结 直肠癌中有５种蛋白质表达异常增高并经免疫印迹
法证实：Ｂ一转化生长因子诱导蛋白ＩＧＨ３、烟酰胺一
Ｎ一甲基转移酶、腺甙双磷酸激酶、嘌呤核苷磷酸化 酶、甘露糖一６一磷酸受体结合蛋白１。进一步研究发 现，烟酰胺一Ｎ一甲基转移酶在结直肠癌患者血清中 表达亦增高，而以前一直认为其为胞质蛋白不被分 泌。因而认为烟酰胺一Ｎ一甲基转移酶的血清水平对 早期检测和治疗结直肠癌具有显著意义。Ｋｉｍ 等［１５］利用功能蛋白组学的方法对大肠癌转移和侵 袭潜能进行研究，发现Ｎ一乙酰葡糖胺基转移酶ｖ （ＧｎＴ—Ｖ）能使金属蛋白酶一１抑制因子（ＴＩＭＰ一１）的 糖基化过程发生异常改变，这种异常糖基化使 ＴＩＭＰ－１对基质金属蛋白酶－２，９的抑制作用减弱， 从而间接地增强结直肠癌转移和侵袭的潜能。
万方数据
・３５４・
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Ｍｅｌｌｅ Ｇ・Ｓｃｈｉｍｍｅｌ ａ１．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ
ｇａｓｔｒｉｃ
ｃａｎｃｅｒ
３
结论
７
Ｃ・Ｅｒｎｓｔ Ｃ
ａｓ ａ
Ｂ，ｅｔ
ｐｅｐ－ ｈｉｓ—
蛋白质组学为肿瘤研究建立了良好的平台并 已取得阶段性成果，但仍有很多问题亟待解决。由 于蛋白组成复杂、性质不稳定，易发生相互作用，因 此，对于不同来源的样品，选取正确的制备方法、合 适的研究策略，可以使研究取得事半功倍的效 果［１引。总之，蛋白质组学作为连接基因组与临床 应用之间的桥梁，为从整体水平研究消化系统肿瘤 开辟了更广阔的前景。可以相信，随着研究技术的 进一步发展，生物信息学工具的完善，蛋白质组学 研究数据的不断积累，蛋白质组学最终将成为攻克 消化系统肿瘤的强有力武器。
ｃｅｌｌｓ：ｔｉｓｓｕｅ ｔｒａｎｓｇｌｕｔａｍｉｎａｓｅ
ｏｆ ２
ｃｏｕｌｄ ｂｅ
ａ
ｎｏｖｅｌ Ｐｒｏ—
ｐｒｏｔｅｉｎ
ｃａｎｄｉｄａｔｅ
ｈｕｍａｎ ｈｅｐａｔｏｅｅｌｌｕｌａｒ ｃａｒｃｉｎｏｍａ．Ｊ
ｔｅｏｍｅ Ｓｕｎ ｌｕｌａｒ
Ｒｅｓ，２００８，７：３８４７－３８５９． Ｂ，Ｓｕｎ Ｙ，ｅｔ
Ｗ．Ｘｉｎｇ
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・３５３・
到核膜上，在食管癌细胞系中也观察到同样的结 果。提示，膜联蛋白一Ｉ的转位可能与食管癌的发生
有关。
２．２
无肿瘤生存组。因此，致死蛋白有望成为肝癌根治 性切除术后预测早期复发的肿瘤标志物。 ２．４胰腺癌
参
１ Ｇｕ １０ ９ ８
ｓｉｎｏｇｅｎ
ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｂｉｏｍａｒｋｅｒ ｆｏｒ
ｕｓｉｎｇ
ａ
ｔｏ－ｐｒｏｔｅｏｍｉｃ ａｐｐｒｏａｃｈ．Ｊ Ｐｒｏｔｅｏｍｅ
Ｌｉｕ
Ｒｅｓ，２００５，４：１７９９—１８０４． ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｐｒｏｔｅｉｎ
Ｗ，ｌａｔｅｄ
ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｖｅ
ｏｆ ｃｏｒｎ—
ｇａｓｔｒｉｃ Ａｃｔａ，
ｐｌｅｍｅｎｔ ｆａｃｔｏｒ
ｃａｎｃｅｒ
ｐｏｔｅｎｔｉａｌ
ｆｏｒ
ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｂｙ ｓｅｒｕｍ ｐｒｏｔｅｏｍｅ ａｎａｌｙｓｉｓ．Ｃｌｉｎ Ｃｈｉｍ