建立蛋白质组学平台 解析癌症

【字体: 时间:2010年03月15日 来源:生物通

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  来自重庆医科大学的研究人员首次成功建立了胃癌细胞SGC7901中高尔基体的蛋白质组学技术路线,为胃癌细胞内高尔基体功能的深入研究奠定了基础。这一研究成果公布在《中国生物工程杂志》上。

  

生物通报道:来自重庆医科大学的研究人员首次成功建立了胃癌细胞SGC7901中高尔基体的蛋白质组学技术路线,为胃癌细胞内高尔基体功能的深入研究奠定了基础。这一研究成果公布在《中国生物工程杂志》上。

高尔基体功能复杂,除了参与蛋白加工外,最新研究表明,高尔基体还能参与细胞分化及细胞间信号传导,并在凋亡中扮演重要角色,其功能障碍也许和肿瘤的发生、发展有某种联系。根据人类基因组研究,人类高尔基体约一千多种蛋白质中仅有五、六百种得到了鉴定,如能建立一条关于高尔基体蛋白质组成的技术路线将有助于其功能的深入研究。

蛋白质组学是一种有效的研究方法,特别随着亚细胞器蛋白质组学技术的迅猛发展,使高尔基体的全面研究变为可行。因此研究人员希望能以胃癌细胞中的高尔基体为研究对象,通过亚细胞器蛋白质组学方法,建立胃癌细胞中高尔基体的蛋白质组方法学。

研究人员采用蔗糖密度梯度的超速离心方法分离纯化高尔基体,双向凝胶电泳(2-DE)分离高尔基体蛋白质,用ImageMaster 2D软件分析所得图谱,基质辅助激光解吸离子化飞行时间质谱(MALDI—TOF MS)鉴定蛋白质点等一系列亚细胞器蛋白质组学方法建立胃癌细胞内高尔基体的蛋白图谱。

结果显示分离出的纯度较高的高尔基体建立了分辨率和重复性均较好的双向电泳图谱,运用质谱技术鉴定出12个蛋白质,包括蛋白合成相关蛋白,膜融合蛋白,调节蛋白,凋亡相关蛋白,运输蛋白,细胞增殖分化相关蛋白。通过亚细胞器分离纯化,双向电泳的蛋白分离及MALDI-TOF MS蛋白鉴定分析,首次成功建立了胃癌细胞SGC7901中高尔基体的蛋白质组学技术路线。

亚细胞器蛋白质组学与全细胞蛋白质组学相比,可以提高低丰度蛋白的检出,完成蛋白质的定位,此外还可提供有关蛋白质在细胞器间的转移运输及蛋白间的相互作用等信息。目前国内外研究较多的是线粒体的亚细胞蛋白质组,关于高尔基体蛋白质组学的报道,国外也仅限于来源于鼠肝或其他组织的高尔基体。由于其易得性,大鼠肝脏是目前高尔基体的理想来源,通过对鼠肝高尔基体的蛋白质组学研究在发现新蛋白,了解鼠肝高尔基体的功能等方面已取得一定成绩,但对来源于胃癌细胞内高尔基体的蛋白研究国内外均未见报道。

亚细胞蛋白质组学的三大核心技术主要包括亚细胞器分离,双向电泳建立及质谱分析,这一研究正是运用此思路,首次完成了胃癌细胞内高尔基体的亚细胞器分离,高尔基体双向电泳建立及质谱鉴定这一套完整的亚细胞器蛋白质组学技术路线,以期能对高尔基体在胃癌细胞内功能的深入研究奠定基础。

高尔基体是种膜性细胞器,通过“鸟枪”蛋白组学途径可以检测出高尔基体上极酸极碱及疏水性蛋白,利于高尔基体蛋白的全面认识。但双向电泳的蛋白分离,对首次研究胃癌细胞高尔基体来说,更加直观,能对其在pH3-10范围的蛋白组成及布情况有个非常清楚明了的感官认识,所以即使在对胃癌细胞高尔基体上的蛋白没有任何了解的情况下,重复性好的2D胶也能第一时间展示出蛋白组成及分布情况。从首次建立的高尔基体电泳图谱中,可见蛋白点纹理边界清晰,蛋白点基本被分离开来,此后的质谱鉴定也可看出几乎每个蛋白点只代表了一个蛋白质,且稳定的双向电泳图具有很高的匹配性和重复性。这些均说明用这一实验方法建立的高尔基体的双向电泳是可行的。该双向电泳图谱是胃癌细胞SGC7901中高尔基体蛋白质分布情况的首次再现,为我们认识高尔基体上的蛋白提供可能。

除此之外,质谱分析等都说明了这一实验中鉴定的这些蛋白的功能提示在胃癌细胞内它们也发挥着重要的作用,通过实验建立的技术平台提供了认识胃癌细胞上高尔基体蛋白成分的方法学,有利于深入研究高尔基体与胃癌间的作用。

总的说来运用亚细胞器分离,双向电泳及质谱技术,胃癌细胞SGC7901内高尔基体这一细胞器的亚细胞蛋白质组技术方法被首次成功建立。该技术平台的建立开启了对胃癌细胞高尔基体的蛋白组成情况的全面认识的大门,有利于高尔基体功能的深入研究。此技术路线并为胃癌细胞间及正常胃上皮细胞间高尔基体的比较蛋白质组学发展奠定基础。

(生物通:万纹)

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