从蛋白质组学入手 探究鼻咽癌

近年应用蛋白质组学技术和方法研究肿瘤分子标志物的论文呈现出快速增长趋势 
 
 
　　人类基因组计划的完成对医学界乃至整个人类历史而言无疑是一个具有里程碑意义的事件。但基因只是遗传信息的载体，要研究生命现象，诠释生命活动的规律，只揭示基因的结构还远远不够，必须对基因组的编码产物——蛋白质组进行系统深入的研究，可以说以蛋白质组为研究重点的生命科学新时代已经到来。中南大学湘雅医院卫生部肿瘤蛋白质组学重点实验室的研究人员在我国较早深入这一领域，并在鼻咽癌研究中取得了一系列成果。


　　蛋白质组学 肿瘤研究新热点

　　肿瘤作为一种“蛋白质组病”，其发生往往与一组蛋白质而不是一个或少数几个蛋白质的改变有关，而且多数基因的功能由蛋白质来实现，因此从蛋白质组入手研究肿瘤可更直接、更有效地揭示癌变的机制，为肿瘤的发病和防治研究开辟新的思路、提出新的策略。应用蛋白质组学技术和方法研究肿瘤的学科——肿瘤蛋白质组学应运而生。目前，蛋白质组研究已成为肿瘤研究的热点和重点领域，被认为是从肿瘤基础研究到临床应用的桥梁，其研究成果具有重要的临床转化价值。

　　该实验室在国内较早开展了肿瘤蛋白质组学研究及其相关技术平台的建立，除了建立经典蛋白质组学技术（双向凝胶电泳、二维液相色谱、基于质谱的蛋白质鉴定技术和生物信息学技术）外，还在石蜡包埋组织蛋白质提取技术、血清蛋白质组学技术、定量蛋白质组学技术和功能蛋白质组学研究技术等诸多方面进行了改良和创新。自2001年开始组建肿瘤蛋白质组学实验室，直至2003年正式批准为“卫生部肿瘤蛋白质组学重点实验室”，一个相对稳定而又不断发展的技术平台初步形成，成为我国肿瘤蛋白质组学研究和相关人才培养的重要基地。

　　点评：“恶性肿瘤的蛋白质组学研究及其技术平台的建立”项目于2004年经姚开泰、樊代明、刘筠、曾益新等院士组成的评审委员会评定认为，项目在国内较早开展了肿瘤蛋白质组学的研究工作，建立了高通量的肿瘤蛋白质组学研究技术平台，全面系统地开展了鼻咽癌和肺癌的蛋白质组学研究，建立了其肿瘤蛋白质组学数据库，具有较强的科学性和创新性。

　　中南大学肿瘤研究所教授  李桂源


　　敏感性标志物应对鼻咽癌放疗抗拒

　　放疗是鼻咽癌的主要治疗手段，但近些年放疗设备和方法的不断改进并没有推动鼻咽癌疗效的明显改善。目前认为，放疗失败的主要原因是鼻咽癌组织中存在一定比例的放疗抗拒细胞，放疗后残留的这些肿瘤细胞不仅放射抗拒性增强，而且更具侵袭性，容易发生淋巴结和远处转移。因此，放疗抗拒仍然是制约鼻咽癌疗效的瓶颈。寻找鼻咽癌放射抗拒相关的蛋白质，不仅有助于揭示鼻咽癌放疗抗拒的机制，而且能为鼻咽癌放疗敏感性预测以及个体化治疗和靶向治疗提供科学依据。

　　为筛选鼻咽癌放射抗拒相关蛋白质，科研人员采用亚致死剂量放射线反复照射法建立了放射抗拒的鼻咽癌细胞株CNE2-IR和配对的放射敏感细胞株CNE2，采用蛋白质组学技术比较两种细胞蛋白质表达谱的差异，筛选到34个差异表达的蛋白质，采用分子生物学、细胞生物学和病理学技术证实4个蛋白质(14-3-3σ、Maspin、GRP78和Mn-SOD)能作为预测鼻咽癌放疗敏感性的分子标志物，4个标志物组合预测鼻咽癌放射治疗反应的灵敏性和特异性分别达到90%和88%，具有潜在的临床应用价值和开发价值，研究结果发表于2010年《肿瘤研究》。

　　点评：鼻咽癌组织类型主要是低分化鳞癌，以放疗为主，即使组织类型相同，但不同的个体也存在着对放射敏感上的差异；而目前鼻咽癌的放射治疗方案主要基于临床TNM分期，相同的TNM分期往往采用相同的放射治疗方案，难以进行鼻咽癌个体化治疗。因此寻找与放射敏感相关的蛋白质有利于个体化放疗方案的制订。我们发现的预测鼻咽癌放疗敏感性的标志物能为鼻咽癌的个体化治疗提供科学依据，临床医生可基于标志物的表达水平制订相应的治疗方案。中南大学湘雅医院耳鼻咽喉科教授  萧健云


　　肿瘤蛋白质组数据库 分享科研成果

　　肿瘤蛋白质表达谱及其蛋白质组数据库不仅是深入开展蛋白质组学研究的基础，而且能为转录组和蛋白质组数据的对接提供重要的参考资料。该试验室科研人员以激光捕获显微切割分离纯化的鼻咽癌细胞和正常鼻咽黏膜上皮细胞为样本，采用蛋白质组学技术分别在鼻咽癌和正常鼻咽黏膜组织中鉴定了641和654个非冗余蛋白质，在国际上建立了首个鼻咽癌和正常鼻咽上皮组织的蛋白质表达谱和蛋白质组数据库。鼻咽癌蛋白质组学数据库平台涉及不同分化程度、不同分期的鼻咽癌，可用于鼻咽癌组织与正常鼻咽黏膜组织的比较蛋白质组研究等。这不仅为鼻咽癌的深入研究及其转录组和蛋白质组数据的对接提供了重要的数据和信息，而且还有效实现了资源共享。

　　点评：蛋白质组数据库是对蛋白质组学研究结果的整理和汇总，可以以各种方式快速便捷地查询，因此是蛋白组学研究的重要知识和数据集。世界上多个国家的研究者建立了不同组织、细胞的蛋白质组学数据库，为相关研究提供查询服务。我们建立的鼻咽癌蛋白质组数据库被列为肿瘤蛋白质组数据库之一，也是目前国际上唯一的鼻咽癌蛋白质组数据库。

　　卫生部蛋白质组学重点试验室教授  肖志强


　　复发转移标志物 有助预测鼻咽癌复发

　　鼻咽癌是我国南方常见的恶性肿瘤之一，其发病率和死亡率均居世界首位，严重威胁我国人民的健康和生命，有“中国癌”之称。鼻咽癌几乎均为低分化鳞癌和未分化癌，恶性程度高，易早期发生颈部淋巴结和远处转移。放疗仍然是目前鼻咽癌的主要治疗手段，但放疗后易发生局部残灶复发和远处转移。因此，复发转移是鼻咽癌患者死亡的主要原因。但其分子机制目前仍然不清楚，至今也无有效的预测鼻咽癌复发转移的分子标志物。寻找相关蛋白对于揭示鼻咽癌复发转移机制、预测鼻咽癌复发转移、指导鼻咽癌治疗以及改善鼻咽癌预后均十分重要。

　　为筛选鼻咽癌转移相关蛋白质，科研人员在筛选到几十个鼻咽癌转移相关蛋白质的基础上，对重点差异蛋白质在正常鼻咽上皮组织、原发鼻咽癌和淋巴结转移鼻咽癌组织中以及在不同转移潜能鼻咽癌细胞株5-8F和6-10B细胞中的表达水平进行了检测，并对其病理学意义以及在鼻咽癌细胞体外侵袭转移中的作用进行了分析。最终筛选到4个鼻咽癌复发转移相关的蛋白质(RKIP、Annexin I、Cathepsin D和Stathmin)，其表达失调与鼻咽癌复发转移相关，首次提出RKIP 可能是鼻咽癌的转移抑制蛋白质。研究结果不仅有助于揭示鼻咽癌复发转移机制，而且能为鼻咽癌复发转移防治提供靶标，研究结果发表于《临床肿瘤研究》和《蛋白质组学研究》。

　　点评：目前，鼻咽癌经根治性治疗后，尽管原发肿瘤病灶以及颈部淋巴结等转移灶均已消退，但过一段时间后，部分病例会再次复发或发生远处转移，使治疗难度明显加大。因此，揭示鼻咽癌复发转移机制、预测鼻咽癌复发转移是鼻咽癌治疗领域的研究热点。《肿瘤》和《基因》杂志发表的论文对我们发现的鼻咽癌标志物进行了详细介绍，认为我们发现的鼻咽癌标志物具有潜在的临床应用价值。中南大学肿瘤研究所教授  陈主初


　　血清标志物 肺癌早期诊断利器

　　肺癌是最常见的恶性肿瘤之一，由于患者在早期没有明显症状，70%～80%的病人在就诊时已处于晚期，失去了最佳治疗时机，5年生存率低于10%。而Ⅰ期肺癌不伴转移，容易切除，手术后5年生存率高达80%。因此，肺癌早期诊断对于疗效和预后起着关键作用。从理论上讲，分子标志物是肿瘤早期诊断最敏感的指标，当肿瘤细胞数达到108时，就可检测到肿瘤分子标志物的变化。因此，发现敏感性高、特异性好的肺癌分子标志物是提高肺癌5年生存率、降低死亡率的首要任务。

　　肿瘤细胞总是表达自身抗原，机体的免疫系统针对肿瘤抗原能产生自身抗体。肿瘤抗原和自身抗体往往在临床症状出现前的数月或数年就存在于病人血清中，因此，它们能为肿瘤早期诊断提供重要信息，是一类重要的肿瘤早期诊断血清标志物。近年出现的血清蛋白质组学方法(SERPA)为筛选肿瘤血清标志物提供了新的手段。该方法结合了2-DE能分离成上千个蛋白质的优势与抗原抗体反应高度特异性的特点，不仅通量高，而且能发现翻译后修饰的肿瘤抗原。

　　科研人员采用血清蛋白质组学（SERPA）方法筛选到19个肺鳞癌抗原及其血清自身抗体，分析研究后发现，肺鳞癌患者Tim、Mn-SOD和Prx Ⅵ阳性率明显高于健康人和其他肿瘤患者，有望作为肺鳞癌筛查和诊断的血清标志物。研究结果先后发表于《蛋白质组学》、《蛋白质组学研究》等杂志。

　　点评：早期诊断和治疗对于肿瘤治疗尤为重要，近年来科学工作者一直致力于寻找特异性和敏感性高的血清标志物，能有效地对肿瘤进行早期诊断、早期治疗，降低死亡率。随着基因组学、蛋白质组学的发展，不断有新的候选标志物出现，我们筛选到的肺癌相关蛋白质也已被列为候选靶标。中南大学湘雅医院呼吸内科教授  胡成平