iTRAQ结构2DLC-MS/MS筛选鼻咽癌转移相关蛋白

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目的:应用iTRAQ(Isobaric tags for relative and absolutequantification)定量蛋白质组学技术结合二维液相色谱串联质谱(2DLC-MS/MS)的方法筛选鼻咽癌转移相关的蛋白,分别在基因和蛋白水平对转移相关的蛋白进行验证,从而筛选出预测鼻咽癌转移的分子标志物,为鼻咽癌的浸润转移机制提供科学的理论基础,这些分子标志物有望在临床上预测鼻咽癌患者的预后及生存率,最终指导鼻咽癌的合理治疗。  方法:培养高成瘤不转移的鼻咽癌细胞株(6-10B)和高成瘤高转移的鼻咽癌细胞株(5-8F),分别抽提蛋白质,测量蛋白浓度,采用iTRAQ结合2DLC-MS/MS的方法分离鉴定两种不同细胞株的差异表达蛋白,实验重复两次。通过ProteinPilotTM4.2软件进行Swissprot蛋白数据库搜索及鉴定,从中挑选出符合要求的转移相关差异蛋白,进行生物信息学分析。以生物信息学分析结果为参考,通过uniprot软件及相关文献检索分析挑选出23个目的蛋白,采用qRT-PCR(Quantitative Reverse transcriptase Polymerase chain reaction)检测6-10B和5-8F中目的蛋白mRNA水平的表达。采用蛋白印迹法(Western Blot)验证部分蛋白在两种细胞中的表达水平。免疫组织化学验证了10例未发生颈部淋巴结转移的鼻咽癌组织和20例发生了颈部淋巴结转移的鼻咽癌组织中部分蛋白的表达差异,采用SPSS17.0统计软件进行数据分析。  结果:根据筛选条件,我们共筛选到与鼻咽癌转移相关的差异蛋白190个。GO分析发现这些差异蛋白主要定位于细胞质(26%)和细胞核(22%),涉及的生物学过程有信号转导、翻译、代谢、氧化还原反应、转录、运输、蛋白折叠、细胞运动等。具有的分子功能有蛋白结合、核苷酸结合、钙离子结合、核糖体结构组成、氧化还原活性等。KEGG信号通路分析发现这些差异蛋白涉及许多癌症相关的信号通路,如:细胞周期、凋亡、MAPK信号通路、p53信号通路等。构建了转移相关差异蛋白的PPI相互作用网络图,图中的核心节点蛋白主要参与细胞周期调控,细胞生长、增殖、凋亡和衰老,信号转导,蛋白质分解、代谢、运输和糖基化修饰,氧化还原平衡等。qPCR结果显示23个目的基因中有11个基因(ADAMTSL4、DIABLO、PDIA4、CALR、SPTBN1、PPIA、GSN、SQSTM1、TXN、RAN、TRIM29)的mRNA表达请况与iTRAQ的结果一致,其中ADAMTSL4、DIABLO、PDIA4、CALR、SPTBN1在5-8F中表达低于6-10B,PPIA、GSN、SQSTM1、TXN、RAN、TRIM29在5-8F中表达高于6-10B。有3个基因(ANXA5、PTRF、NDRG1)的mRNA的表达在5-8F和6-10B中没有统计学差异,而质谱结果显示蛋白表达在5-8F中低于6-10B,另外有9个基因(NPM1、VCP、RDX、PTGES3、MT2A、EIF4EBP1、LGALS3BP、GPX1、AIMP1)的mRNA水平的表达与质谱结果相反。Western blot检测发现RAN和TRIM29在5-8F中的表达显著高于6-10B,ANXA5和SQSTM1在5-8F中的表达显著低于6-10B。免疫组织化学验证了RAN和TRIM29在发生转移的鼻咽癌患者组织中表达显著高于未转移的鼻咽癌患者组织,ANXA5和SQSTM1的表达变化则相反。  结论:⑴以鼻咽癌高转移细胞株5-8F和不转移鼻咽癌细胞株6-10B为研究模型,首次采用iTARQ结合2DLC-MS/MS的方法筛选出了转移相关差异表达蛋白共190个,GO功能分析和KEGG通路分析显示了差异蛋白质的生物学功能以及涉及的信号通路,为鼻咽癌浸润转移机制研究提供了线索。PPI蛋白相互作用网络图的构建为鼻咽癌转移机制的研究提供大量的信息和新颖的思路。⑵发现ADAMTSL4、DIABLO/smac、PDIA4、CALR、SPTBN1在5-8F中较6-10低表达,PPIA、GSN、SQSTM1、TXN、RAN、TRIM29在5-8F中较6-10B高表达,说明这几种基因可能与鼻咽癌细胞的侵袭转移密切相关。⑶在细胞和组织水平验证了四个基因RAN、TRIM29、ANXA5、SQSTM1与鼻咽癌的侵袭转移密切相关,可能是预测鼻咽癌转移和预后的重要分子标志物。为鼻咽癌治疗提供了广阔的前景,其具体机制和临床应用价值有待课题组进一步的研究。
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