肺癌相关磷酸化蛋白质组学研究文献综述

 2022-12-28 10:18:00

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

本课题主要研究肺癌相关磷酸化蛋白组学,通过对比肺癌细胞与正常肺细胞、肺癌组织与正常肺组织或者肺癌血清与正常血清中磷酸化蛋白组学差异,研究肺癌发病机制以及筛选灵敏度高、特异性强的预测、诊断、预后相关性的肺癌标记物,为肺癌的预防、早期诊断、治疗方法提供新途径。本研究拟采用A549(人非小细胞肺癌细胞)等肺细胞系、人肺癌组织、肺癌血清为研究对象,拟运用二氧化钛富集法来富集得到磷酸化修饰的肽段,再进一步通过质谱技术进行定性定量分析,从而得到研究结果。

肺癌是全球发病率和死亡率最高的恶性肿瘤之一,可分为小细胞肺癌和非小细胞肺癌,其中最为常见的是非小细胞肺癌中的鳞癌和腺癌。早期筛查是肺癌防治的关键。目前,临床诊断肺癌的主要方法均缺乏足够的敏感性或特异性,例如:胸部 x射线检查、低剂量 CT、支气管镜检查、痰细胞学分析和肿瘤标记物检测等,这些常规手段无法对肺癌进行有效的早期诊断。然而,应用蛋白质组学方法分析肺癌细胞株、肺癌组织、肺癌血清、血浆中的蛋白表达谱,通过与正常肺细胞或健康人的蛋白表达谱进行对比分析,筛选差异蛋白,寻找灵敏度高、特异性强的肺癌标记物,可以为肺癌发病机制研究提供新的理论依据,为肺癌的预防、早期诊断和治疗方法提供新的靶点和思路。因此,近年来针对肺癌蛋白质组学的研究不断深入发展。

蛋白质组一词,源于蛋白质与基因组两个词的组合,意指“一种基因组所表达的全套蛋白质”,即包括一种细胞乃至一种生物所表达的全部蛋白质。蛋白质组学本质上指的是在大规模水平上研究蛋白质的特征,包括蛋白质的表达水平,翻译后的修饰,蛋白与蛋白相互作用等,由此获得蛋白质水平上的关于疾病发生,细胞代谢等过程的整体而全面的认识。在肺癌研究中,蛋白质组学主要应用于揭示肺癌发生发展机制,筛选肺癌肿瘤标记物,辅助病理学分型,预测术后疗效,完善肺癌蛋白质表达数据库等。肺癌蛋白质组的研究策略主要包括蛋白质组的分离和鉴定。肺癌蛋白质组学常用研究方法有:双向凝胶电泳技术、质谱技术(MALDI—TOF—MS、ESI—TOF—Ms、SELDI—TOF—MS)。近年来,蛋白质翻译后修饰是蛋白质组学研究的重点之一。已报道的翻译后修饰超过200种,常见的有磷酸化、糖基化、甲基化、乙酰化和泛素化修饰等,其中对磷酸化修饰研究较为深入。

蛋白质的磷酸化修饰是由蛋白质激酶催化,将ATP上的磷酸基团转移到蛋白质氨基酸残基上的过程。蛋白质的磷酸化修饰在细胞增殖、分化、凋亡、新陈代谢、肿瘤发生等过程的信号通路中均扮演者十分重要的角色。磷酸化蛋白质组学研究可以从整体上认识蛋白质翻译后磷酸化修饰的过程及位点,为观察细胞、组织或器官中磷酸化修饰状态及变化提供了一个全面研究视角,是对基于传统分子生物学手段以单个激酶为研究对象的研究方法的重要补充。目前常用质谱技术对蛋白质磷酸化修饰位点进行识别和鉴定。对肺癌相关蛋白质磷酸化修饰的全面分析有助于全面了解蛋白质磷酸化修饰在肺癌发生发展中的作用,协助发现肺癌肿瘤标记物,为肺癌治疗寻找新的有效靶点。

然而,磷酸化蛋白丰度低、信号被非磷酸化肽段所掩盖、易降解等问题限制了磷酸化蛋白组学的发展。因此,需对肺癌细胞中磷酸化蛋白质进行富集,提高检测灵敏度。我们拟运用二氧化钛富集法来富集得到磷酸化修饰的肽段,再进一步通过质谱技术进行定性定量分析。

本研究拟采用A549(人非小细胞肺癌细胞)等肺细胞系、人肺癌组织、肺癌血清为研究对象,进行磷酸化蛋白组学的研究,以期进一步研究肺癌的发病机制,探寻灵敏度高、特异性强的肺癌肿瘤标记物,进而为肺癌的治疗和早期筛查提供新靶点。通过体外实验,比较肺癌细胞和正常细胞的磷酸化蛋白质组学差异、分析蛋白质功能,能够间接揭示肺癌的发生和转移机制。通过对肺癌组织和正常肺组织蛋白的深入研究,寻找存在差异的磷酸化修饰蛋白,有助于寻找新的肺癌标记物,以期用于临床。通过对比肺癌和非肺癌患者血清中磷酸化蛋白组学差异,进而发现检测肺癌标记物。对于本次肺癌相关磷酸化蛋白组学的研究,我们期待发现能够用于临床诊治肺癌的新靶点。

目前绝大多数肺癌仍是在晚期才被确诊,失去了最佳治疗时期。但随着蛋白质组学技术的不断进步及广泛应用,磷酸化蛋白组学必将在肺癌的基础研究中发挥越来越重要的作用。其研究有望在探索肺癌发病机制、肺癌早期诊断、寻找有效的肺癌治疗靶点和研发治疗肺癌药物等方面发挥重大作用,为人类最终战胜这一疾病做出巨大贡献。肺癌相关磷酸化蛋白组学研究存在的主要问题包括样品的制备、磷酸化蛋白质的有效分离与鉴定、蛋白质数据库的进一步完善、肺癌肿瘤标记物特异性低等。为了更好地了解生命过程,诊断和治疗肺癌,发现药物治疗的新靶点,阐明药物的作用机制,需要开发高效的富集策略用于肺癌相关磷酸化蛋白质组学的研究。我们拟通过应用新的富集材料或优化分析方法,建立高容量、高灵敏度、高选择性的磷酸化肽段的富集和分析策略,从而全面深入地研究肺癌相关磷酸化蛋白质组学。

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