蛋白质组学及在耳鼻咽喉头颈外科学中的应用VIP免费

第13卷第6期2007年12月中国耳鼻咽喉颅底外科杂志v01．13No．6chineseJounlalofotorhinolaryn9010秽一SkullBa鸵SurgeryDec．2007·综述·蛋白质组学及在耳鼻咽喉头颈外科学中的应用周怀恩，孙爱华(第二军医大学长征医院耳鼻咽喉头颈外科，上海200003)摘要：目的蛋白质组学作为一种大规模、高通量、高灵敏度、自动分析细胞蛋白表达图谱的新技术，在基础及临床研究中发挥着日益重要的作用。本文就蛋白质组学的基本技术，蛋白质组学新技术的发展及其在耳鼻咽喉一头颈外科学的应用方面的最新研究进展作一综述。关键词：蛋白质组学；蛋白质陈列分析；耳鼻咽喉头颈外科学中图分类号：R3文献标识码：B文章编号：1007—1520(2007)06一0477一05蛋白质组(proteome)的概念是1994年由wilkins与WiIliams首先提出，其定义为“一种细胞、组织或有机体所表达的全部蛋白质”。蛋白质组学(proteomics)是从整体水平上研究细胞、组织或有机体蛋白质组的一门新兴学科。一个机体内所有的细胞都有相同的基因组，但由于表达调控差异，产生行使不同功能的蛋白质，从而形成各种不同的细胞。蛋白质与功能直接相关，蛋白质组的动态变化直接反映生物系统的状态。1蛋白质组学的基本技术蛋白质组的基本技术一般包括蛋白质的样品制备、分离技术、染色、鉴定技术和生物信息学五个方面。1．1蛋白质的样品制备通常可采用细胞或组织中的全蛋白质组分进行蛋白质组分析，也可以进行样品预分级，即采用各种方法将细胞或组织中的全体蛋白质分成几部分，分别进行蛋白质组研究。样品预分级的主要方法包括根据蛋白质溶解性和蛋白质在细胞中不同的细胞定位进行分级，这样不仅可以提高低丰度蛋白质的上样量和检测，还可以针对某一细胞器的蛋白质组进行研究。关于蛋白质样品制备方面人们所面临的问题：①蛋白质成分的多样性，不同蛋白尤其是膜蛋白、血基金项目：国家自然科学基金资助课题(No．30472124)。作者简介：周怀恩，男，住院医师，硕士研究生。通讯作者：孙爱华，Email：JYLAHSI￡@sim．∞rrL浆蛋白和分泌蛋白的理化性质差异较大。②低丰度蛋白易被高丰度蛋白所掩盖，而低丰度并不意味着对细胞功能的贡献也低，目前为止尚无法扩增蛋白[1]。若不解决细胞异质性问题，任何对于发生病变的细胞的蛋白质组分析都将包括大量的背景干扰。最近在组织水平上的蛋白质组样品制备方面有新的进展，如1996年由EmmertBuck等人发明的激光捕获微切割技术(1asercapturemicrodissection，LCM)较好的解决了组织细胞异质性问题。LCM是一种快速可靠的组织细胞分离方法，它可在显微镜监视下，将单一的细胞群甚至单一细胞从复杂的含有多种细胞的组织切片上分离出来。在耳科学基因组研究方面，Cristol等[2]很好的应用了该技术。他先应用激光进行细胞分区，接着切除壶腹嵴所有细胞，然后分别研究剩余的内耳膜性成分的基因表达和未切除壶腹嵴的内耳基因表达，所减少的即为壶腹嵴的特有基因。1．2蛋白质的分离技术双向聚丙烯酰胺凝胶电泳(2DPAGE)是蛋白质组研究中的首选分离技术，可以对样品中复杂的蛋白质进行整体性的分离。2DPAGE的第一相使用固相pH梯度等电聚焦电泳(IEF)，第二相是SD孓PAGE，根据不同的需要有垂直平板凝胶电泳和超薄水平凝胶电泳。由于蛋白质的分子量和所带电荷是两个彼此不相关的重要性质，而2DPAGE同时利用了蛋白质问在这两个性质上的差异分离蛋白质，因此2肛PAGE的分离能力非常强大。但也有其局限性：①在二维凝胶电泳图谱上，并不是每个蛋白点所包含的蛋白量都足以用于鉴定蛋白，宋亚·477·万方数据中国耳鼻咽喉颅底外科杂志第13卷军等[3]在作鼠疫耶尔森菌菌株91001的蛋白质组学研究中，应用2DMS的方法共鉴定出了233种不同的蛋白质，只占基因组预测基因总数的5．62％(233／4143)。②如对于低丰度蛋白、疏水性蛋白、极碱性蛋白(pI>10)，一些极大蛋白和极小蛋白，二维凝胶电泳还不能够将其很好地显示出来，只有一些可溶的蛋白被用于研究。③费时、费力，而且不容易自动化。液相色谱(LiquidChromatography，简称LC)也是蛋白质组学研究中常用的分离分析手段。但是一维系统的分离能力十分有限，多维联用系统的总分辨率约等于各维分辨...