用于相对和绝对定量的等量异位标签-二维液相色谱-串联质谱法分析雌二醇和血清剥夺对乳腺癌细胞内蛋白质含量的影响

雌激素和血清中的激素及各种生长因子在乳腺癌的发生、发展过程中发挥着重要的作用。研究雌激素和血清对乳腺癌细胞中蛋白质组成和含量的影响对于阐明雌激素和血清对乳腺癌细胞影响的分子机理具有重要的意义。利用四重用于相对和绝对定量的等量异位标签(isobaric tags for relative and absolute quantification,iTRAQ)标记结合二维液相色谱-串联质谱(two-dimensional liquid chrom atography-tandem mass spectrometry,2D-LC-MS/MS)对雌二醇(17β-oestradiol,E2)和血清各自以及共同作用对MCF7乳腺癌细胞内蛋白质表达的影响进行了比较,共鉴定到置信度在95%以上的蛋白质576种,其中各组相对于正常培养组的细胞共找到26种差异在1倍以上的蛋白质,其中10种上调,16种下调。研究发现E2和血清可显著影响细胞内与蛋白质合成相关的蛋白质的水平。实验结果表明:iTRAQ-LC-MS/MS是进行多个样品差异蛋白组比较的一种有效方法。

相对和绝对定量的等量异位标签多重标记串联质谱技术在人外周血单个核细胞蛋白质组学中的应用

建立并优化人外周血单个核细胞蛋白质组学分析所需的相对和绝对定量的等量异位标签(iTRAQ)多重标记技术,为进一步研究奠定基础。分离人外周血单个核细胞(hPBMC),抽提细胞总蛋白,经胰酶消化后进行iTRAQ标记和串联质谱检测。通过3次重复试验,每次随机选取30个前体离子进行质谱检测,检测到带有iTRAQ标记报告基团的肽段分别为26、28和29个,标记效率为86.7%～96.7%,且组间差异无统计学意义(P>0.05);不同蛋白的肽段相对定量比值的变异系数为7.6%～25.5%,且组间差异无统计学意义(P>0.05);同一蛋白的不同肽段相对定量比值的变异系数为9.3%～19.1%,且组间差异无统计学意义(P>0.05)。结果表明iTRAQ多重标记串联质谱技术可用于hPBMC蛋白的标记,且标记效率高,重复性和准确性好,为进一步研究多种自身免疫性疾病患者的PBMC定量蛋白质组学奠定了基础。

有氧运动对雄性大鼠生精功能的影响及其睾丸iTRAQ定量蛋白组学分析

目的:探讨有氧运动对雄性大鼠生精功能的影响,并通过蛋白组学筛选睾丸中有生精调控作用的差异表达蛋白,为进一步研究其分子机制奠定基础。方法:24只SD雄性大鼠随机分为对照组和运动组,对照组不进行运动训练。运动组分为无负荷运动组和3%体重负荷运动组,每天连续游泳60 min,无负荷运动组为无负重游泳,3%体重负荷运动组大鼠负荷3%体重重物游泳,每周6次,运动共9周。大鼠末次运动24 h后进行精子计数、生殖激素测定和睾丸组织学分析,并将3%体重负荷运动组和对照组睾丸组织进行同重同位素相对与绝对定量(iTRAQ)蛋白组学分析。结果:3%体重负荷运动组大鼠精子浓度[(3.54±0.52)×10~6/ml]明显高于对照组[(2.12±0.43)×10~6/ml],P<0.01;血清LH[(38.96±1.34)IU/L]和T[(21.36±0.53)nmol/L]也显著高于对照组[LH:(35.99±2.90)IU/L,T:(19.99±0.25)nmol/L,P均<0.01];GnRH和FSH两组无显著差异[GnRH:(641.82±42.78)ng/L vs(623.95±41.44)ng/L,FSH:(22.29±2.31)IU/L vs(20.49±2.44)IU/ml,P均>0.05]。无负荷运动组精子浓度、生殖激素水平与对照组相比均无显著变化。组织学分析显示3%体重负荷运动组大鼠生精上皮内细胞层数较对照组明显增多,成熟精子数增加。蛋白组学分析筛查到差异蛋白47个,其中上调蛋白37个,下调蛋白10个。经过生物信息学分析筛选出与生殖功能密切相关的显著差异表达蛋白5个,其中Anx A1、GPX3、Rimbp3、Dpy19l2表达上调,CYP17表达下调。KEGG通路富集分析显示,差异蛋白主要参与了细胞外基质-受体相互作用通路、蛋白质消化与吸收通路、黏着斑信号通路等。结论:有氧运动可能主要通过改变精子发生与分化相关的蛋白表达来提高机体的生精功能。

同位素标签技术在人肾小管上皮细胞蛋白质组学研究中的应用

目的建立并优化人肾小管上皮细胞蛋白质组学分析所需的相对和绝对定量的同位素标签试剂(iTRAQ)标记技术,为进一步研究奠定基础。方法将人肾小管上皮细胞株HK-2通过细胞裂解、丙酮沉淀、蛋白变性、还原及酶解,最后进行iTRAQ标记和质谱鉴定,研究iTRAQ在HK-2细胞的标记情况和蛋白质组学。结果通过质谱检测,检测到带有iTRAQ标记肽段。随机选取20个前体离子,通过3次重复试验,鉴定出iTRAQ标记多肽肽段分别为17、15和18个,标记效率在75.5%～90.0%,且组间标记效率差异无统计学意义(P>0.05)。结论iTRAQ可以在HK-2细胞中标记效果满意,且重复性较好,为进一步研究肾脏疾病的蛋白质组学奠定了基础。

高精度相对和绝对定量的等量异位标签在定量蛋白质组学研究中的新进展

蛋白质组学逐渐从定性研究转向定量研究。在定量蛋白质组学技术中,相对和绝对定量的等量异位标签(Isobaric tags for relative and absolute quantitation,iTRAQ)是应用最广泛的技术之一,具有通量高、稳定性强及不受样品来源制约等优点,几乎可以对任意样品进行标记,而且可以同时对多达8个样品进行定量分析,有效地提高了通量。iTRAQ技术不断改进,其定量准确性显著提高,适用的平台越来越多,为微生物、动物、植物、生物医学领域蛋白质及其翻译后修饰组研究创造了条件。文中综述了高精度iTRAQ技术在定量蛋白质组学研究中的最新发展及其应用。

红麻RPT4全长cDNA的克隆及其在红麻花药中的表达

【目的】克隆红麻细胞质雄性不育系与保持系花药中差异表达蛋白RPT4相应基因的cDNA全长,分析该基因在花药中的表达。【方法】采用同源克隆法和RACE技术相结合,从保持系L23B花药总RNA中克隆RPT4全长cDNA。通过半定量RT-PCR检测花粉小孢子败育前、败育期间和败育晚期该基因在不育系和保持系间花药中的表达差异。【结果】克隆得到1 596 bp的cDNA全长,最长开放阅读框(ORF)1 197 bp,编码398个氨基酸的肽序列;该蛋白与蓖麻中直系同源蛋白的相似性最高,达91.93%,内含3个模体Walker A、Walker B和arginine finger的保守域,暗示其具有复杂多样的重要功能。RPT4的mRNA在红麻不育系和保持系花药中均有表达,但在四分体前(败育前),不育系和保持系中的表达量一致;在小孢子单核期(败育期),不育系花药中的表达量比保持系中的低;而小孢子双核期(败育晚期)的表达变化则相反。【结论】RPT4参与红麻小孢子的发育过程,可能具有与红麻细胞质雄性不育相关的复杂分子功能。

应用iTRAQ质谱分析技术对小鼠精原干细胞标志物进行动态研究与筛选

目的:利用i TRAQ蛋白质质谱分析技术检测各年龄阶段小鼠精原干细胞(SSCs)蛋白的表达,进一步分析SSCs标志物表达的动态变化,运用生物信息学蛋白质组数据库筛选并发现新的标志物。方法:以健康雄性C57BL/6小鼠为研究对象,按照鼠龄不同分为8组,无菌提取各组小鼠睾丸组织,采用复合酶消化、免疫磁珠分选(MACS)的方法纯化SSCs后提取蛋白,利用双向电泳及蛋白质质谱分析技术并结合蛋白质数据库对各组蛋白质进行分析鉴定。结果:质谱实验共得到谱图248 510张,通过Mascot软件进行分析,共鉴定到1 132种蛋白。以蛋白丰度差异倍数达到1.2倍以上,且经统计学检验P<0.05视为存在差异性蛋白,8组共检测到差异蛋白298种。鉴定到目前已知的SSCs标志物9种(PCNA、GFRα1、CDH1、Annexin A7、UCHL1、VASA、CD49f、CD29、PLZf),通过各组对比获得在不同鼠龄段内表达变化趋势,其中GFRα1、CD49f、CD29在SSCs中的变化趋势与以往文献一致,并筛选出10种蛋白质(P63、CD71、CD98、K19、ACE、K18、K15、K17、SH2、SH3)作为SSCs标志物进一步研究的对象。结论:SSCs内的蛋白随着小鼠鼠龄的变化表达存在差异,i TRAQ蛋白质质谱分析技术可以对SSCs蛋白质组学信息进行分析与比较,获得各鼠龄阶段差异性表达蛋白,为进一步分析和研究这些差异性蛋白的功能与作用提供了新的方法。

空间环境诱导褪色沙雷菌LCT-SM166的蛋白质组学分析

目的分析和鉴定神舟八号飞船搭载褪色沙雷菌的差异表达蛋白质。方法对神州八号飞船搭载的褪色沙雷菌LCT-SM166及地面对照组LCT-SM213进行分离并进行16sRNA鉴定,采用同重同位素相对与绝对定量(isobaric tags for relativeand absolute quantitation,iTRAQ)方法对褪色沙雷菌LCT-SM166和LCT-SM213进行蛋白质组质谱检测,分析两株菌的差异表达蛋白。结果共鉴定到1 713个蛋白质,LCT-SM166与LCT-SM213的差异蛋白组学分析发现了111个蛋白质表达的改变,其中29个蛋白表达上调,91个蛋白表达下调。基因本体论(gene ontology,GO)功能富集分析显示大多数差异蛋白质主要与能量代谢有关。结论空间环境可影响褪色沙雷菌大量蛋白质的表达,差异表达蛋白主要分布在代谢相关过程。空间诱变菌株的蛋白质组学研究为后续贯穿组学的研究奠定基础。

强直性脊柱炎患者外周血单个核细胞中急性时相反应蛋白的差异表达研究

目的检测强直性脊柱炎外周血单个核细胞中急性时相反应蛋白表达水平,探讨其与强直性脊柱炎发病的关系。方法收集10例强直性脊柱炎患者和9例健康对照,提取外周血单个核细胞,采用相对和绝对定量的等量异位标签串联质谱技术检测强直性脊柱炎患者外周血单个核细胞中的急性时相反应蛋白表达水平,并运用Western blot方法进行验证差异表达的触珠蛋白(Hp)和铜蓝蛋白(Cp)。结果基于质谱分析的蛋白组学显示,19种急性时相反应蛋白在强直性脊柱炎外周血单个核细胞中蛋白表达水平明显升高(P<0.05),主要包括补体C3、纤粘蛋白(FN1)、血浆酶原(PLG)、转铁蛋白(TF)、Hp和Cp;Western blot检测Hp和Cp的表达水平与相对和绝对定量的等量异位标签串联质谱技术检测结果具有相同的变化趋势。结论急性时相反应蛋白差异表达可能参与了强直性脊柱炎的发生、发展,有望作为强直性脊柱炎的临床生物标记物。

蛋白质组学在中药研究中的应用

系统生物学着眼于系统组成成分的构成、动态与发生,与中药对机体的整体而又动态的调节相符合,它的出现给中药研究带来了曙光。作为系统生物学的重要组成部分,蛋白质组学在中药研究中的应用已经越来越多。本文综述了蛋白质组学的常用技术以及近三年来这些技术在中药复方、中药有效部位和中药活性成分等方面的应用。

特发性弱精子症精浆蛋白差异表达研究

目的探讨精浆蛋白在成年男性特发性弱精子症中的差异表达情况。方法纳入2017年1-5月我院泌尿外科门诊特发性弱精子症患者15例作为试验组,年龄24~47岁。同时,纳入精液正常成年男性15例作为对照组,年龄21~44岁。用等重同位素多标签相对定量蛋白质组学(isobaric tags for relative and absolute quantitation,i TRAQ)的方法研究成年男性正常精浆蛋白以及特发性弱精子症患者的精浆蛋白表达情况。结果共发现精浆中2 784个蛋白质。其中,与正常组相比,特发性弱精子症患者精浆中表达上调蛋白数为14个,精浆中表达下调蛋白数为79个(表达差异倍数>1.2倍,且P<0.05)。经斑点印迹技术验证蛋白INF2表达水平与iTRAQ结果一致。经GO(gene ontology)蛋白功能注释及富集分析,特发性弱精子症精浆中差异蛋白功能主要包括调节钙离子跨膜转运、胞浆内转运以及螯合、蝶呤钼辅因子合成及代谢、调节铜离子跨膜转运等。经KEGG蛋白通路注释及富集分析,特发性弱精子症精浆中差异蛋白主要富集于叶酸生物合成、金黄色葡萄球菌感染等通路。结论特发性弱精子症患者精浆蛋白同正常成年男性精浆蛋白存在差异,其可能是引起特发性弱精子症的原因。

植物差异蛋白组学研究中几项主要技术的探讨

蛋白质是细胞内的关键物质,是生命活动的体现者.对蛋白质的研究,将有助于阐明生命现象的某些重要机制.目前植物高通量差异蛋白组学技术的发展日新月异,但主要包括双向电泳(2-DE)、双向荧光差异凝胶电泳(DIGE)、同位素亲和标签(ICAT)、同重同位素标记相对和绝对定量(i TRAQ)4种技术方法.因此,就以上4种技术方法进行探讨,以期更好他利用蛋白组学相关技术.