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肝细胞性肝癌(HCC)是一种多基因、多因素、病理机制复杂的恶性肿瘤,在亚洲国家中死亡率较高。临床研究显示,转移和复发是影响肝癌术后生存的最大障碍,而诊断手段相对单一,仅依靠定期复查AFP和B超来发现术后的转移复发,假阳性率较高。因此,探讨肝癌发生发展和转移复发的相关机制,寻找肝癌转移早期诊断的生物标记或干预治疗的靶分子,对于这种恶性肿瘤的诊断和治疗具有重要的临床意义。过去几年,人类血浆蛋白质组的研究为生物标志物的筛选提供了机遇,然而,血浆蛋白质组成复杂度高,动态范围宽,对技术方法提出了巨大挑战。 肿瘤细胞的分泌蛋白质组巧妙的避开了高丰度血清蛋白的影响,且其包含细胞因子、生长因子和激素等重要功能的生物活性分子,广泛参与细胞信号的传导、细胞增殖、分化和凋亡的调控等多项重要生命过程,是发掘生物标志物和治疗靶标的良好材料,因此使得分泌蛋白质组成为癌症蛋白质组研究的一个重要方向。在众多卓有成效的研究中,比较具有代表性的如:从23个细胞系的分泌蛋白质组中鉴定了4600个蛋白质,是目前报道鉴定细胞系和数量都较多的研究;与此同时,高质量的定量手段结合代谢标记如SILAC也开始应用于分泌蛋白质组的研究中。蛋白质的糖基化是多细胞生物最为丰富的细胞外翻译后修饰,在分泌体系中比例甚高。几乎所有的目前使用的肿瘤标志物皆是分泌的糖蛋白:包括癌胚抗原(CEA)、卵巢癌相关抗原(CA125)、前列腺特异抗原(PSA)、甲胎蛋白(AFP)等。由此分泌糖蛋白质组学的研究也被人们寄予很高的期望。血浆中蛋白质糖基化的研究开展早,进展快,但细胞分泌蛋白糖基化的研究才刚起步。因此,从分泌蛋白质组和分泌糖蛋白质组角度,探讨肝癌转移相关的生理机制,寻找有效的肝癌转移靶蛋白质,将有助于临床诊治手段的突破。 为了规模化鉴定肝癌转移相关的分泌蛋白质组和分泌糖蛋白质组,本研究首先对预分离策略和条件培养方法进行了优化。采用高效的等电聚焦分级分离系统和清洗五次24h的条件培养法,联合LC-MS/MS,得到MHCC97L单个分泌蛋白质组样本的规模化数据集达3000个蛋白质,大大高于文献报道的数量,体现了整体分析策略的优势;其次,运用该策略分析了不同转移潜能的肝癌细胞株Hep3B、MHCC97L、MHCC97H和HCCLM3的分泌蛋白质组,联合iSPEC的严格打分和卡值标准,共得到高可信的肝癌转移分泌蛋白质的数据6243个蛋白质,为迄今为止规模最大的分泌蛋白数据集,并运用生物信息学对数据进行预测和分析,得到差异表达持续上调的肝癌转移相关靶标蛋白187个;再次,利用新型FASP酶切方法和HILIC亲水色谱法,结合O18标记酶切和前期优化的策略,对上述四种肝癌转移细胞株的糖基化蛋白质组进行精确鉴定,共鉴定到非冗余N-糖基化肽段1423个,N-糖基化位点2167个,对应的非冗余糖蛋白数量为715个,筛选出差异表达的87个N-糖基化肽段,对应81个糖蛋白;最后,对筛选出的肝癌转移相关的分泌蛋白质进行Western blot和组织芯片的验证,得到有效结果6例,分别为ADAM15、FAT1、VNN1、NrCAM、LUM和DKK3。 综上,本研究首先优化了规模化鉴定肝癌转移相关分泌蛋白质组和分泌糖蛋白质组的整体研究策略,并应用于具有不同转移潜能的肝癌细胞系分泌蛋白质组和分泌糖基化蛋白质组的比较研究,发现和初步验证了一批于肝癌转移相关的蛋白质,为肝癌转移相关的基础研究提供了宝贵的数据集。