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背景:甲状腺癌(Thyroid carcinoma,TC)是内分泌系统发病率最高的恶性肿瘤,发病率有逐年上升趋势,无论在全球还是中国范围内,TC均成为发病率增长最快的恶性肿瘤之一,其中甲状腺乳头状癌(Papillary thyroid carcinoma,PTC)是最常见组织学类型。目前用于检测和判断预后的PTC相关基因标记物有BRAF V600E基因、RAS基因突变和TERT启动子突变,蛋白标志物有半乳糖凝集素-3(Galectin-3)、细胞角蛋白-19(CK19)、间皮瘤相关抗体-1(HBME-1)等。近年来,蛋白质组学发展为深入研究PTC的分子标志物,为探讨PTC发病机制、明确诊断、发现治疗新靶点提供更多可能。目的:1、筛查甲状腺乳头状癌(PTC)和甲状腺良性结节(BTN)差异表达蛋白;2、验证差异蛋白基因对PTC细胞增殖的影响,寻找与甲状腺癌细胞增殖有关的新靶点;3、检测目标蛋白在在PTC组织中的表达情况,并分析其与临床病理参数之间的关系。方法:1、选取经皮甲状腺细针穿刺液标本36例,BTN 18例为A(1-3)组,PTC18例为B(1-3)组,应用非标记定量(Label-free quantification,LFQ)蛋白组学方法鉴定B/A差异蛋白组,并对差异蛋白进行GO功能注释、KEGG通路分析等生物信息学分析。2、对B/A上调的蛋白数据进行分析,选取20种基因行细胞增殖实验筛选,采用利用小干扰RNA(shRNA)介导的功能缺失实验敲减了K1细胞系各目标基因的表达后,通过Celigo细胞计数、MTT检测,观察目标基因缺失对甲状腺K1细胞生长增殖的影响。3、应用免疫组织化学法检测在PTC、BTN、及癌旁正常甲状腺组织(NT)中CAP1、UGP2的表达,分析CAP1、UGP2的表达水平与PTC患者临床病理参数的相关性。结果:1、本次实验应用Label-free共分离和鉴定到BTN和PTC中肽段数10619个,蛋白质总数1439个。差异表达蛋白的GO功能注释分析,显示这些蛋白主要细胞组分主要归属于细胞(13.3%))、细胞部分(13.3%)、细胞外区(12.3%)、细胞外区层(12.0%)、大分子配合物(6.7%)、膜(6.8%);分子功能主要具有结合(49.1%)功能、其他为催化活性(25.8%)、分子功能调节(8.0%)、结构分子活性(5.5%);KEGG通路注释显示PTC差异蛋白影响体内众多代谢通路,其中对碳代谢、氨基酸的生物合成、糖酵解/糖异生、肌动蛋白细胞骨架的调控、内质网蛋白质加工、连接、光合生物中的碳固定、抗原处理和呈现n、补体和凝血级联、内吞作用等影响位点较多。蛋白质差异性分析PTC/BTN(B/A)组相比较差异表达蛋白质218个,其中上调蛋白190个、下调蛋白28个。2、基因敲减慢病毒载体感染人PTC K1细胞株,通过Celigo细胞计数、MTT检测筛选了20种基因对PTC增殖基因,结果显示以下五种基因:CAP1、UGP2、CAPG、CNDP2、ANP32B基因敲减组细胞增殖数明显减少,培养第5天较第1天,对照组shCtrl增殖(5.94±0.27)倍、原癌基因shPC增殖(2.46±0.05)倍,Fold change=2.41;shCAP1仅增殖(2.28±0.1)倍、Fold change=2.6,hUGP2仅增殖(2.55±0.09)倍、Fold change=2.33,shCAPG增殖(3.5±0.22)倍、Fold change=1.7,shCNDP2增殖(3.73±0.13)倍、Fold change=1.59,shANP32B增殖(3.86±0.13)倍、Fold change=1.54。3、免疫组织化学法检测在PTC、BTN、NT中CAP1、UGP2的表达:UGP2蛋白在PTC中阳性表达率69.63%(94/135),BTN中阳性表达率37.5%(15/40),NT中阳性表达率35%(14/40);PTC组与NT组比较:(34)~2=15.66,P<0.001;PTC组与BTN组比较(34)~2=13.26,P=0.0002。CAP1蛋白在PTC阳性表达率77.04%(104/135),BTN中阳性表达率32.5%(13/40),NT中阳性表达率30%(12/30);PTC组与NT组比较:(34)~2=30.549,P<0.001;PTC组与BTN组比较(34)~2=27.622,P<0.001。UGP2蛋白的表达水平与患者肿瘤的临床分期及肿瘤大小相关(P<0.05),CAP1蛋白的表达水平与患者肿瘤的临床分期、淋巴转移相关(P<0.05),而与年龄、性别无关。结论:1、PTC患者与BTN患者甲状腺结节穿刺液中共鉴定出218种差异表达蛋白,其中190个上调蛋白和28个下调蛋白,这些蛋白可能具备成为PTC标志物的潜质。2、敲减CAP1、UGP2、CAPG、CNDP2、ANP32B基因后均导致PTC细胞增殖抑制,提示该基因可能与甲状腺癌细胞增殖有关,为阐明PTC的发病机制及靶向治疗奠定实验基础,为PTC的靶向基因治疗提供了新视角。3、CAP1、UGP2蛋白在PTC中表达明显上调,且与PTC分期及淋巴结转移相关,二者可能作为PTC中诊断标志物并应用于临床。