基本信息
- 项目名称：
- 乳腺癌血清蛋白指纹图谱检测及诊断模型建立
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 应用基质辅助激光解吸离子化飞行时间质谱（matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry，MALDI-TOF MS）技术检测乳腺癌患者和健康对照组血清蛋白指纹图谱, 筛选出差异表达的蛋白质峰，并以此建立乳腺癌血清蛋白指纹图谱诊断模型，为临床诊断早期乳腺癌提供理论依据。
- 详细介绍：
- 目的:应用基质辅助激光解吸离子化飞行时间质谱（matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry，MALDI-TOF MS）技术检测乳腺癌患者和健康对照组血清蛋白指纹图谱, 筛选出差异表达的蛋白质峰，并以此建立乳腺癌血清蛋白指纹图谱诊断模型，为临床诊断早期乳腺癌提供理论依据。 方法：应用弱阳离子交换磁珠（MB-WCX）对44例已确诊但未放化疗乳腺癌患者血清和38例健康对照组的血清提纯并进行实验前预处理；利用MALDI-TOF MS技术检测血清，所得结果用ClinProToolsTM 2.1软件，筛选出差异蛋白波峰，建立乳腺癌蛋白指纹图谱诊断模型，并用GA（遗传算法）验证此模型的特异性和灵敏性。 结果：采集乳腺癌患者和健康对照组检测图谱进行比对分析，得出15个差异表达明显的蛋白质峰（P<0.05），从中筛选差异最明显的2个蛋白质峰为4964.52Da和7765.28Da，以此为依据建立乳腺癌血清蛋白指纹图谱诊断模型。对模型进行验证，得出特异性和灵敏性分别为100%和93.3%。 结论：应用MALDI-TOF MS技术，建立乳腺癌诊断模型，具有高度特异性和灵敏性，对临床诊断具有很好的指导作用。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 研究目的:应用MALDI-TOF MS技术检测乳腺癌患者和健康对照组血清蛋白指纹图谱, 筛选差异表达蛋白质峰，建立乳腺癌血清蛋白指纹图谱诊断模型，为诊断早期乳腺癌提供依据。 基本思路：用MB-WCX磁珠对乳腺癌患者和健康对照组的血清提纯并进行实验前预处理；利用MALDI-TOF MS技术检测，筛选出差异蛋白波峰，建立乳腺癌蛋白图谱诊断模型，并用GA法验证此模型的特异性和灵敏性。
科学性、先进性及独特之处
- 1. 本课题研究应用的MALDI-TOF MS技术，是当今最先进的蛋白组学技术之一，是最有希望的肿瘤早期检测方法。该技术具有高特异度和灵敏度。 2. 对乳腺癌血清蛋白指纹图谱进行分析和研究，寻找与肿瘤发生发展相关的差异表达蛋白，为乳腺癌早期诊断寻找可靠的血清学诊断指标。运用蛋白质学技术筛选乳腺癌差异表达蛋白，适合大量人群乳腺癌的初步筛选诊断，具有简单、快速、经济、创伤小等特点。
应用价值和现实意义
- 1.运用蛋白质学技术筛选与乳腺癌相关的差异表达蛋白质，寻找特异性乳腺癌表达蛋白，为乳腺癌的早期发现、早期诊断提供理论依据。 2.建立的乳腺癌血清蛋白指纹图谱诊断模型，可以很好的将乳腺癌患者和健康对照组进行区分，具有高度特异性和灵敏性。 3.此技术用于对易感人群的初步筛查，具有简单、快捷、精准度高、创伤小等特点。具有广泛的临床应用价值。
学术论文摘要
- 目的:应用基质辅助激光解吸离子化飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）技术检测乳腺癌患者和健康对照组血清蛋白指纹图谱, 筛选出差异表达的蛋白质峰，并以此建立乳腺癌血清蛋白指纹图谱诊断模型，为临床诊断早期乳腺癌提供理论依据。 方法：应用弱阳离子交换磁珠（MB-WCX）对44例乳腺癌患者血清和38例健康对照组的血清提纯并进行实验前预处理；利用MALDI-TOF MS技术检测血清，所得结果用ClinProToolsTM 2.1软件，筛选出差异蛋白波峰，建立乳腺癌蛋白指纹图谱诊断模型，并用GA（遗传算法）验证此模型的特异性和灵敏性。 结果：采集乳腺癌患者和健康对照组检测图谱进行比对分析，得出15个差异表达明显的蛋白质峰（P<0.05），从中筛选差异最明显的2个蛋白质峰为4964.52Da和7765.28Da，以此为依据建立乳腺癌血清蛋白指纹图谱诊断模型。对模型进行验证，得出特异性和灵敏性分别为100%和93.3%。结论：应用MALDI-TOF MS技术，建立乳腺癌诊断模型，具有高度特异性和灵敏性，对临床诊断具有很好的指导作用。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- 1.Eleftherios P. Diamandis. Mass Spectrometry as a Diagnostic and a Cancer Biomarker Discovery Tool opportunities and potential limitations[J]. Molecular & Cellular Proteomics 3.4,2004, 367-378 2.V illanueva J,etal.Serum pep tide profi2ling by magnetic particle2assisted, automated sample processing and MALDI-TOF mass spectrometry [J].Anal Chem,2004,76(6). 3.Baumann S,Ceglarek U,et al.Standardized approach to proteome profiling of human serum based on magnetic bead separation and matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry[J].Clin Chem,2005, 51(6):973-980 4.王雅杰,张锟,唐宏.传染性非典型肺炎患者血清蛋白质指纹图谱分析[J].中华检验医学杂志,2005,28(4):381-383 5.Schwamborn K,Krieg RC,etal.Serum proteomic profiling in patients with bladder cancer[J].Eur Urol,2009,56(5):989-996. 6.Liu LH,Shan BE,et al.Potential biomarkers for esophageal carcinoma detected by matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry[J].Clin Chem Lab Med, 2010,48(6):855-861.
同类课题研究水平概述
- 目前国际上，肿瘤蛋白质组学研究刚刚起步，虽然获得一些可喜的初步成果,但还有大量空白等待进一步填补。大量研究表明，肿瘤性疾病从蛋白质组学角度上又可以称为蛋白质缺陷症，其发病过程有多种蛋白质会发生异常变化，这种变化不仅包括蛋白表达量的增加或减少，而且还包括蛋白翻译后修饰，从而导致肿瘤组织表达的蛋白质谱的改变。 人类研究最为广泛的乳腺癌生物标记物主要包括以下几类：①原癌基因和抑癌基因。原癌基因c-myc ，CyclinD1 抑癌基因：PTEN，BRCAI，P53，p16。②和侵袭和转移相关的因子：蛋白水解酶uPA，组织蛋白酶D,细胞黏附分子CD44，E-钙黏蛋白，血管生成因子。③增殖与凋亡相关标志物：bag-1，bc1-2 等。④激素受体:ER，PR。⑤端粒酶、特异性蛋白：CA15-3，PS2，PSA ，p43，乳腺珠蛋白等。随着人们从基因组学向蛋白质组学的迈进，生命科学进入了后基因时代。人们迫切的需要在基因编码产物—蛋白质水平上了解疾病发生发展机制。所以，了解乳腺癌发展过程中蛋白质的变化，寻找差异表达的蛋白质，从而更快更准确地指导临床工作。 传统的蛋白质组学研究方法多关注血浆中常见的、高丰度的蛋白质。近年来，开展得表面增强激光解析电离技术和质谱技术的联用引发了重大疾病的早期诊断的革命。该技术的基本原理是通过比较正常人和病人血清中低丰度的小分子蛋白或者多肽成分的差异，找出和疾病相关的生物标记物，可以检测到fmol/l数量级的微量蛋白质；克服了传统二维凝胶电泳难以解决的诸多问题：如膜蛋白的分离等。但是该技术有其致命缺点，即只能测量出差异组分的分子量，而不能对差异组分的成分进行鉴定，因此不能为致病机理提供理论基础。基质辅助机关解析电离飞行时间质谱技术为这一探索提供优良的技术平台。以这一技术开发的系列液体蛋白质芯片可以非特异性结合被测样本中的各种蛋白质，去除高丰度蛋白，而且其结合面积远大于以往的固体蛋白芯片，而且还能够对差异蛋白及修饰位点进行鉴定，利用系统生物学方法分析其机制。 目前，国内外学者应用质谱技术对一些肿瘤研究已经成功建立了蛋白指纹图谱诊断模型，如Schwamborn等用MALDI-TOF MS的技术检测其蛋白图谱并建立膀胱癌诊断模型。但是关于乳腺癌的研究还较少，所以本课题研究具有一定的临床指导意义。
