蛋白质指纹图谱技术及其在骨科中的应用

１ 蛋 白质 组 学研 究 内容 及 常 用 技 术 蛋 白质组学（ ｒｔ ｍ ｃ）】 ２ 世纪 ９ ｐｏｅ ｉ ｌ是 Ｏ ｏ ｓ ０年代 中期产 生 的一 门新 兴学 科 ， 不 是 单 纯 的 方 法 学 ， 像 基 因组 学 它 就 样， 不是一 个封 闭 的、 概念 化 的稳定 的知识 体 系 ， 而是
物， 以达 到 对 肿 瘤 的 早 期诊 断 ； 早 期 状 态的 肿 瘤 蛋 白质 组 学 分 析 ， 进 一 步 了 解 肿 瘤 早 期 发 生 ， 为 发 对 可 并
现 早 期 诊 断 的候 选标 志物 提 供 可 能 ； 析 体 液 的 蛋 白 质 指 纹 图 谱 技 术 （ Ｅ 分 Ｓ ＬＤ１ＴｏＦ ＭＳ 的研 究 ， 为 骨 一 — ） 可
属于一个领域。蛋 白质组 学集 中于动 态描 述基 因调 节 ， 对基 因表达的蛋 白质水平 进行定量测 定 ， 以鉴定疾 病 、 药
物对生命过程的影 响 ， 解 释基 因表 达调 控 的机制 。它 并 研究 的是一个细胞 或一 个基 因组所 表达 的全部 蛋 白质 ， 开辟 了生命 科学研 究进 入后 基 因组 时代 的新领 域 ， 为 也 临床 医学诊断研究 提供 了全新 的技术 方 法 和思 维模 式 。 蛋 白质组学 的研究 内容 主要 有两方 面 ， 一是 结构 蛋 白质 组学 ， 二是功能蛋 白质组 学 。其 研究 前沿 大致 分 为三方 面： ①针对 有关 基 因组 或转 录组 数据 库 的生 物体 或组织 细胞 ， 建立起 蛋 白质组 或亚 蛋 白质组及 其 蛋 白质 组连 锁 群， 即组成性蛋 白质组学 ； 以重 要生命过 程或人类 重大 ② 疾病 为对象 ， 究重 要生理 病理 体 系或过 程 的局部蛋 白 研
随着人类对 自身机体 微 观认识 的不 断提高 ， 尤其 是
人类基因组 测序 的完成 ， 生命科 学进入功 能基 因时代 ， 研 究热点也逐渐转 向生物功 能的整 体研究 。如何 通过分析 蛋 白质来诊断疾病 的新 观念 逐步成 为关 注 的焦 点 ， 为 作 研究蛋 白质全貌 的蛋 白质组 学技术 ， 因此 得到 迅速 发 也 展 。本文就蛋 白质组 学 ， 其是 蛋 白质指 纹 图谱技 术在 尤 骨科学方面的应用情况 ， 作一综述 。
肿 瘤 的早 期 发 现 、 关 节 疾 病及 创 伤 骨科 疾病 的 疗 效判 断提 供 有 力依 据 。 骨
关 键词 蛋 白质 组 学 ； 白质 指 纹 图谱 ； 蛋 骨科
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质 组 学 或 比较 蛋 白质组 学 ； 通 过 多 种 先 进 技 术 ， 究 蛋 ③ 研
白质之 问的相互作 用 ， 绘制某个 体 系的蛋 白， 即相互作 用 蛋白质组 学 ， 又称为 “ 细胞 图谱 ” 白质 组学 。蛋 白质 组 蛋
学研 究的主要 技术有 双 向凝 胶 电泳 （一 Ｅ 技 术 、 ２Ｄ ） 高效 液 相色谱 （ Ｌ 技术和生物信息学技术 。 ＨＰ ｃ） ２Ｄ － Ｅ技术与质谱 技术 是 目前应 用最 为广 泛 的蛋 白 质组 学研究方法 。它利 用 蛋 白质 等 电点 和分 子量 差别 ， 将各 种蛋 白质 区分开来 ， 以往用 来 比较差 异蛋 白质 、 是 寻 找蛋 白质生物标志物 的常用方法 。该技 术分离蛋 白质具 有很 好的效 果 ， 但操 作繁琐 ， 敏感性 低 ， 特别 是 在分 析小 分子量蛋 白质时效果不理想 ， 对过 于偏酸或 偏碱 、 分子量 ＞２０ｋ ０ Ｄ或＜１ Ｄ的极 端等电点 和疏 水难溶性 蛋 白质 ０ｋ 的分离较困难［ 。因此 ， 技术对 临 床标本 的大规 模筛 ２ ］ 该
蛋 白质 组 学从 整 体 角度 分 析 细 胞 内动 态 变化 的蛋 白质 组 成 成 分 、 达 水 平 与 修 饰 状 态 ， 表 了解
蛋 白质 之 间的 相 互 作 用 与联 系。蛋 白质 组 学研 究技 术 主 要 以分 离技 术 和 生物 质 谱 技 术 为 支撑 平 台 ， 生物 信 息 学为 桥 梁 ， 蛋 白质 表 达 进 行研 究 分 析 ， 过 肿 瘤 患者 体 液 中蛋 白质 组 的 变化 ， 现 特 异 的 肿 瘤 标 志 对 通 发
国 际 骨科 学 杂 志
２１ ｏ Ｏ年 １ 月 第 ３ 卷 １
第 １期
Ｉｔ ｔ ｏ Ｊｎ ａｙ２ ，２ １ ，Ｖｏ．３ ，Ｎｏ １ ｎ Ｏｒ ｐ， ａ ｕｒ ５ ０ ０ Ｊ ｈ １ １ ．
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
２ ・ ９
蛋 白质指纹 图谱技术及其在骨科 中的应用
彭亮权 尤微
摘要
王 大平 熊建 义
作者 单位 ： １０５ 深圳 市 第 二人 民 医院运 动 医学 科 ５８ ３ ， 通讯 作 者 ：王大 平 Ｅ ｉ Ｉ ｐ ｇ ａｇ ｍａ ： ａｉ ｗ ｎ ＠ｍｅｍａ．ｏ ｌ） ｎ ｄ ｉｃｒ ｌ ｎ
２Ｄ － Ｅ技术是 目前常用 的全 蛋 白组分 析方法 ， 但其存 在分离能力有 限、 有歧 视效 应 、 存 操作 程序 复杂 等缺 陷 ， 在动态范围大 、 丰度 及疏 水性 蛋 白质 分析 研究 中往往 低 很难得到满 意 结果 。母 昭德 等Ｉ 应 用 ＨＰ ｃ 质谱 比较 ３ Ｌ／ 分析肝癌 患 者 和 健 康 者 血 浆 差 异蛋 白质 的表 达 ， 用 采 ＨＰ Ｃ技术分离蛋 白质 ， 以基质 辅助激 光解析一 Ｌ 并 电离 飞 行时间质谱 （ Ｌ Ｉ Ｏ － ） ＭＡ Ｄ － ＦＭＳ 技术鉴定 收集 的组分 ， Ｔ 最 后通过两种细胞 中 的差 异表 达对蛋 白质 进行定 量分 析 。 ＨＰ Ｃ技术作为一 种新 型分离 技术 ， Ｌ 不受 分子 量大 小 和 等电点的限制 ， 过不 同模 式 的组 合 ， 通 可消 除 ２Ｄ － Ｅ技术 的歧视效 应 ， 具有峰容量高 、 于 自动化 等特点 。 便 近年来 ， 生物信 息学技 术在 生命 科学研 究 中起 着越 来越重要的作用 。利用 生物信 息学技术对蛋 白质组各种 数据进行 处 理 和分 析 ， 是蛋 白质 组研 究 的 重要 内容 。 也 生物信息学是蛋 白质组学研究 中不可缺少 的一部分 。生 物信息学技术 不仅可对基 因组 、 白质组 数据进行 分析 ， 蛋 而且可对已知的或新的基因产物进行全 面分析 。在蛋 白 质组数据库 中， 储存有有机体 、 织或细胞所 表达 的全部 组 蛋 白质信息 ， 如蛋 白质 鉴定结 果 、 白质亚 细胞 定位 、 蛋 蛋 白质在不同条件下的表 达水平 等 ， 通过 鼠标点击 ２Ｄ － Ｅ图 谱上 的蛋 白质点即可获得 。目前应用最普遍 的蛋 白质 序 列复 合 数 据 库 是 Ｎ Ｄ 和 ｄ Ｅ Ｔ 数 据 库 。Ｎ Ｄ 由 ＲＢ ｂＳ ＲＢ Ｓ Ｓ Ｒ Ｔ、 Ｅ Ｐ Ｔ ＷＩ Ｐ Ｏ Ｇ Ｎ Ｅ Ｐ等数据 库 组成 ，ｂ Ｓ ｄ Ｅ Ｔ是 由美 国国家生物技术信息中心（ Ｂ） ＮＣ Ｉ和欧洲生物信息学研究 所 （ Ｂ ） 同编辑 的核酸数 据库 。计 算机 分析 软件 主要 Ｅ Ｉ共 有蛋 白质 ２Ｄ － Ｅ图谱分 析软件 、 白质 鉴定 软件 、 白质 蛋 蛋 结构 和功能预测软件等 。
一
查 分析难 以达到预 期效果 ， 致使 其一 直局 限于基础 研究 而难以进 入临床研 究及应 用 。虽然 ２Ｄ － Ｅ技 术难 以辨别 低丰度 蛋白 ， 操 作要求 也较 高 ， 对 但其 通量 高 、 分辨率 和 重复性好 、 与质谱 联 用的特 点 ， 之成为 目前 最流行 、 可 使 可 靠 的 蛋 白质组 研 究 手 段 。