食管鳞癌糖蛋白差异表达谱研究

蛋白质糖基化修饰是最为常见的一种翻译后修饰，参与细胞内信号传导、细胞间相互作用、识别等功能；细胞表面和体液内糖蛋白变异是肿瘤发生和进展过程中的基本特性之一。中国仍是世界上食管癌死亡率最高的国家之一。本项目组在以往食管癌全蛋白质组的研究基础上，统计学分析匹配、筛选临床资料齐全的200余例食管癌手术标本，组成高代表性的早、中、晚期食管癌；从各期癌及癌旁非癌组织总蛋白混合标本及食管上皮永生化和癌细胞总蛋白中，序列性抽提富含寡甘露糖型及唾液酸型N-连接糖蛋白、O-连接糖蛋白，2-DE、稳定同位素iTRAQ标记结合串联质谱两种技术手段定量比较、鉴定与食管鳞癌发生发展相关的糖蛋白质分子差异表达谱，确定关键糖蛋白质分子在食管癌变过程中的糖基化变异特征和作用、与临床病理变化的关系，丰富食管癌多分子、多阶段演进分子机制，为建立高危人群筛查、食管癌早期诊断和治疗监测的生物指标和手段奠定工作基础。

根据项目书的研究内容及研究目标，本项目已完成了预期目标。蛋白质糖基化是一种最常见的蛋白质翻译后修饰，糖蛋白糖基化位点的多样性和聚糖侧链的多变性与疾病的病理过程关系密切。在肿瘤发生发展过程中，蛋白质分子异常糖基化是肿瘤细胞演进过程中的基本特性之一，参与癌细胞的侵袭、转移等过程。本项目采用植物凝集素亲合层析技术从食管鳞癌（Esophageal squamous cell carcinoma, ESCC）及癌旁切缘非癌黏膜组织（Normal mucosa, NM）提取甘露糖型及唾液酸型N-连接糖蛋白，二维电泳、iTRAQ稳定同位素标记、二维液相色谱、串联质谱及生物信息学等技术鉴定了180个与ESCC发生发展相关的N-连接糖蛋白。应用Western blot检测补体C3（Complement C3）、超氧化物歧化酶3(Superoxide dismutase 3, SOD3)、组织蛋白酶D（Cathepsin D）及其前体（Pro-cathepsin D, pCD）、凝聚素(Clusterin)、结合珠蛋白（Haptoglobin，HP）、Proline-arginine-rich end leucine-rich repeat protein（PRELP）、14-3-3ζ等蛋白在TNMⅠ-Ⅳ期ESCC中的表达，发现HP表达在TNMⅠ-Ⅲ期ESCC中显著降低（P < 0.05），而在Ⅳ期ESCC中表达无明显变化（P > 0.05），且与TNM分期无相关性（P > 0.05）；pCD表达在TNMⅠ期ESCC中升高不明显（P > 0.05），而在TNMⅡ-Ⅳ期ESCC中显著增高（P < 0.05），并且与TNM分期呈正相关（P < 0.05）；其余的5个蛋白在TNMⅠ-Ⅳ期ESCC中的差异表达无统计学意义。应用植物凝集素富集后的N-连接糖蛋白，发现ESCC组织中Clusterin、HP的甘露糖异构体及14-3-3ζ唾液酸异构体在ESCC中的表达明显降低，pCD的甘露糖异构体在ESCC中表达显著增高；ESCC患者血清中HP、PRELP、Clusterin的糖蛋白异构体在ESCC中表达显著升高。这些差异表达的N-连接糖蛋白具有多种生物学功能，丰富了食管癌多分子、多阶段演进分子机制，并为建立高危人群筛查、食管癌早期诊断和治疗监测的生物指标和手段奠定了工作基础。