代谢组学结合蛋白质组学在喉癌标志物筛选中的应用及喉癌发生机制的探讨

• 作 者: 徐亚平
• 机 构: 中国人民解放军海军军医大学
• 出 处: 第二军医大学 中国人民解放军海军军医大学
• 发表日期: 2018年期
• 关键词: 喉癌 发病机制 代谢组学 蛋白质组学 肿瘤标志物

目的：应用代谢组学技术对喉癌临床样本进行检测和数据分析，筛选出差异代谢物，结合蛋白质组学筛选差异表达蛋白，通过关联分析探讨参与喉癌关键代谢途径，为喉癌肿瘤标志物筛选提供依据，探索喉癌发生发展的机制。同时研究了筛选出的肿瘤代谢途径的蛋白在肿瘤细胞行为学中的作用，初步探索其在喉癌发生发展中的作用机制，同时验证代谢组学结合蛋白质组学方法喉癌机制研究的有效性。　　方法：从长征医院耳鼻喉科病理标本库中选取喉癌及癌旁组织样本各30例，采用气相色谱-飞行时间质谱（GC-TOFMS）技术对样本进行检测，采用单变量及多变量数据分析方法，对样本代谢物进行系统性数据分析，筛选差异代谢物，并同时采用代谢组结合蛋白质组学技术关联分析差异代谢物及蛋白的参与肿瘤代谢的生物学功能，并进行体外细胞生物学功能验证。　　结果：筛选出24个差异代谢产物，其中单磷酸鸟苷、喹啉酸、6-磷酸果糖、乳酸、甘油单油酸酯和甲基-β-D-半乳糖苷在喉癌组织中含量明显增高，可作为喉癌潜在肿瘤标志物。关联分析筛选出6个差异代谢物及7个差异蛋白质，共同参与5种氨基酸代谢通路、嘧啶代谢通路和丙酸代谢通路。喉癌与癌旁组织主要存在嘧啶代谢和氨基酸代谢的异常。筛选出的7个关联蛋白质，均与肿瘤代谢相关酶类蛋白质，其中喉癌组织中表达上调蛋白有胞质氨基肽酶（LAP3）、胞质非特异性二肽酶（CNDP2）和胸苷磷酸化酶（TYMP）；表达下调有谷氨酸脱氢酶1（GLUD1）、GTP/AMP磷酸转移酶（AK3）、鸟氨酸转氨酶（OAT）和乙酰辅酶A乙酰基转移酶（ACAT1）。推测喉癌肿瘤中OAT的表达下调以及CNDP2的表达上调引起精氨酸脯氨酸代谢异常，TYMP蛋白上调引起核苷酸代谢异常，可能与喉癌发生发展相关。基因芯片检测验证CNDP2基因在喉癌组织中表达增高，下调CNDP2蛋白表达抑制喉癌细胞系增殖及迁移能力。　　结论：单磷酸鸟苷、喹啉酸、6-磷酸果糖、乳酸、甘油单油酸酯和甲基-β-D-半乳糖苷等6个差异代谢物可能成为喉癌潜在肿瘤标志物；获得7个肿瘤生长密切相关的差异蛋白质：LAP3、CNDP2、TYMP、GLUD1、AK3、OAT和ACAT1，并获得相关联代谢通路，提示喉癌可能的发生发展机制，代谢组学结合蛋白质组学分析方法为喉癌发生发展机制研究提供了新思路，为抗喉癌药物治疗提供新靶点。