本项目首次以全新的比较蛋白质组分析策略,对肝癌细胞线粒体开展研究。这一策略中,以双相及虚拟双相电泳、一维或多维色谱作为分离手段;以LC-ESI-MS、MALDI/TOF-MS作为检测手段,同时还采用了稳定同位素亲和标签(ICAT)定量蛋白质组学研究技术;所得到的实验结果利用生物信息学数据库进行解析。本项目预期的主要研究结果是1.获得肝癌细胞线粒体和正常肝细胞线粒体蛋白质组的差异表达蛋白的数量、种类及表达量的信息;2.获得不同作用机制的抗癌药物干预后,肝癌细胞线粒体差异表达蛋白的变化情况。本项目的意义在于1.从线粒体蛋白质组学的层面,对肝癌发生与发展的分子病理机制作出新的解释;2.探究抗癌药物对肝癌细胞线粒体差异表达蛋白的影响,期望能发现药物在线粒体的作用靶点;3.有可能为深入认识细胞线粒体凋亡途径提供重要的启示;4.建立一种全新的用于亚细胞器比较蛋白质组研究的技术平台。
本项目对药物干预肝癌细胞前后线粒体蛋白质组的变化开展了系统研究。研究策略包括(1)以双相电泳分离蛋白质;(2)以MALDI/TOF-MS鉴定蛋白质;(3)利用基于多维色谱-线性离子阱/静电场轨道阱质谱联用技术的鸟枪法/c-ICAT定量技术研究差异表达蛋白相对量的变化;(4)用细胞生物学及分子生物学技术对线粒凋亡诱导蛋白AIF进行了功能鉴定。项目的主要研究结果是(1)获得了肝癌细胞和正常肝细胞线粒体蛋白质组差异表达蛋白的数量、种类及表达量的信息;(2)获得了抗癌药物羟基喜树碱和表阿霉素干预后,肝癌细胞线粒体差异表达蛋白的变化情况;(3)获得了羟基喜树碱干预后,肝癌细胞线粒体疏水蛋白质组和核蛋白质组的定量变化信息;(4)发现在羟基喜树碱诱导肝癌线粒体凋亡途径中,AIF从线粒体释放并发生核转位,引起核DNA损伤。本项目的意义为(1)为从线粒体蛋白质组学的层面,对肝癌发生与发展的分子病理机制作出新的解释提供依据;(2)为研究抗癌药物在线粒体的靶点提供了新的实验依据;(3)为认识细胞线粒体凋亡途径提供了新的实验依据;(4)所建立亚细胞比较蛋白质组研究策略对类似的研究工作有借鉴意义。