食管癌细胞中Ezrin蛋白翻译后修饰的鉴定及其作为新型肿瘤标志物的应用研究

Cancer is a great threat for human health, the best way to cure cancer is early diagnosis and early treatment. It is of great practical significance to develop a new method based on protein post-translational modification for the early detection and treatment of cancer, which is also in line with the development trend of precision medicine. In this project, the cytoskeleton binding protein Ezrin was used as the research object, which is closely related to tumor invasion in esophageal cancer cells. A highly efficient Ezrin protein enrichment method for esophageal cancer cells would be constructed based on specific antibody affinity enrichment technique. Meanwhile, combined with free-labeling mass spectrometry and stable isotope labeled quantitative proteomic method, as well as bioinformatics tools, a system identification for post-translational modifications of Ezrin protein would be made. Then a post-translational modification map of Ezrin protein in normal and different stages of disease progression in esophageal cancer would be established. After qualitative and quantitative analysis of post translational modification of Ezrin protein in esophageal cancer cells, the correlation between the qualitative and quantitative analysis and carcinogenesis of esophageal cancer are studied, thus an effective tool for early diagnosis of esophageal cancer would be developed eventually.

癌症是严重威胁人类生命的一种疾病，防治癌症的最好办法是早期诊断、早期治疗。发展新型的基于蛋白翻译后修饰的肿瘤检测方法对于癌症的早期发现及治疗具有重大的实际意义，这也符合目前精准医学的发展趋势。本项目以食管癌细胞中与肿瘤侵袭密切相关的细胞骨架结合蛋白Ezrin为研究对象，拟采用特异性抗体亲和富集技术构建一种高效的食管癌细胞中Ezrin蛋白富集方法。同时将联合无标记质谱分析方法、稳定同位素标记定量蛋白质组学研究方法，以及生物信息学工具，系统地鉴定食管癌细胞中Ezrin蛋白翻译后修饰（定性和定量分析），建立Ezrin蛋白在正常细胞和食管癌细胞的翻译后修饰图谱（post-translational modification map, PTMM)。本项目将从分子层面上揭示Ezrin蛋白质翻译后修饰图谱变化与食管癌发生之间的联系，最终发展一种新型的食管癌早期诊断有效工具。

发展新型的基于蛋白翻译后修饰的肿瘤检测方法对于癌症的早期发现及治疗具有重大的实际意义，这也符合目前精准医学的发展趋势。食管鳞状细胞癌是目前食管癌最主要的组织学亚型，食管癌具有存活率低、初期难发现以及诊断效果不理想等特点，但研究发现：如果食管癌在发病初期予以治疗，那么存活率可以达到五年以上的病人将超过90%。本项目围绕蛋白修饰标记新方法的构建、蛋白修饰富集方法以及食管癌细胞中Ezrin蛋白修饰鉴定以及相关性研究等开展了一系列工作，主要取得如下研究成果：（1）基于二次衍生化反应，开发了一种基于马来酸酐标记新方法，可有效提高蛋白质标记分离效率，提高修饰鉴定数量，有效避免常规的标记试剂分子量较小在反相高效液相色谱中保留时间太短而得不到有效的分离的难题。（2）基于pH诱导的马来酸酐标记的选择性和可逆性，发展了一种新的选择性标记和可逆性标记方法，不仅提高了蛋白覆盖率，而且有利于分析单个/组合修饰间的相对丰度和对蛋白质原有翻译后修饰的鉴定和分析（3）研究了食管癌细胞中赖氨酸乙酰化修饰富集方法，采用特异性抗体亲和富集策略（单/双克隆抗体）构建一种高效乙酰化修饰富集方法。（4）联合无标记质谱技术和稳定同位素标记质谱技术的基础上，通过高精度质谱对Ezrin蛋白翻译后修饰进行定性和定量分析，分析了Ezrin蛋白一些关键位点的修饰，将Ezrin蛋白修饰图谱分析结果与食管癌的发生进行相关性研究。本项目针对蛋白修饰的富集、鉴定等建立的新的分析和标记方法，在生物医学中具有良好的应用前景。

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