基于结肠间液蛋白质组的癌症血清标志物研究

Tissue interstitial fluid, TIF, located between tissue and circulatory system, the physiological or pathological information of tissues may enter blood through TIF. Importantly, TIF possesses an advantage for screening cancer biomarkers because it is free from high abundant proteins in serum.It's the ideal scource for biomarker exporing. In this project, we established the colorectal cancer mouse model treated with AOM/DSS and extracted the tissue and TIF from different stages of colorectal cancer progress. We plan to employ iTRAQ to identify the differentially expressed proteins and find out the TIF proteins related to cacner development.For these proteins which could be valided in mouse serum, we will use the clinical samples to access the value of TIF proteins in the diagnosis as a serum biomarkers.

组织间隙液（Tissue interstitial fluid, TIF）处于组织和循环系统之间，肿瘤组织的活动信息会通过TIF进入血液。同时，没有血液高丰度蛋白的干扰，它成为筛选血清肿瘤标志物的理想来源。我们建立了AOM/DSS诱导的小鼠结肠癌模型，并在结肠癌发生过程中的不同时期提取肿瘤组织和相关的TIF。本研究拟通过iTRAQ技术对不同时期TIF进行差异蛋白质鉴定，找到随结肠癌发生而变化的TIF蛋白质，并在小鼠血清中进行验证。同时，我们还将利用临床血清样本，对候选血清标志物进行评估，找到结肠癌相关的血清标志物。

本研究对CRC发生发展过程中结肠组织间隙液（TIF）蛋白丰度的动态定量检测来寻找生物标志物。我们成功构建了AOM-DSS小鼠结肠癌模型，通过对该模型肿瘤不同发展时期（Cycle I、Cycle II、Cycle III）的结肠中下段TIF蛋白质组的动态定量研究，成功定量了584个TIF蛋白。我们从TIF蛋白中筛选得到144个显著差异蛋白质，并根据其丰度变化趋势将其分为持续上调（n=45）、持续下调（n=17）和非持续变化（n=82）三类。随后，我们在16只小鼠的TIF样本内以多重反应监测（MRM）技术对24个持续性丰度变化蛋白进行个体化定量检测，确证了其中18个蛋白质（持续上调蛋白12个，持续下调蛋白6个）的iTRAQ定量结果。为了检验CRC相关TIF蛋白是否具有成为CRC血清标志物的潜质，我们在该小鼠模型的血清样本中开展了针对12个持续上调蛋白的个体化MRM定量检测，结果表明：Cycle III组中LRG1、TUBB5和IGJ的丰度较Control组显著上调。随后，我们同样以MRM技术检测了16例CRC患者及16例健康人血清样本中这三个蛋白质的丰度，以初步评估其作为候选标志物在人类血清中应用的兼容性。与健康对照组相比，LRG1和TUBB5在CRC组呈现出了显著的丰度上调，而IGJ在两组中无显著差异变化。受试者工作特征曲线分析表明，LRG1、TUBB5的曲线下面积分别为0.74和0.70，且这两个指标的联合使用有助于提高检测的特异性。. 为了评估候选标志物的临床应用潜能，我们在扩大的临床血清样本中对LRG1的绝对浓度进行双抗夹心ELISA检测，发现其在CRC组较健康对照组显著上调，且当阈值为34.56 μg/mL时，血清LRG1区分健康对照和CRC的灵敏度为59.3%、特异性为79.6%，表明LRG1具有一定的CRC血清标志物应用前景。随后，我们以组织芯片免疫组化实验对比了结肠癌及其癌旁组织内LRG1的表达丰度，结果表明LRG1在结肠癌上皮细胞中显著上调，且其在两种不同的肿瘤原发灶情况（T3 vs. T1）、肿瘤远端转移与否（M1 vs. M0）及三种不同的肿瘤分期（Stage IV vs. Stage I，Stage IV vs. Stage II）内部具有显著的差异表达。