综 述
中国组织工程研究与临床康复 第 12 卷 第 5 期 2008–01–29 出版
Journal of Clinical Rehabilitative Tissue Engineering Research January 29, 2008 Vol.12, No.5
蛋白质组学在肝脏疾病中的研究进展☆
曹晓林，董宝玮
Proteomics in liver diseases
Cao Xiao-lin, Dong Bao-wei Abstract
Department of Ultrasound, General Hospital of Chinese PLA, Beijing 100853, China Cao Xiao-lin ☆ , Studying for doctorate, Department of Ultrasound, General Hospital of Chinese PLA, Beijing 100853, China caoxl2002@yahoo. com.cn Received: 2007-10-30 Accepted: 2007-12-04
BACKGROUND: With the rapid development and wide application of proteomics techniques, effective tools are available for exploring specific biomarkers for early detection and diagnosis of liver diseases. Recent years, many novel and promising biomarkers have been discovered and evaluated. OBJECTIVE: To review the advances and applications of proteomics in liver development, regeneration and diseases. RETRIEVAL STRATEGY: A computer-based online search of Medline database was undertaken for the English literatures about liver diseases and proteomics published from January 1995 to July 2007 with the keywords "proteomics, liver". Meanwhile, Chinese articles published from January 1995 to July 2007 were searched in CNKI database, with the same keywords in Chinese. The retrieved articles were screened firstly, and those about proteomics and liver diseases were selected and searched for full texts. Repetitive studies and Meta analysis were excluded. 156 articles about the proteomics and liver diseases were collected, and finally 32 articles were included. LITERATURE EVALUATION: Of the 32 articles, 3 were about the research background of proteomics, 6 about proteomics under healthy status, and 23 about proteomics research in liver diseases. DATA SYNTHESIS: Proteomics is a novel science to study protecome using various techniques. The study of the proteome, called proteomics, now evokes all the proteins coded by gene in any given organism, tissue, cell, and even organelle. The researches of proteomics help us to find and understand the life as a whole. Nowadays, there lacks of effective strategy in diagnosis, stages, and treatment in liver diseases. Proteomics is promising in alertness, diagnosis, treatment and prognosis in liver diseases. CONCLUSION: With the deepened study of proteomics in liver diseases, there will be a revolution in the diagnosis and treatment of liver diseases. Cao XL, Dong BW.Proteomics in liver diseases.Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu yu Linchuang Kangfu 2008;12(5):966-970(China) [www.zglckf.com/zglckf/ejournal/upfiles/08-5/5k-966(ps).pdf]
摘要
学术背景：蛋白质组学技术的快速发展和广泛应用，为寻找肝病的特异性标志物提供了值得探索的有效手段。近年来在肝脏 的相关研究中，许多有潜在价值的标记物相继被发现。 目的：综合分析蛋白质组学在肝脏发育、再生及疾病中的研究进展。 检索策略：应用计算机检索 Medline1995-01/2007-07 有关蛋白质组学与肝脏疾病关系的文章，检索词为“proteomics，liver”， 限定文章语言种类为 English。同时计算机检索 CNKI 数据库 1995-01/2007-07 有关蛋白质组学与肝脏疾病关系的文章，检索 词“蛋白质组，肝脏”，限定文章语言种类为中文。对资料进行初审，并查找全文。纳入标准：①有关蛋白质组学的研究。 ②蛋白质组与肝脏疾病关系的研究。排除标准：重复研究和 Meta 分析。共收集到 156 篇有关蛋白质组学与肝脏疾病、肝移植 关系的文献，纳入 32 篇。 文献评价：纳入的 32 篇文章中有关蛋白质组学研究背景的文献 3 篇，有关健康状态肝脏蛋白质组学研究的文献 6 篇，有关肝 脏疾病蛋白质组学研究的文献 23 篇。 资料综合：蛋白质组学是指应用各种技术手段来研究蛋白质组的学科，其目的是从整体的角度研究生物机体、组织、细胞甚 至细胞器基因编码的全部蛋白质，从整体水平出发的蛋白质组学研究可在更贴近生命本质的层次上去发现和理解生命活动的 规律。然而目前针对肝病诊断、分期和治疗的策略十分有限。蛋白质组学技术在肝脏疾病以及肝移植的早期预警、诊断、治 疗预后以及肝移植方面具有十分诱人的发展前景。 结论：随着蛋白组学在肝脏疾病中研究的不断深入，将为肝脏疾病的诊治带来一场新的革命。 关键词：蛋白质组学；肝疾病；肝移植 曹晓林，董宝玮．蛋白质组学在肝脏疾病中的研究进展[J].中国组织工程研究与临床康复，2008，12(5):966-970 [www.zglckf.com/zglckf/ejournal/upfiles/08-5/5k-966(ps).pdf]
解 放 军 总医 院 超 声科，北京市 100853 曹 晓 林 ☆， 女 ， 1979 年生，山东 省凌县人，汉族， 解 放 军 总医 院 在 读博士， 主要从事 肝 癌 蛋 白质 组 学 研究。 caoxl2002@ yahoo.com.cn
中图分类号:R617 文献标识码:A 文章编号:1673-8225 (2008)05-00966-05 收稿日期：2007-10-30 修回日期：2007-12-04 (07-50-10-5932/ G·A)
—蛋白质组学。蛋白质组学是指应用各种技术 0 学术背景 “蛋白质组” 指的是由一个基因组表达的全 部蛋白质 ，这一概念由澳大利亚学者 Wilkins 和 Williams 于 1994 年提出， 并于 1995 年 7 月首 次在 《电泳》 杂志上发表。 目前理解为生物机体、 组织、 细胞在特定的时间和空间表达的所有蛋白 质。从此，诞生了一门崭新而充满活力的学科—
[1]
手段来研究蛋白质组的学科，其目的是从整体 的角度研究生物机体、组织、细胞甚至细胞器 基因编码的全部蛋白质，包括蛋白的组成、种 类、分布、功能、代谢特征及其动态变化规律 等[2]。由于蛋白质是生命活动和生物结构最主 要的实际承担者，从整体水平出发的蛋白质组 学研究可在更贴近生命本质的层次上去发现 和理解生命活动的规律。肝病是世界范围内的
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一种重要而难治的疾病。全世界约有 3 亿多人感染乙型 肝炎病毒，1.7 亿人感染丙型肝炎病毒。持续性病毒感 染会导致肝脏损伤、 肝纤维化、 肝硬化以及肝细胞肝癌。 据统计约有 10%~25%的慢性乙型肝炎病毒感染者最终 发展成肝细胞肝癌 。肝癌是威胁人类健康的重大疾病 之一， 对于临床医生来说， 最迫切想知道的问题有两个： 肝癌的诊断和治疗。肝癌的早期诊断是一个非常重要的 问题，诊断得越早意味着临床的医疗措施会更有效。 然而目前针对肝病的诊断、 分期和治疗的策略十分 有限。在肝病诊断的发展中，检测肝组织中的蛋白标记 是非常有效的工具。此外，许多血清中的蛋白是在肝脏 中合成的，这些蛋白的结构和含量也会随着肝病的变化 而发生变化。肝脏蛋白质组学的研究已经成为肝病研究 中的重要内容。但是肝脏的蛋白数量庞大，并且由于翻 译后修饰和基因产物剪切的不同，这些蛋白的特点也很 复杂。蛋白质组学技术为解决这些问题提供了希望，并 且在研究肝炎、肝硬化和肝癌间的因果关系、演变规律 及其特征表现，在肝脏疾病的早期预警、诊断、治疗及 预后方面也有十分诱人的前景。 1 目的 综合分析蛋白质组学在肝脏发育、 再生及疾病中的 研究进展。 2 2.1 材料和方法
资料检索
[3]
和再生必将有助于对急慢性肝病、肝癌发生机制的理 解，有助于对控制这种再生过程的研究。最近，人类胎 儿肝脏蛋白质组鉴定和构建工作已经开展。研究发现在 胎儿肝脏磷酸化蛋白质组中至少有 125 个独特的磷酸化 蛋白和 36 个确定的磷酸化位点。到目前为止，人类胎 儿肝脏整合蛋白质组图谱是对特定组织或器官蛋白质 组学研究中涵盖最广的图谱之一
[4]
。
肝脏有着独特的再生能力。 肝脏的胚胎发育到肝组 织再生过程由一系列事件组成。用二维凝胶电泳(2-DE) 和质谱(MS)技术发现在部分肝切除术后 6~12 h， 小鼠肝 组织有 12 种蛋白表达上调，含量均增加 2 倍以上。这 些蛋白包括脂肪分化相关蛋白、γ肌动蛋白、巴豆酸酶 及真核翻译起始因子 3 等[5]。 3.1.2 细胞水平的蛋白质组学 肝脏由多种不同类型 的细胞组成。在分析正常肝脏蛋白质组时，对不同类型 细胞中的蛋白质的分析非常重要。用二维凝胶电泳和质 谱方法分析用激光捕获微切割技术从正常小鼠肝脏中 分离培养的肝细胞，银染观察发现近 1 000 个含量较高 的蛋白质点[6]。 肝星状细胞是肝脏产生胶原等细胞外基质的主要 细胞，因此肝星状细胞的研究备受关注。应用蛋白质组 学技术对静态及活化的大鼠肝星状细胞分泌的蛋白质 进行分析，发现了 150 种蛋白质，其中一些蛋白随着细 胞的活化发生变化[7]。 3.1.3 亚细胞蛋白组学 所谓亚细胞蛋白质组学，是针 对细胞内不同区域结构功能单位的蛋白质组学研究。因 为肝细胞中含有大量高度发达的细胞器，肝实质一直是
应 用 计 算 机 检 索 Medline1995-01/
用于研究亚细胞分离和蛋白质组学技术发展的工具。亚 细胞细胞器的研究有助于对肝细胞多种功能的理解。此 外，目前现有的蛋白质学研究技术不能一步就分析出全 部蛋白质组。分析特定的一些蛋白质组分（如纯化的细 胞器、膜微结构域等）可以降低研究中样本的复杂性和 分析难度。 线粒体在维持细胞稳态中发挥着重要作用。Da 有 研究者采用二维液相色谱-串联质谱（2D-LC-MS/MS） 技术在小鼠肝线粒体内膜上发现了 182 个蛋白，这些蛋 白参与电子转运、蛋白质合成、脂质代谢和离子或底物 转运等一系列生化过程[8]。高尔基复合体的功能是修饰 新合成的蛋白和脂质，并把它们分送到各自的功能位 点。Wu 等[9]分离出大量高尔基体片断，并鉴定了其中 的蛋白含量。 3.2 3.2.1
肝脏疾病蛋白质组学
2007-07 有关蛋白质组学与肝脏疾病关系的文章，检索 词为 “proteomics， liver” ， 限定文章语言种类为 English。 同时计算机检索 CNKI 数据库 1995-01/2007-07 有关蛋 白质组学与肝脏疾病关系的文章，检索词“蛋白质组， 肝脏” ，限定文章语言种类为中文。并手工查阅相关书 籍。对资料进行初审，选取包括蛋白质组与肝脏疾病关 系的文献，开始查找全文。 2.2
检索方法
纳入标准：①有关蛋白质组学的研究。
②蛋白质组与肝脏疾病关系的研究。排除标准：重复研 究和 Meta 分析。共收集到 156 篇有关蛋白质组学与肝 脏疾病、肝移植关系的文献，纳入 32 篇。其中有关蛋 白质组学研究背景的文献 3 篇[1-3]， 有关健康状态肝脏蛋 白质组学研究的文献 6 篇[4-9]， 有关肝脏疾病蛋白质组学 研究的文献 23 篇 3 3.1 3.1.1 综合评价
健康状态肝脏蛋白质组学
[10-32]
。
肝炎蛋白质组学
慢性病毒性肝炎与其引起的
肝硬化、肝癌等一系列肝病关系密切。在一些发展中国 家如中国、东南亚、非洲的塞内加尔等，肝癌发病率较 高，并且与乙型肝炎病毒感染关系密切，约有 80%的肝 分析肝脏发育 癌患者在其血清中可检出乙型肝炎病毒感染的标志物；
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肝脏发育和再生的蛋白质组学
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而在日本、美国等一些发达国家，肝癌的发生主要与丙 型肝炎病毒感染有关，在日本，肝癌患者血清中丙型肝 炎病毒阳性率高达 70%[10]。 目前应用蛋白质组学技术对 两种病毒发病机制的研究还不是很多。 为探求高特异性和高灵敏度的乙型肝炎血清标志 物，He 等[11]用蛋白质组学方法比较了乙型肝炎病毒阳 性患者和乙型肝炎病毒阴性正常人的血清，发现结合珠 蛋白β和α-2 链、载脂蛋白 A-Ⅰ和 A-Ⅳ、α-抗胰蛋白 酶、转甲状腺素蛋白和 DNA 拓扑异构酶Ⅱβ等 7 种蛋 白有明显改变。它们在表达量和表达模式上的变化与炎 症坏死程度相关。 丙型肝炎病毒非结构蛋白和宿主细胞因子在丙型 肝炎病毒复制中具有始动作用和调节作用。Fang 等
[12]
Ⅳ型胶原 7S 区等细胞外基质相关酶和代谢产物在肝纤 维化的诊断中具有重要意义[10]。 Kristensen 等[7]通过构建 静态和激活的大鼠肝星状细胞蛋白质图谱，发现有 27 种蛋白质在体内和体外实验中变化一致，其中钙周期蛋 白上调，羧酸酯酶 10 和丝氨酸蛋白酶抑制剂 3 下调， 从而在蛋白质水平上进一步了解肝星状细胞和肝纤维 化、肝硬化的关系。 3.2.3 肝细胞肝癌蛋白质组学 肝细胞肝癌是世界上 发生率最高的恶性肿瘤之一，多因素多阶段的发病机制 最终导致细胞内环境失去动态平衡。肝细胞肝癌通常是 长期炎症和纤维化的结果，多发生在肝硬化患者。缺乏 可靠的早期诊断指标是其预后较差的主要原因，因此， 探索和建立一种简单、快速、敏感性高和特异性强的早 期诊断方法已经成了临床医学上的迫切需要。任何疾病 在出现病理变化之前，细胞内的蛋白质在成分和数量上 都会有相应的改变[15]，所以，通过对蛋白质的动态观察 可以筛选出疾病早期的指标和征兆。肝细胞肝癌的蛋白 质生物标记研究有多种不同的策略。 3.2.3.1 体外肝细胞蛋白质组学研究 体外培养的肿瘤 细胞株是国内外生物学和医学研究者常用的实验模型。 利用体外培养的肿瘤细胞研究原癌基因和抑癌基因，肿 瘤的发生机制，转移途径和信号转导等都取得了非常有 意义的实验结果。体外培养的肿瘤细胞还具有细胞成分 单一、 均质性好和实验条件容易控制等优点。 目前 Liang 等[16]已经建立了肝癌细胞系 HCC-M 的蛋白质双向电泳 数据库（http: //proteome.btc.nus.edu.sg /hccm/） ，为进一 步研究奠定了基础。 Seow 等[17]通过 2-DE 和 MALDI-TOF-MS 分析，在 肝癌细胞系中发现了大约 400 个蛋白质点，其中大多是 管家蛋白，例如乙醇脱氢酶、6-磷酸葡萄糖脱氢酶等。 除此之外，还鉴定出一些与肝癌发生、发展过程有关的 蛋白质，包括 14-3-3 蛋白、膜联蛋白，抑制素和硫氧化 还 原 蛋 白 过 氧 化 物 酶 等 。 Yu 等 [18] 以 人 肝 癌 细 胞 系 BEL-7404 和正常肝细胞系 L-02 为实验材料，凝胶配比 和质谱鉴定揭示肿瘤抑制蛋白(maspin)在肝癌细胞中表 达量显著下降；凝胶上有两个斑点为 HSP27，它们在肝 癌细胞中的量高于肝细胞， 且 HSP27 的变化与它不同的 化学修饰有关，显示蛋白质翻译后修饰的动态变化对癌 细胞生长有潜在影响。 3.2.3.2 血清蛋白质组学研究 理想的生物标志物应具 有以下特点：特异、敏感、有预见性、高浓度、在临床 前和临床阶段之间起桥梁作用、可经非侵入性操作测定 等。由于体液(血液、精液、唾液等)中的蛋白质易能反 复获得，且血液中包含众多未知的生物标志物，这可能 是因为疾病早期就可在蛋白质水平出现细微但重要的 改变，因此利用血清等体液进行其蛋白质的分析以获得 生物标志物是较好的选择[19-20]。分析蛋白质的改变不仅
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研究发现在丙型肝炎病毒阳性的 Huh7 细胞系中， HSP27、α-肌动蛋白、nucleolin 和真核启动子 4A-I 等 一些蛋白质的表达显著高于丙型肝炎病毒阴性组。 3.2.2 肝纤维化和肝硬化蛋白质组学 肝纤维化多由 乙型肝炎病毒或丙型肝炎病毒感染、滥用酒精或代谢失 常所致。肝纤维化的持续发展则可引起肝硬化。肝活检 目前仍是诊断肝纤维化的金标准，但这种创伤性检查具 有一定的危险性，且其本身还存在取样误差以及难以重 复进行动态观察肝纤维化程度等问题，所以一直在寻找 无创伤性的诊断方法。蛋白质组学技术可以用于早期检 测纤维化过程中标记蛋白。 Poon 等
[13]
采用表面增强激光解吸电离飞行时间质
谱 （SELDI-TOF-MS） 技术对 46 例乙型肝炎病毒引起的 肝纤维化、肝硬化患者进行血清蛋白质谱分析，患者的 肝纤维化程度用肝脏穿刺组织活检来确定。从 794 个蛋 白质峰中筛选发现出 30 个与肝纤维化相关的蛋白质峰， 其中有 15 个蛋白质峰与肝功能和炎症感染无相关性。 根据这些蛋白质峰建立人工神经网络模型。所建立的模 型与肝纤维化程度有显著的相关性。该模型预测肝纤维 化、肝硬化程度的敏感性和特异性均达到 89%，联合其 他指标如血清总蛋白含量、胆红素、丙氨酸转氨酶等可 以提高预测准确性达 90%以上。 这些蛋白质的特征有待 于进一步鉴定。 Henkel 等
[14]
在小鼠健康肝脏和小鼠纤维
化肝脏的蛋白质组分析中，发现了 40 个差异蛋白，用 基 质 辅 助 激 光 解 析 电 离 飞 行 时 间 质 谱 （MALDI-TOF-MS） 方法鉴定出 8 个在纤维化形成中发 挥作用的蛋白质，它们是谷胱甘肽 S 转移酶、乙醛脱氢 酶 1、 乙醛脱氢酶 2、 丝氨酸蛋白酶抑制剂 2、 转铁蛋白、 硒结合蛋白、氨基甲酰磷酸合成酶类似蛋白和甲酰四氢 叶酸脱氢酶。在肝纤维化模型中变化最为明显的是硒结 合蛋白和丝氨酸蛋白酶抑制剂 2。 研究表明，肝脏疾病时血清中基质金属蛋白酶 1、 金属蛋白酶组织抑制剂 1、赖氨酸氧化酶、Ⅲ型前胶原 N 端前肽、Ⅰ型前胶原 C 端前肽、转化生长因子β以及
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可直接获得功能相关的标志物，而且更适于标准化和临 床应用。因为血清的复杂性和特殊的变化范围（如血清 中白蛋白和甲胎蛋白的浓度相差 7 个数量级） ，蛋白质 图谱的描绘具有很大的挑战性。 王征等
[21]
中 Peroxiredoxin 2、载脂蛋白 A-I 前体、3-羟酰辅酶 A 脱氢酶Ⅱ型在肝癌组织中表达显著下降[25]。Yokoyama 等 [26] 分析了丙型肝炎相关的肝癌和癌旁组织的蛋白质 组成，也发现了 11 个差异蛋白质，鉴定出肝型醛缩酶、 原肌球蛋白β链、果糖激酶、烯酰辅酶Ａ水化酶、转铁 蛋白轻链和精氨酸酶Ⅰ等 8 个蛋白质在肝癌组织中表达 显著降低。这些蛋白大都与肝细胞功能缺失以及肝癌形 成有关。Lim 等[27]通过对比肝细胞肝癌患者自身的相对 正常肝组织、肝硬化组织和肝癌组织的 2-DE 结果，发 现了 21 个显著变化的蛋白质点，其中肌氨酸脱氢酶、 肝羧酸酯酶、 肽基-脯氨酸异构酶和核纤素 B1 在有望作 为肝细胞肝癌的候选生物标记。核纤素 B1 在肝硬化和 肝癌组织中的表达量最高。 3.2.4 肝细胞癌转移与复发的蛋白质组学研究 对于 控制肿瘤发展来说，很重要的一点就是及早发现致死的 危险因素。许多因素与肝细胞肝癌扩散有关，并具有潜 在的预兆作用。近来一个重要的发展趋势是用基因组学 和蛋白组学方法，广泛的描绘涉及肿瘤转移、复发、分 级的生物标记。生物标记可以为肝细胞肝癌的转移和复 发提供除了传统组织病理学特点以外的更多信息。 目前已经发现大量具有潜在预测重要性的生物标 记。一个重要的方面是分析细胞表型恶性程度的分子标 记，包括 DNA 倍体型、细胞增殖指数、细胞周期调控 因子、癌基因、肿瘤抑制基因（尤其是 p53 基因）和端 粒末端转移酶活性。参与肝细胞癌入侵和转移的分子包 括黏附分子（E-钙粘连素、细胞间黏附分子 1、层粘连 蛋白 5、CD44 变异体、骨桥蛋白等） 、细胞外基质降解 相关的蛋白酶（基质金属蛋白酶、尿激酶纤溶酶原激活 系统） 、血管生成调节因子（血管内皮生长因子、肿瘤 内微血管密度）等[28]。另一个重要的方面是检测肿瘤相 关抗原（如甲胎蛋白、黑色素瘤相关抗原、细胞角蛋白 19 等）的转录，它们对肝癌细胞播散到循环中和肿瘤的 转移复发都具有预测作用。 Ding 等[29-30]认为肝癌的浸润 和转移与其分泌一些特殊的蛋白质有关。他们应用蛋白 质组学技术发现细胞角蛋白 19 在 MHCC97H（高转移 肝癌细胞系）中高表达而在 MHCC97L（低转移肝癌细 胞系）中低表达，通过放射免疫技术对小鼠肝细胞癌的 研究还发现细胞角蛋白 19 的水平随着肿瘤的进展有所 增加并且在肝癌发生肺转移后显著增加。免疫组化证实 了 102 例有明显肝内转移的肝癌患者血清中出现了细胞 角蛋白 19 阳性表达。这些蛋白在肝细胞癌转移复发中 都是潜在的预测标记。 3.2.5 肝移植的蛋白质组学研究 所有的供体器官在 切取至保存过程中均遭受一定程度的损伤，这与热缺 血、冷缺血和再灌注损伤有关，缺血再灌注损伤与移植 物初期功能障碍密切关联。因而缺血再灌注损伤是肝移 植术成功与否的主要因素之一。 Vascotto 等[31]应用 2-DE
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比较观察肝癌患者与正常人血清蛋白质
表达的差异，发现在淋巴细胞中表达并与机体免疫功能 有关的淋巴组织样限制性膜蛋白在肝癌患者血清中表 达明显下调，提示与肝癌患者免疫功能低下有关。而在 肝癌患者血清中表达上调及单独表达的蛋白质大多是 与细胞增殖、分化有关的生长因子或肿瘤相关基因的蛋 白，如转化生长因子βⅢ受体、尿激酶纤维蛋白酶原激 活因子受体以及转录起始因子 4D 等。 冯钜涛等
[22]
在肝癌、乙型肝炎和正常人共 3 组各
20 例血清的蛋白质组分析中，鉴定出 7 种差异蛋白。与 正常组比较，转铁蛋白、甲状腺素运载蛋白在肝炎和肝 癌组低表达，α-1 抗胰蛋白酶、凝聚素、铜蓝蛋白、触 珠蛋白在肝炎和肝癌组均高表达。 α-1 抗胰蛋白酶在肝 癌组较肝炎组高表达，而 HSP27 只在肝癌组表达。7 种 差异蛋白质中除 HSP27 外， 均是肝脏合成的急性反应蛋 白， 其中α-1 抗胰蛋白酶和凝聚素被认为是肝癌的潜在 标记物。HSP27 也是一种在多种组织中表达的应激蛋 白，可能参与细胞增生与凋亡、信号转导、雌激素反应 和分子伴侣等多种生物过程。近来发现在肿瘤组织中存 在 HSP27 的 过 表 达 ， 与 肝 癌 的 预 后 密 切 相 关 Schwegler 等
[24] [23]
。
对健康人、丙型肝炎病患者、丙型肝炎
合并肝硬化患者及丙型肝炎合并肝细胞癌患者血清样 本进行研究，用所发现的 38 个差异蛋白建立分类树， 预测疾病状态，对慢性丙型肝炎、丙型肝炎肝硬化、丙 型肝炎相关的肝细胞癌预测的敏感性和特异性可以达 到 74%~95%。 3.2.3.3 肝组织蛋白质组学 分析肝组织曾经是研究肝 细胞肝癌最早的办法。发生病理改变时，细胞内改变的 成分包括肽类、蛋白质、酶类和代谢产物等可分泌到血 液中，比如大部分肝癌患者可在血清中检测出高表达的 甲胎蛋白。细胞内发生改变的蛋白有的可释放入血作为 临床诊断的标志蛋白，但血清中蛋白质并不能完全反应 组织细胞的变化。很显然，许多蛋白只存在于细胞内并 不分泌到细胞外，这部分蛋白可能是与癌症的发病密切 相关的功能蛋白, 这些关键蛋白质若是结构蛋白或非分 泌性蛋白，不被细胞分泌到血液中以至不能被检测出 来。癌变组织和正常组织的差异在很大程度上是由功能 基因及其所合成的蛋白质的不同来决定的，因此癌变组 织与正常组织蛋白质组间差异的研究是寻找癌变机制 相关蛋白的有效途径。 应用 2-DE 和 ESI-MS/MS 技术对乙型肝炎相关的肝 癌和癌旁组织进行蛋白质组学研究，发现有 11 个蛋白 质点在肝细胞肝癌组织和癌旁组织中存在显著差异，其
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和 MALDI-TOF-MS 技术发现肝移植供体肝脏中有 36 个蛋白在缺血再灌注损伤时发生明显变化，其中多数蛋 白在脂质和能量代谢、氧化还原信号传以及氧化应激过 程中发挥作用。 张春潮等[32]利用荧光差异显示双向凝胶 电泳并整合内标法与正、反相荧光标记，对急性排异组 和对照组大鼠肝移植后的肝组织蛋白质表达谱进行了 定量蛋白质组学研究。结果表明，有 27 个蛋白点的表 达水平在急性排异组有显著差异，其中 19 个差异表达 蛋白经胶内酶切后，利用基质辅助激光解析电离飞行时 间质谱获得相应的肽指纹图谱并结合数据库搜索得到 鉴定。这些差异蛋白的分子功能主要表现为氧化还原活 性及离子结合活性，实验结果将有助于进一步了解器官 移植排异反应的分子机制。此外，蛋白质组学在肝移植 免疫耐受和肝移植术后并发症的研究也在逐渐开展之 中。 4 结论 随着肝脏疾病蛋白质组学研究的不断深入， 将会不 断产生新的和更权威的具有诊断潜能的生物分子靶标， 通过分析和监视相应蛋白质的变化，能及时掌握患者病 程特点和进展趋势，对于患者的个体化治疗具有重要价 值；更有意义的是，早期发现这些预警分子不仅可以有 助于临床诊断、治疗肝脏疾病，甚至可以发现患病的高 危人群，及早采取相应措施，从而做到防患于未然。
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关于作者 ： 曹晓林构思并设计本综述， 经董宝玮教授审校。 利益冲突：无利益冲突。 此问题的已知信息：蛋白质组学是 20 世纪 90 年代中期在
人类基因组计划研究的基础上诞生的一门在整体水平研究蛋白 质组成及其活动规律的新兴学科。
本综述增加的新信息：蛋白质组学技术在肝脏疾病的早期
预警、诊断、治疗及预后方面具有十分诱人的前景。
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综 述
中国组织工程研究与临床康复 第 12 卷 第 5 期 2008–01–29 出版
Journal of Clinical Rehabilitative Tissue Engineering Research January 29, 2008 Vol.12, No.5
蛋白质组学在肝脏疾病中的研究进展☆
曹晓林，董宝玮
Proteomics in liver diseases
Cao Xiao-lin, Dong Bao-wei Abstract
Department of Ultrasound, General Hospital of Chinese PLA, Beijing 100853, China Cao Xiao-lin ☆ , Studying for doctorate, Department of Ultrasound, General Hospital of Chinese PLA, Beijing 100853, China caoxl2002@yahoo. com.cn Received: 2007-10-30 Accepted: 2007-12-04
BACKGROUND: With the rapid development and wide application of proteomics techniques, effective tools are available for exploring specific biomarkers for early detection and diagnosis of liver diseases. Recent years, many novel and promising biomarkers have been discovered and evaluated. OBJECTIVE: To review the advances and applications of proteomics in liver development, regeneration and diseases. RETRIEVAL STRATEGY: A computer-based online search of Medline database was undertaken for the English literatures about liver diseases and proteomics published from January 1995 to July 2007 with the keywords "proteomics, liver". Meanwhile, Chinese articles published from January 1995 to July 2007 were searched in CNKI database, with the same keywords in Chinese. The retrieved articles were screened firstly, and those about proteomics and liver diseases were selected and searched for full texts. Repetitive studies and Meta analysis were excluded. 156 articles about the proteomics and liver diseases were collected, and finally 32 articles were included. LITERATURE EVALUATION: Of the 32 articles, 3 were about the research background of proteomics, 6 about proteomics under healthy status, and 23 about proteomics research in liver diseases. DATA SYNTHESIS: Proteomics is a novel science to study protecome using various techniques. The study of the proteome, called proteomics, now evokes all the proteins coded by gene in any given organism, tissue, cell, and even organelle. The researches of proteomics help us to find and understand the life as a whole. Nowadays, there lacks of effective strategy in diagnosis, stages, and treatment in liver diseases. Proteomics is promising in alertness, diagnosis, treatment and prognosis in liver diseases. CONCLUSION: With the deepened study of proteomics in liver diseases, there will be a revolution in the diagnosis and treatment of liver diseases. Cao XL, Dong BW.Proteomics in liver diseases.Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu yu Linchuang Kangfu 2008;12(5):966-970(China) [www.zglckf.com/zglckf/ejournal/upfiles/08-5/5k-966(ps).pdf]
摘要
学术背景：蛋白质组学技术的快速发展和广泛应用，为寻找肝病的特异性标志物提供了值得探索的有效手段。近年来在肝脏 的相关研究中，许多有潜在价值的标记物相继被发现。 目的：综合分析蛋白质组学在肝脏发育、再生及疾病中的研究进展。 检索策略：应用计算机检索 Medline1995-01/2007-07 有关蛋白质组学与肝脏疾病关系的文章，检索词为“proteomics，liver”， 限定文章语言种类为 English。同时计算机检索 CNKI 数据库 1995-01/2007-07 有关蛋白质组学与肝脏疾病关系的文章，检索 词“蛋白质组，肝脏”，限定文章语言种类为中文。对资料进行初审，并查找全文。纳入标准：①有关蛋白质组学的研究。 ②蛋白质组与肝脏疾病关系的研究。排除标准：重复研究和 Meta 分析。共收集到 156 篇有关蛋白质组学与肝脏疾病、肝移植 关系的文献，纳入 32 篇。 文献评价：纳入的 32 篇文章中有关蛋白质组学研究背景的文献 3 篇，有关健康状态肝脏蛋白质组学研究的文献 6 篇，有关肝 脏疾病蛋白质组学研究的文献 23 篇。 资料综合：蛋白质组学是指应用各种技术手段来研究蛋白质组的学科，其目的是从整体的角度研究生物机体、组织、细胞甚 至细胞器基因编码的全部蛋白质，从整体水平出发的蛋白质组学研究可在更贴近生命本质的层次上去发现和理解生命活动的 规律。然而目前针对肝病诊断、分期和治疗的策略十分有限。蛋白质组学技术在肝脏疾病以及肝移植的早期预警、诊断、治 疗预后以及肝移植方面具有十分诱人的发展前景。 结论：随着蛋白组学在肝脏疾病中研究的不断深入，将为肝脏疾病的诊治带来一场新的革命。 关键词：蛋白质组学；肝疾病；肝移植 曹晓林，董宝玮．蛋白质组学在肝脏疾病中的研究进展[J].中国组织工程研究与临床康复，2008，12(5):966-970 [www.zglckf.com/zglckf/ejournal/upfiles/08-5/5k-966(ps).pdf]
解 放 军 总医 院 超 声科，北京市 100853 曹 晓 林 ☆， 女 ， 1979 年生，山东 省凌县人，汉族， 解 放 军 总医 院 在 读博士， 主要从事 肝 癌 蛋 白质 组 学 研究。 caoxl2002@ yahoo.com.cn
中图分类号:R617 文献标识码:A 文章编号:1673-8225 (2008)05-00966-05 收稿日期：2007-10-30 修回日期：2007-12-04 (07-50-10-5932/ G·A)
—蛋白质组学。蛋白质组学是指应用各种技术 0 学术背景 “蛋白质组” 指的是由一个基因组表达的全 部蛋白质 ，这一概念由澳大利亚学者 Wilkins 和 Williams 于 1994 年提出， 并于 1995 年 7 月首 次在 《电泳》 杂志上发表。 目前理解为生物机体、 组织、 细胞在特定的时间和空间表达的所有蛋白 质。从此，诞生了一门崭新而充满活力的学科—
[1]
手段来研究蛋白质组的学科，其目的是从整体 的角度研究生物机体、组织、细胞甚至细胞器 基因编码的全部蛋白质，包括蛋白的组成、种 类、分布、功能、代谢特征及其动态变化规律 等[2]。由于蛋白质是生命活动和生物结构最主 要的实际承担者，从整体水平出发的蛋白质组 学研究可在更贴近生命本质的层次上去发现 和理解生命活动的规律。肝病是世界范围内的
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一种重要而难治的疾病。全世界约有 3 亿多人感染乙型 肝炎病毒，1.7 亿人感染丙型肝炎病毒。持续性病毒感 染会导致肝脏损伤、 肝纤维化、 肝硬化以及肝细胞肝癌。 据统计约有 10%~25%的慢性乙型肝炎病毒感染者最终 发展成肝细胞肝癌 。肝癌是威胁人类健康的重大疾病 之一， 对于临床医生来说， 最迫切想知道的问题有两个： 肝癌的诊断和治疗。肝癌的早期诊断是一个非常重要的 问题，诊断得越早意味着临床的医疗措施会更有效。 然而目前针对肝病的诊断、 分期和治疗的策略十分 有限。在肝病诊断的发展中，检测肝组织中的蛋白标记 是非常有效的工具。此外，许多血清中的蛋白是在肝脏 中合成的，这些蛋白的结构和含量也会随着肝病的变化 而发生变化。肝脏蛋白质组学的研究已经成为肝病研究 中的重要内容。但是肝脏的蛋白数量庞大，并且由于翻 译后修饰和基因产物剪切的不同，这些蛋白的特点也很 复杂。蛋白质组学技术为解决这些问题提供了希望，并 且在研究肝炎、肝硬化和肝癌间的因果关系、演变规律 及其特征表现，在肝脏疾病的早期预警、诊断、治疗及 预后方面也有十分诱人的前景。 1 目的 综合分析蛋白质组学在肝脏发育、 再生及疾病中的 研究进展。 2 2.1 材料和方法
资料检索
[3]
和再生必将有助于对急慢性肝病、肝癌发生机制的理 解，有助于对控制这种再生过程的研究。最近，人类胎 儿肝脏蛋白质组鉴定和构建工作已经开展。研究发现在 胎儿肝脏磷酸化蛋白质组中至少有 125 个独特的磷酸化 蛋白和 36 个确定的磷酸化位点。到目前为止，人类胎 儿肝脏整合蛋白质组图谱是对特定组织或器官蛋白质 组学研究中涵盖最广的图谱之一
[4]
。
肝脏有着独特的再生能力。 肝脏的胚胎发育到肝组 织再生过程由一系列事件组成。用二维凝胶电泳(2-DE) 和质谱(MS)技术发现在部分肝切除术后 6~12 h， 小鼠肝 组织有 12 种蛋白表达上调，含量均增加 2 倍以上。这 些蛋白包括脂肪分化相关蛋白、γ肌动蛋白、巴豆酸酶 及真核翻译起始因子 3 等[5]。 3.1.2 细胞水平的蛋白质组学 肝脏由多种不同类型 的细胞组成。在分析正常肝脏蛋白质组时，对不同类型 细胞中的蛋白质的分析非常重要。用二维凝胶电泳和质 谱方法分析用激光捕获微切割技术从正常小鼠肝脏中 分离培养的肝细胞，银染观察发现近 1 000 个含量较高 的蛋白质点[6]。 肝星状细胞是肝脏产生胶原等细胞外基质的主要 细胞，因此肝星状细胞的研究备受关注。应用蛋白质组 学技术对静态及活化的大鼠肝星状细胞分泌的蛋白质 进行分析，发现了 150 种蛋白质，其中一些蛋白随着细 胞的活化发生变化[7]。 3.1.3 亚细胞蛋白组学 所谓亚细胞蛋白质组学，是针 对细胞内不同区域结构功能单位的蛋白质组学研究。因 为肝细胞中含有大量高度发达的细胞器，肝实质一直是
应 用 计 算 机 检 索 Medline1995-01/
用于研究亚细胞分离和蛋白质组学技术发展的工具。亚 细胞细胞器的研究有助于对肝细胞多种功能的理解。此 外，目前现有的蛋白质学研究技术不能一步就分析出全 部蛋白质组。分析特定的一些蛋白质组分（如纯化的细 胞器、膜微结构域等）可以降低研究中样本的复杂性和 分析难度。 线粒体在维持细胞稳态中发挥着重要作用。Da 有 研究者采用二维液相色谱-串联质谱（2D-LC-MS/MS） 技术在小鼠肝线粒体内膜上发现了 182 个蛋白，这些蛋 白参与电子转运、蛋白质合成、脂质代谢和离子或底物 转运等一系列生化过程[8]。高尔基复合体的功能是修饰 新合成的蛋白和脂质，并把它们分送到各自的功能位 点。Wu 等[9]分离出大量高尔基体片断，并鉴定了其中 的蛋白含量。 3.2 3.2.1
肝脏疾病蛋白质组学
2007-07 有关蛋白质组学与肝脏疾病关系的文章，检索 词为 “proteomics， liver” ， 限定文章语言种类为 English。 同时计算机检索 CNKI 数据库 1995-01/2007-07 有关蛋 白质组学与肝脏疾病关系的文章，检索词“蛋白质组， 肝脏” ，限定文章语言种类为中文。并手工查阅相关书 籍。对资料进行初审，选取包括蛋白质组与肝脏疾病关 系的文献，开始查找全文。 2.2
检索方法
纳入标准：①有关蛋白质组学的研究。
②蛋白质组与肝脏疾病关系的研究。排除标准：重复研 究和 Meta 分析。共收集到 156 篇有关蛋白质组学与肝 脏疾病、肝移植关系的文献，纳入 32 篇。其中有关蛋 白质组学研究背景的文献 3 篇[1-3]， 有关健康状态肝脏蛋 白质组学研究的文献 6 篇[4-9]， 有关肝脏疾病蛋白质组学 研究的文献 23 篇 3 3.1 3.1.1 综合评价
健康状态肝脏蛋白质组学
[10-32]
。
肝炎蛋白质组学
慢性病毒性肝炎与其引起的
肝硬化、肝癌等一系列肝病关系密切。在一些发展中国 家如中国、东南亚、非洲的塞内加尔等，肝癌发病率较 高，并且与乙型肝炎病毒感染关系密切，约有 80%的肝 分析肝脏发育 癌患者在其血清中可检出乙型肝炎病毒感染的标志物；
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肝脏发育和再生的蛋白质组学
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而在日本、美国等一些发达国家，肝癌的发生主要与丙 型肝炎病毒感染有关，在日本，肝癌患者血清中丙型肝 炎病毒阳性率高达 70%[10]。 目前应用蛋白质组学技术对 两种病毒发病机制的研究还不是很多。 为探求高特异性和高灵敏度的乙型肝炎血清标志 物，He 等[11]用蛋白质组学方法比较了乙型肝炎病毒阳 性患者和乙型肝炎病毒阴性正常人的血清，发现结合珠 蛋白β和α-2 链、载脂蛋白 A-Ⅰ和 A-Ⅳ、α-抗胰蛋白 酶、转甲状腺素蛋白和 DNA 拓扑异构酶Ⅱβ等 7 种蛋 白有明显改变。它们在表达量和表达模式上的变化与炎 症坏死程度相关。 丙型肝炎病毒非结构蛋白和宿主细胞因子在丙型 肝炎病毒复制中具有始动作用和调节作用。Fang 等
[12]
Ⅳ型胶原 7S 区等细胞外基质相关酶和代谢产物在肝纤 维化的诊断中具有重要意义[10]。 Kristensen 等[7]通过构建 静态和激活的大鼠肝星状细胞蛋白质图谱，发现有 27 种蛋白质在体内和体外实验中变化一致，其中钙周期蛋 白上调，羧酸酯酶 10 和丝氨酸蛋白酶抑制剂 3 下调， 从而在蛋白质水平上进一步了解肝星状细胞和肝纤维 化、肝硬化的关系。 3.2.3 肝细胞肝癌蛋白质组学 肝细胞肝癌是世界上 发生率最高的恶性肿瘤之一，多因素多阶段的发病机制 最终导致细胞内环境失去动态平衡。肝细胞肝癌通常是 长期炎症和纤维化的结果，多发生在肝硬化患者。缺乏 可靠的早期诊断指标是其预后较差的主要原因，因此， 探索和建立一种简单、快速、敏感性高和特异性强的早 期诊断方法已经成了临床医学上的迫切需要。任何疾病 在出现病理变化之前，细胞内的蛋白质在成分和数量上 都会有相应的改变[15]，所以，通过对蛋白质的动态观察 可以筛选出疾病早期的指标和征兆。肝细胞肝癌的蛋白 质生物标记研究有多种不同的策略。 3.2.3.1 体外肝细胞蛋白质组学研究 体外培养的肿瘤 细胞株是国内外生物学和医学研究者常用的实验模型。 利用体外培养的肿瘤细胞研究原癌基因和抑癌基因，肿 瘤的发生机制，转移途径和信号转导等都取得了非常有 意义的实验结果。体外培养的肿瘤细胞还具有细胞成分 单一、 均质性好和实验条件容易控制等优点。 目前 Liang 等[16]已经建立了肝癌细胞系 HCC-M 的蛋白质双向电泳 数据库（http: //proteome.btc.nus.edu.sg /hccm/） ，为进一 步研究奠定了基础。 Seow 等[17]通过 2-DE 和 MALDI-TOF-MS 分析，在 肝癌细胞系中发现了大约 400 个蛋白质点，其中大多是 管家蛋白，例如乙醇脱氢酶、6-磷酸葡萄糖脱氢酶等。 除此之外，还鉴定出一些与肝癌发生、发展过程有关的 蛋白质，包括 14-3-3 蛋白、膜联蛋白，抑制素和硫氧化 还 原 蛋 白 过 氧 化 物 酶 等 。 Yu 等 [18] 以 人 肝 癌 细 胞 系 BEL-7404 和正常肝细胞系 L-02 为实验材料，凝胶配比 和质谱鉴定揭示肿瘤抑制蛋白(maspin)在肝癌细胞中表 达量显著下降；凝胶上有两个斑点为 HSP27，它们在肝 癌细胞中的量高于肝细胞， 且 HSP27 的变化与它不同的 化学修饰有关，显示蛋白质翻译后修饰的动态变化对癌 细胞生长有潜在影响。 3.2.3.2 血清蛋白质组学研究 理想的生物标志物应具 有以下特点：特异、敏感、有预见性、高浓度、在临床 前和临床阶段之间起桥梁作用、可经非侵入性操作测定 等。由于体液(血液、精液、唾液等)中的蛋白质易能反 复获得，且血液中包含众多未知的生物标志物，这可能 是因为疾病早期就可在蛋白质水平出现细微但重要的 改变，因此利用血清等体液进行其蛋白质的分析以获得 生物标志物是较好的选择[19-20]。分析蛋白质的改变不仅
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研究发现在丙型肝炎病毒阳性的 Huh7 细胞系中， HSP27、α-肌动蛋白、nucleolin 和真核启动子 4A-I 等 一些蛋白质的表达显著高于丙型肝炎病毒阴性组。 3.2.2 肝纤维化和肝硬化蛋白质组学 肝纤维化多由 乙型肝炎病毒或丙型肝炎病毒感染、滥用酒精或代谢失 常所致。肝纤维化的持续发展则可引起肝硬化。肝活检 目前仍是诊断肝纤维化的金标准，但这种创伤性检查具 有一定的危险性，且其本身还存在取样误差以及难以重 复进行动态观察肝纤维化程度等问题，所以一直在寻找 无创伤性的诊断方法。蛋白质组学技术可以用于早期检 测纤维化过程中标记蛋白。 Poon 等
[13]
采用表面增强激光解吸电离飞行时间质
谱 （SELDI-TOF-MS） 技术对 46 例乙型肝炎病毒引起的 肝纤维化、肝硬化患者进行血清蛋白质谱分析，患者的 肝纤维化程度用肝脏穿刺组织活检来确定。从 794 个蛋 白质峰中筛选发现出 30 个与肝纤维化相关的蛋白质峰， 其中有 15 个蛋白质峰与肝功能和炎症感染无相关性。 根据这些蛋白质峰建立人工神经网络模型。所建立的模 型与肝纤维化程度有显著的相关性。该模型预测肝纤维 化、肝硬化程度的敏感性和特异性均达到 89%，联合其 他指标如血清总蛋白含量、胆红素、丙氨酸转氨酶等可 以提高预测准确性达 90%以上。 这些蛋白质的特征有待 于进一步鉴定。 Henkel 等
[14]
在小鼠健康肝脏和小鼠纤维
化肝脏的蛋白质组分析中，发现了 40 个差异蛋白，用 基 质 辅 助 激 光 解 析 电 离 飞 行 时 间 质 谱 （MALDI-TOF-MS） 方法鉴定出 8 个在纤维化形成中发 挥作用的蛋白质，它们是谷胱甘肽 S 转移酶、乙醛脱氢 酶 1、 乙醛脱氢酶 2、 丝氨酸蛋白酶抑制剂 2、 转铁蛋白、 硒结合蛋白、氨基甲酰磷酸合成酶类似蛋白和甲酰四氢 叶酸脱氢酶。在肝纤维化模型中变化最为明显的是硒结 合蛋白和丝氨酸蛋白酶抑制剂 2。 研究表明，肝脏疾病时血清中基质金属蛋白酶 1、 金属蛋白酶组织抑制剂 1、赖氨酸氧化酶、Ⅲ型前胶原 N 端前肽、Ⅰ型前胶原 C 端前肽、转化生长因子β以及
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曹晓林，等．蛋白质组学在肝脏疾病中的研究进展
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可直接获得功能相关的标志物，而且更适于标准化和临 床应用。因为血清的复杂性和特殊的变化范围（如血清 中白蛋白和甲胎蛋白的浓度相差 7 个数量级） ，蛋白质 图谱的描绘具有很大的挑战性。 王征等
[21]
中 Peroxiredoxin 2、载脂蛋白 A-I 前体、3-羟酰辅酶 A 脱氢酶Ⅱ型在肝癌组织中表达显著下降[25]。Yokoyama 等 [26] 分析了丙型肝炎相关的肝癌和癌旁组织的蛋白质 组成，也发现了 11 个差异蛋白质，鉴定出肝型醛缩酶、 原肌球蛋白β链、果糖激酶、烯酰辅酶Ａ水化酶、转铁 蛋白轻链和精氨酸酶Ⅰ等 8 个蛋白质在肝癌组织中表达 显著降低。这些蛋白大都与肝细胞功能缺失以及肝癌形 成有关。Lim 等[27]通过对比肝细胞肝癌患者自身的相对 正常肝组织、肝硬化组织和肝癌组织的 2-DE 结果，发 现了 21 个显著变化的蛋白质点，其中肌氨酸脱氢酶、 肝羧酸酯酶、 肽基-脯氨酸异构酶和核纤素 B1 在有望作 为肝细胞肝癌的候选生物标记。核纤素 B1 在肝硬化和 肝癌组织中的表达量最高。 3.2.4 肝细胞癌转移与复发的蛋白质组学研究 对于 控制肿瘤发展来说，很重要的一点就是及早发现致死的 危险因素。许多因素与肝细胞肝癌扩散有关，并具有潜 在的预兆作用。近来一个重要的发展趋势是用基因组学 和蛋白组学方法，广泛的描绘涉及肿瘤转移、复发、分 级的生物标记。生物标记可以为肝细胞肝癌的转移和复 发提供除了传统组织病理学特点以外的更多信息。 目前已经发现大量具有潜在预测重要性的生物标 记。一个重要的方面是分析细胞表型恶性程度的分子标 记，包括 DNA 倍体型、细胞增殖指数、细胞周期调控 因子、癌基因、肿瘤抑制基因（尤其是 p53 基因）和端 粒末端转移酶活性。参与肝细胞癌入侵和转移的分子包 括黏附分子（E-钙粘连素、细胞间黏附分子 1、层粘连 蛋白 5、CD44 变异体、骨桥蛋白等） 、细胞外基质降解 相关的蛋白酶（基质金属蛋白酶、尿激酶纤溶酶原激活 系统） 、血管生成调节因子（血管内皮生长因子、肿瘤 内微血管密度）等[28]。另一个重要的方面是检测肿瘤相 关抗原（如甲胎蛋白、黑色素瘤相关抗原、细胞角蛋白 19 等）的转录，它们对肝癌细胞播散到循环中和肿瘤的 转移复发都具有预测作用。 Ding 等[29-30]认为肝癌的浸润 和转移与其分泌一些特殊的蛋白质有关。他们应用蛋白 质组学技术发现细胞角蛋白 19 在 MHCC97H（高转移 肝癌细胞系）中高表达而在 MHCC97L（低转移肝癌细 胞系）中低表达，通过放射免疫技术对小鼠肝细胞癌的 研究还发现细胞角蛋白 19 的水平随着肿瘤的进展有所 增加并且在肝癌发生肺转移后显著增加。免疫组化证实 了 102 例有明显肝内转移的肝癌患者血清中出现了细胞 角蛋白 19 阳性表达。这些蛋白在肝细胞癌转移复发中 都是潜在的预测标记。 3.2.5 肝移植的蛋白质组学研究 所有的供体器官在 切取至保存过程中均遭受一定程度的损伤，这与热缺 血、冷缺血和再灌注损伤有关，缺血再灌注损伤与移植 物初期功能障碍密切关联。因而缺血再灌注损伤是肝移 植术成功与否的主要因素之一。 Vascotto 等[31]应用 2-DE
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比较观察肝癌患者与正常人血清蛋白质
表达的差异，发现在淋巴细胞中表达并与机体免疫功能 有关的淋巴组织样限制性膜蛋白在肝癌患者血清中表 达明显下调，提示与肝癌患者免疫功能低下有关。而在 肝癌患者血清中表达上调及单独表达的蛋白质大多是 与细胞增殖、分化有关的生长因子或肿瘤相关基因的蛋 白，如转化生长因子βⅢ受体、尿激酶纤维蛋白酶原激 活因子受体以及转录起始因子 4D 等。 冯钜涛等
[22]
在肝癌、乙型肝炎和正常人共 3 组各
20 例血清的蛋白质组分析中，鉴定出 7 种差异蛋白。与 正常组比较，转铁蛋白、甲状腺素运载蛋白在肝炎和肝 癌组低表达，α-1 抗胰蛋白酶、凝聚素、铜蓝蛋白、触 珠蛋白在肝炎和肝癌组均高表达。 α-1 抗胰蛋白酶在肝 癌组较肝炎组高表达，而 HSP27 只在肝癌组表达。7 种 差异蛋白质中除 HSP27 外， 均是肝脏合成的急性反应蛋 白， 其中α-1 抗胰蛋白酶和凝聚素被认为是肝癌的潜在 标记物。HSP27 也是一种在多种组织中表达的应激蛋 白，可能参与细胞增生与凋亡、信号转导、雌激素反应 和分子伴侣等多种生物过程。近来发现在肿瘤组织中存 在 HSP27 的 过 表 达 ， 与 肝 癌 的 预 后 密 切 相 关 Schwegler 等
[24] [23]
。
对健康人、丙型肝炎病患者、丙型肝炎
合并肝硬化患者及丙型肝炎合并肝细胞癌患者血清样 本进行研究，用所发现的 38 个差异蛋白建立分类树， 预测疾病状态，对慢性丙型肝炎、丙型肝炎肝硬化、丙 型肝炎相关的肝细胞癌预测的敏感性和特异性可以达 到 74%~95%。 3.2.3.3 肝组织蛋白质组学 分析肝组织曾经是研究肝 细胞肝癌最早的办法。发生病理改变时，细胞内改变的 成分包括肽类、蛋白质、酶类和代谢产物等可分泌到血 液中，比如大部分肝癌患者可在血清中检测出高表达的 甲胎蛋白。细胞内发生改变的蛋白有的可释放入血作为 临床诊断的标志蛋白，但血清中蛋白质并不能完全反应 组织细胞的变化。很显然，许多蛋白只存在于细胞内并 不分泌到细胞外，这部分蛋白可能是与癌症的发病密切 相关的功能蛋白, 这些关键蛋白质若是结构蛋白或非分 泌性蛋白，不被细胞分泌到血液中以至不能被检测出 来。癌变组织和正常组织的差异在很大程度上是由功能 基因及其所合成的蛋白质的不同来决定的，因此癌变组 织与正常组织蛋白质组间差异的研究是寻找癌变机制 相关蛋白的有效途径。 应用 2-DE 和 ESI-MS/MS 技术对乙型肝炎相关的肝 癌和癌旁组织进行蛋白质组学研究，发现有 11 个蛋白 质点在肝细胞肝癌组织和癌旁组织中存在显著差异，其
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曹晓林，等．蛋白质组学在肝脏疾病中的研究进展
和 MALDI-TOF-MS 技术发现肝移植供体肝脏中有 36 个蛋白在缺血再灌注损伤时发生明显变化，其中多数蛋 白在脂质和能量代谢、氧化还原信号传以及氧化应激过 程中发挥作用。 张春潮等[32]利用荧光差异显示双向凝胶 电泳并整合内标法与正、反相荧光标记，对急性排异组 和对照组大鼠肝移植后的肝组织蛋白质表达谱进行了 定量蛋白质组学研究。结果表明，有 27 个蛋白点的表 达水平在急性排异组有显著差异，其中 19 个差异表达 蛋白经胶内酶切后，利用基质辅助激光解析电离飞行时 间质谱获得相应的肽指纹图谱并结合数据库搜索得到 鉴定。这些差异蛋白的分子功能主要表现为氧化还原活 性及离子结合活性，实验结果将有助于进一步了解器官 移植排异反应的分子机制。此外，蛋白质组学在肝移植 免疫耐受和肝移植术后并发症的研究也在逐渐开展之 中。 4 结论 随着肝脏疾病蛋白质组学研究的不断深入， 将会不 断产生新的和更权威的具有诊断潜能的生物分子靶标， 通过分析和监视相应蛋白质的变化，能及时掌握患者病 程特点和进展趋势，对于患者的个体化治疗具有重要价 值；更有意义的是，早期发现这些预警分子不仅可以有 助于临床诊断、治疗肝脏疾病，甚至可以发现患病的高 危人群，及早采取相应措施，从而做到防患于未然。
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关于作者 ： 曹晓林构思并设计本综述， 经董宝玮教授审校。 利益冲突：无利益冲突。 此问题的已知信息：蛋白质组学是 20 世纪 90 年代中期在
人类基因组计划研究的基础上诞生的一门在整体水平研究蛋白 质组成及其活动规律的新兴学科。
本综述增加的新信息：蛋白质组学技术在肝脏疾病的早期
预警、诊断、治疗及预后方面具有十分诱人的前景。
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