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追查癌细胞从蛋白质下手

追查癌细胞从蛋白质下手

张丽华在实验室。陈颐供图

  如今,癌症已成为名副其实的生命“杀手”。我国每年新增300万癌症患者,另有220万患者丧生。癌症患者求医时,大多处于中晚期,病人的存活率很低。相比之下,很多早期癌症患者的治愈率在80%以上。因此,“早发现、早治疗”是最行之有效的方法。然而,想要在癌症扩散前就作出准确诊断绝非易事。中国科学院大连化学物理研究所的张丽华正在从蛋白质下手,捕捉着癌细胞的蛛丝马迹。

  为何选择从蛋白质分析入手,狙击追查癌细胞呢?张丽华介绍说,作为生命活动的主要执行体,蛋白质承载着重要信息,其种类繁多、无处不在——催化反应的酶、提供免疫的抗体等都是蛋白质。在临床中,很多肿瘤的标记物都是蛋白质。但截至目前,很多肿瘤标记物在早期诊断发现和精准分析方面还存在不足。因此,她希望通过自身的分析技术,对肿瘤细胞和正常细胞之间的差异蛋白做深入研究。

  张丽华的研究对治疗癌症将发挥怎样的作用呢?她告诉记者,“我们的方向是发展规模化蛋白质定性和定量分析的新技术、新方法。希望能够利用技术上的突破,找到更多与疾病相关的腾讯分分彩重要蛋白,将来在临床上能够给医生提供更精准的数据。此外,我们还利用自主研发的新技术,研究不同生理、病理等刺激状态下细胞、组织等中蛋白质的变化”。

  肿瘤在发现之后转移是一个非常大的问题。为此,在前期研究中,张丽华和团队对肝癌细胞的转移比较关注。“我们对具有不同转移能力的癌细胞蛋白质组进行分析,希望能找到一些重要相关蛋白,为医生提供帮助。”张丽华解释说,“如果这些蛋白表达量明显升高,就预示着患者将会出现转移,医生可以进行早期干预”。

  然而,要想将这些特定的蛋白质从海量的蛋白质组样品中筛选出来,并不容易。其中,分析速度的快慢显得格外关键。酶解是预处理中不可或缺的环节,传统方法通常需要消耗十几个小时。面对重重难题,张丽华给出了扬长避短的解决之道——固定化酶,以提高单位面积上酶的浓度,降低酶和酶之间的接触几率,充分发挥酶量增加的优势。固定化技术必须既让酶“死心塌地”,又不能让蛋白质“恋恋不舍”。为此,10多年来,张丽华没少在固载材料上花心思。“球形的、颗粒的……各种各样的固载材料和修饰方式都试了个遍”。她介绍道,“我们不断推陈出新,从最初的第一代技术发展到目前的第三代技术,研制出各种各样的固定化酶反应器”。

  “从十几个小时缩短到几秒”,就像魔术师对酶施了魔力一样,张丽华将蛋白质的酶解时间大幅缩短。这项技术通用性强,不仅提高了蛋白质样品预处理的速度,还解决了国内外众多研究蛋白质同行的“痛点”,不仅实现与分离鉴定系统的在线联用,显著提高了蛋白质组样品的酶解效率和分析通量,还为我国科学家实现重要生物体系蛋白质组分析,与疾病相关的潜在生物标志物筛选,寻找药物靶标蛋白质等前沿领域研究提供了重要技术支撑。

  作为国家重大科学研究计划的首席科学家,张丽华带领课题组深耕“蛋白质定量新方法和相关技术研究”,研制出了新型蛋白质印迹材料、固定化金属亲和色谱材料等,将鉴定灵敏度提高了2至3个数量级;建立了基于质量亏损的准等重标记技术、集腾讯分分彩成化平台和新方法,将蛋白质组相对定量的偏差由40%至50%缩小为10%以内,提高了定量的准确度、精确度和通量;将发展的新材料、新技术和新方法用于肝癌高低转移细胞株和抑郁症患者血浆蛋白质组等实际样品分析。

  “酶的研究在很多领域都可以应用,比如制糖业、制药业等,不仅可以提高效率,还可以通过多次使用降低成本。”张丽华强调说。

  因工作出色,张丽华获得2015年中国青年女科学家奖,组委会给张丽华的颁奖词是:她发展蛋白质分析技术,为发现与生命活动密切相关的重要蛋白质提供了关键技术支撑,并将发展的新材料、新方法应用于肝癌等重大疾病的临床诊疗。

  (原载于《经济日报》 2016-02-20 06版)