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1. 縮短手術恢復期
由于手術需要,癌癥患者術前、術后要限制飲食,使得蛋白質攝入減少;手術本身對機體有損傷,也增加了蛋白質的消耗;術后傷口愈合、細胞修復也增加了對蛋白質的需求。若不能及時補充,很容易出現蛋白質缺乏,導致術后感染發生率大大增加,傷口不易愈合,延長住院時間。
乳清蛋白是存在于乳汁中的一種品質非常優秀的蛋白質,富含人體需要的所有必需氨基酸,且氨基酸配比與人體蛋白質模式相接近,極易被消化吸收。與大部分蛋白質相比,乳清蛋白是一種富含支鏈氨基酸的優質蛋白質。支鏈氨基酸可以作為合成肌肉蛋白的原料,刺激蛋白質合成,抑制蛋白質分解,是手術前后補充蛋白質的理想選擇。比如,腹部腫瘤手術后,飲食要分幾步進行,開始先進食米湯、藕粉、淡果汁、蔬菜湯等清淡流食,然后吃一些容易消化的大米粥、面片湯、白面包等。這樣的飲食蛋白質相對不足,此時可以在這些流食和半流食中加入乳清蛋白質粉,以彌補飲食缺陷。
2. 有助于放療、化療的順利完成
頭、頸、胸部放療容易出現口腔、咽喉、食道的放射性損傷,造成咀嚼、吞咽、進食困難。患者常常只能進食流質,嚴重者需要通過胃管將食物輸注到胃中,以保證營養物質的供給。由于輸注食物所用的管腔較細,肉類等富含蛋白質的食物難以搗碎,容易阻塞管腔,故一般采用牛奶、雞蛋或乳清蛋白質粉等作為蛋白質的食物來源。
癌癥患者在化療過程中,往往會因惡心、嘔吐和食欲不佳等因素,不能正常進食,造成膳食營養攝入不足,使體重下降、肌肉組織丟失,易發生蛋白質營養不良。此階段,化療患者可以選擇乳清蛋白質粉,以補充蛋白質的不足。
3. 增強抵抗力
免疫功能低下是癌癥患者普遍存在的問題。被確診為癌癥后,因各種治療和心理上的壓力,常常促使患者的免疫功能進一步降低。在癌癥死亡病例中,有相當一部分人不是死于腫瘤本身,而是免疫功能低下并發感染。可見,調節免疫功能、增強抵抗力是預防和治療癌癥的關鍵所在。
乳清蛋白中含有的β乳球蛋白、α乳白蛋白、免疫球蛋白、乳鐵蛋白等多種活性蛋白成分,這些成分被證實在調節人體免疫功能方面發揮著不可忽視的作用。谷胱甘肽過氧化物酶是人體抗氧化系統中的一個重要成分,它在維護免疫系統功能方面具有重要作用。谷胱甘肽由半胱氨酸、谷氨酸及甘氨酸三種氨基酸構成,其中半胱氨酸是谷胱甘肽過氧化物酶形成過程中一個關鍵性的氨基酸,乳清中的半胱氨酸濃度高于大部分優質蛋白質,在抗氧化調節免疫功能方面有一定優勢。如果檢測發現癌癥患者存在免疫力低下,可適當補充乳清蛋白質粉,以增強免疫力。
特別提醒
關鍵詞:乳清蛋白;功能特性;廣泛運用
乳清蛋白是通過利用先進的分離工藝技術從牛奶中提煉出來的珍貴的蛋白質成分,而其自身因存在氨基酸組合最合理、數量最多等特點在所有同類蛋白質成分中配居首位,因此乳清蛋白又被稱為蛋白之王。乳清蛋白自身存在生物價高、易消化、高蛋白以及利用效率高等特點受到各個乳制品行業的青睞,并在我國許多食品加工行業中被廣泛使用。
一、乳清蛋白的功能特性以及營養特性
1.乳清蛋白的功能特性
(1)成膠性
乳清蛋白加熱可形成熱誘導性凝膠,并保持大量水分。在成膠作用過程中,乳清蛋白形成一種網絡結構,使水分鑲嵌在其微小的空隙中。乳清蛋白加熱到65℃左右開始成膠,當蛋白質質量分數在10%~12%之間、溫度在70~90℃之間、pH值在4.6~6.0之間時,是成膠的最佳條件。在水溶液中蛋白質質量分數達7%時,乳清蛋白開始成膠。乳清蛋白中的β-乳球蛋白和BSA是乳清中主要的膠凝蛋白,將其加熱可形成熱誘導性凝膠,并保持大量的水分。乳清蛋白的凝膠特性可以用來調整食品的組織結構,如硬度、彈性等。
(2)乳化性
乳清蛋白每個分子中既有親水基團,又有疏水基團,在水溶液中,親水基團大多數分布于外側,而呈現較好的水溶性。這種結構賦予乳清蛋白極佳的表面活性和乳化穩定性。在均質過程中,乳清蛋白能夠吸附在脂肪球表面,形成穩定的蛋白、脂界面膜,防止脂肪球聚集,達到均勻乳狀液的目的。乳清蛋白的乳化穩定性在糖果、烘焙食品、乳和肉制品、色拉罐頭、湯和沙司中得到廣泛的應用。
(3)涂層性
乳清蛋白是一種可食用的膜,可用于提高產品的穩定性,優化外觀,改善口感,保護產品的風味和香味。乳清蛋白可食膜有良好的氧氣和水分阻隔性能,良好的香味隔絕性和釋放性能。如將其應用在以花生這類堅果為原料的食品中,可降低食品的哈敗速度,使堅果在食品體系中仍能保持香脆。
(4)攪打起泡性
乳清蛋白在形成泡沫時具有表面活性作用。乳清蛋白的攪打性能使其成為雞蛋清的有效替代品,特別是低脂肪乳清濃縮蛋白,具有較高的泡沫膨脹性能,能延長起泡時間。起泡性能在諸如冷凍甜食、蛋奶、奶糖和蛋白甜餅等食品的加工中起非常重要的作用。
2.乳清蛋白的營養特性
第一,乳清蛋白在所有的蛋白質中屬于營養價值最高的一種,屬于優質蛋白質,能夠為人類提供必須的氨基酸,對調節人體機能、增強抗衰老能力等具有一定作用;第二,母乳中含有大部分乳清蛋白,經實驗證明食用母乳的嬰兒的糞便比大部分食用其他乳制品的嬰兒軟,并存在糞便較少的情況,因此可見乳清蛋白具有一定的易消化性;第三,由于乳清蛋白中富含免疫球蛋白、α-乳白蛋白以及其他營養物質,這些成分能起到刺激人體免疫系統的作用,能夠人體提高免疫力,同時也解釋了許多服用母乳的嬰兒生長狀況良好的現象。此外,在人類服用肉類等動物蛋白的過程中容易因其中的飽和脂肪和膽固醇等存在導致人體出現脂肪和膽固醇升高的現象,而通過蛋白粉等乳清蛋白制品能夠有效地避免這類情況發生,從而降低心血管疾病的發生率,對人體起到保護作用。
二、乳清蛋白在乳制品中的應用
1.在酸奶中的應用
酸奶是一個極好地體現牛奶所有優點的食品體系,它能通過配方設計和加工最大限度地降低脂肪和乳糖含量,提高蛋白質和礦物質含量,同時也是一種極佳的保健品。對乳清蛋白功能的最新研究結果表明,在加工酸奶時,添加乳清濃縮蛋白有益于改善產品風味和質地,減少乳清析出,保護有益菌發酵劑。用WPC-34替代脫脂乳粉生產的酸奶,由于乳清蛋白在發酵后不凝固,因此其粘度不及全部用脫脂乳粉生產的酸奶。為此可以在酸奶中增加一定量的穩定劑(如明膠、淀粉)以校正粘度。當使用WPC-80或WPI生產酸奶時,培養時間可以縮短,產品風味純正、口感醇厚、滯水性增強,不會出現乳清析出和脫水收縮現象。據報道,采用超濾技術制得的乳清濃縮蛋白對發酵速度和嗜酸乳桿菌的生長具有促進作用,在酸奶中添加WPC能最大限度地防止益生菌在胃中被破壞,并提高腸道中酶的活力。
乳清蛋白的添加有利于無添加劑酸奶粘度的增加,這是由于固形物含量的增加而使得體系的粘度增加。乳清蛋白的添加對脫水收縮作用以及持水力有利,這與酸奶的質地和微觀結構的空隙大小以及分布有關。乳清蛋白的最適宜添加量為3%~4%,通過添加乳清蛋白可實現無添加劑酸奶在保質期內的穩定。
2.在干酪生產中的應用
乳清蛋白的膠凝性質在干酪生產中具有廣泛的應用。添加WPC能縮短干酪的成熟期,改善感官性能,增加干酪的出品率以及加快乳的凝結。如將WPC-60應用于重制干酪的配料中,可以改善風味和保持良好的涂布性;在生產加工奶酪片和涂布型的奶酪時使用WPC-80部分替代酪蛋白非常成功,它賦予產品爽滑的組織狀態和柔和的風味。
3.在冰淇淋生產中的應用
乳清蛋白的最大用途應該是在冰淇淋的生產中,特別是WPC-80良好的乳化和滯水作用,能使冰淇淋水分分布更加均勻,不僅能防止由于冰晶的形成給產品帶來不良的砂感,還能大大提高冰淇淋的抗融性。在冰淇淋配料中使用乳清制品,同樣能保持良好的產品品質、風味和口感。在冰淇淋的生產中,只要優化組合乳化劑、穩定劑的品種和用量,就能獲得理想的效果,在保證質量的同時大幅降低成本。
三、小結及展望
現如今人民在解決溫飽后受到生活水平提高的影響,對食品的營養程度重視程度逐漸提高。我國食品行業在近年來備受關注,而食品加工和健康一直是我國居民重視的問題,由于許多行業中不法加工窩點被曝光后,人們對食品安全問題越來越重視,甚至出現許多謠言對我國食品行業進行打擊,導致我國許多居民對我國食品加工行業嚴重缺乏信心,因此,我國許多食品企業正利用打造良心食品進行辟謠,并提高人們對食品的信心。而我國乳制品行業也同樣需要利用高營養的物質來提高乳制品的質量。乳清蛋白的出現大大提高了乳制品的質量和營養,并取得一定的經濟效益和成果。通過以上分析我們能夠得出,乳清蛋白不斷富含營養物質和氨基酸,對人體健康和提高免疫力都具有良好效果,而其自身成本低、供應穩定的特點能夠使我國乳制品企業達到穩定發展的目的。在未來過程中,我國科學家也會逐漸完善科技手段,研發出更多優質蛋白質,為提高人體健康、占我國乳制品產業經濟做出巨大貢獻。
關鍵詞 :雙水相; 乳清分離蛋白; 聚(乙二醇ran丙二醇)單丁基醚; 分離
1 引 言
乳清分離蛋白(WPI)是蛋白質混合物,在乳清分離蛋白中,α乳白蛋白(αLA)和β乳球蛋白(βLG)的含量占總WPI含量的80%以上[1],并被廣泛應用于食品、醫藥、精細化工等領域,因此具有很高的商業價值[2,3]。現已發現αLA具有多種生理功能,人αLA可以被轉化成一種可以誘導腫瘤細胞凋亡的蛋白質,牛αLA也可以被轉化成這種對腫瘤細胞有相似活性的物質。在αLA中發現有血管緊張素轉移酶(ACE)抑制活性,含有ACE抑制肽的水解產物已經用于高血壓患者的血壓控制。βLG具有優異的熱與冷凝膠特性以及良好的氨基酸譜。然而,兒童對βLG有過敏效應,因此在水解或脫除這種蛋白質后再應用于嬰兒或低敏人群[4]。
近年來,雙水相體系(ATPS)常應用于分離乳蛋白中各種單體蛋白質。2011年,Jara等[5]采用乳清分離蛋白濃縮物(WPC)/羥丙基甲基纖維素作為雙水相體系, 分離WPC中的αLA和βLG,結果表明,分子量低的蛋白質αLA和βLG均被保留在上相,分配比例高達90%,但兩種蛋白未能分開。Alcntara等[4,6]利用響應面分析法優化WPI在PEG/磷酸鹽雙水相和PEG/NaPA雙水相體系中的分配情況,實驗結果表明,PEG相只含有αLA,但鹽相中除含有βLG外,還含有部分αLA。Sivakumar等[7]利用PEG1000/檸檬酸鈉雙水相體系分離乳清蛋白中的αLA和βLG,在最適條件下,αLA在上相分配系數為16.67,βLG在下相分配系數為0.27。Kalaivani等[8]利用PEG1000/檸檬酸鈉雙水相體系分離乳清蛋白中的αLA和βLG,通過響應面協同節線長度、pH值、體積比和乳清蛋白濃度等變量的相互作用,優化出最佳提取條件,使上相中αLA的提取率為89%,純化率為96%,下相中βLG的提取率為96%,純化率為76%,但此體系對αLA的提取率偏低。
聚(乙二醇ran丙二醇)單丁基醚(聚合物)是一種水溶性聚合物, 可與合適的鹽溶液混合, 構成雙水相體系。 Chen等[9]利用Poly (ethylene glycolranpropylene glycol)(EOPOL31)/磷酸鹽雙水相體系結合高效液相色譜法成功分離、富集和測定了牛奶、雞蛋和蝦產品中的環丙沙星(CIP),CIP的萃取率最高可達97.7%。Dembczyski等[10]利用環氧乙烷環氧丙烷共聚物(EO50PO50)/磷酸鹽雙水相體系分離溶菌酶,并利用響應面模型計算分配系數K和上相中酶的產率,實驗結果與響應面模型計算結果一致。本研究采用聚(乙二醇ran丙二醇)單丁基醚(分子量3900)與磷酸鹽形成雙水相體系, 分離WPI中αLA和βLG, 通過液相色譜監測,系統地研究了雙水相體系的pH值、WPI濃度、NaCl添加量和聚合物與磷酸鹽體積比對分離效果的影響,優化出最佳提取條件。
2 實驗部分
2.1 儀器與試劑
1260半制備液相色譜儀, 配紫外可見檢測器 和ChemStation工作站(美國Agilent公司); SC3610型低速離心機(安徽中科中佳科學儀器有限公司);A150011型渦流混勻器(南京佳俊生物有限公司);FE201EL20型pH計,AL04電子分析天平(梅特勒托利多儀器(上海)有限公司)。
WPI(上海諾申食品貿易有限公司,蛋白質含量88%±4.5%);αLA和βLG標準品(美國Sigma公司);聚(乙二醇ran丙二醇)單丁基醚(Poly(ethylene glycolranpropylene glycol) monobutyl ether, Mn~3900,美國Sigma公司);乙腈、三氟乙酸(色譜純,美國Dikma公司);其它試劑均為分析純。
2.2 相圖測定
以濃度為橫坐標,峰面積為縱坐標繪制標準曲線,αLA在 0.1~2.5 mg/mL、βLG在 0.2~5.0 mg/mL濃度范圍內線性關系良好,αLA和βLG線性方程分別為y=1414.2x-129.86(R2=0.9998)和y=473.47x+16.008(R2=0.9989)。 將WPI進行液相色譜分析所得到的αLA和βLG的含量分別為19%和73%,與市售WPI中αLA和βLG標注含量基本一致。
3.3 雙水相組成對αLA和βLG分離的影響
3.3.1 pH值對αLA和βLG分離的影響 分別考察了加入2 mL 10 mg/mL WPI溶液,0.40 g/10 mL NaCl固體,40%(m/m)聚合物溶液與15.5%(m/m)磷酸鹽溶液體積比為5∶3的雙水相系統對αLA和βLG分離的影響,結果如表2所示,雙水相體系上下相的液相色譜圖見圖3和圖4。
WPI濃度不影響聚合物/KH2PO4雙水相體系對αLA和βLG分離,但從表3可見,隨著WPI濃度增大,αLA萃取率反而下降,WPI濃度大于3 mg/mL時,雙水相分界層會有白色沉淀析出,下相體積變大,導致相比變小,同時βLG萃取率變大。當WPI濃度較低時,相比基本相等。而αLA是疏水性蛋白,βLG是親水性蛋白[16],富含聚合物相比富含鹽相具有更大的疏水性,聚合物相中可用于相互作用和溶解的自由水很少,所以加入高濃度WPI的雙水相中間層會出現αLA沉淀,導致萃取率顯著降低。1 mg/mL WPI對聚合物/KH2PO4雙水相體系分離αLA和βLG較為有利。
3.3.3 NaCl添加量對αLA和βLG分離的影響 在聚合物/K2HPO4(5∶3, V/V)雙水相體系中分別加入0.30 g/10 mL、0.35 g/10 mL、0.40 g/10 mL NaCl,考察體系對1 mg/mL WPI的萃取效果,如表4。
聚合物/KH2PO4的體積比分別為5 mL∶3 mL和4 mL∶4 mL時,雙水相體系能將WPI中αLA和βLG分離,但體積比為5 mL∶3 mL的雙水相體系上下相中αLA和βLG萃取率比較低,體積比為3 mL∶5 mL的雙水相體系上相中還有部分βLG。從表5可見,聚合物與KH2PO4體積比為4∶4時的雙水相體系對αLA和βLG的萃取率更高一些,分離效果也更好。這是因為隨著聚合物含量的增加,界面張力增大,同時聚合物相體積增大,相比增大,從而促進其與疏水性蛋白質的相互作用[18]。綜合考慮,選取聚合物和磷酸鹽的體積比為4 mL∶4 mL, 即相比為1.0時, 為WPI中αLA和βLG的最佳條件。
4 結 論
考察了聚合物(聚(乙二醇ran丙二醇)單丁基醚)/磷酸鹽雙水相體系分離WPI中αLA和βLG的條件。研究結果表明,在加入40%(m/m)聚合物溶液與15.5%(m/m)KH2PO4溶液體積比為4 mL∶4 mL,加入WPI濃度為1 mg/mL及NaCl固體添加量為0.40 g/10 mL時,構成的雙水相系統對αLA和βLG分離效果最佳,αLA和βLG萃取率分別為98.23%和96.56%。αLA和βLG分別進入上下相,有利于后續的進一步分離純化。與傳統的PEG/鹽形成的雙水相[7,8]萃取αLA和βLG相比,聚合物/KH2PO4雙水相分離效果更好,單一變量變化圖更直觀可見,萃取率更高,聚合物在室溫下穩定,萃取過程中無有害物質生成,且聚合物相在較低溫度與水溶液形成分層,利用工業化回收進行二次使用,達到了綠色環保的效果。
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關鍵詞:表面加強激光解析電離化飛行時間質譜 乳腺癌
乳腺癌是一種全身性疾病,主要治療手段有化療、手術、放療及內分泌治療等,其中手術是乳腺癌綜合治療的重要組成部分。部分乳腺癌病人經過手術及后續的綜合治療能夠長期存活,但也有病人術后很快出現復發轉移,而一旦復發轉移,乳腺癌就成為不可治愈的疾病。因此,早期發現復發轉移就成為治療的關鍵,目前臨床上主要依靠定期隨訪影像學(包括彩超、鉬靶、CT、ECT、PET/CT等) 以及血清學指標(如CEA和CA153),但影像學存在難以發現小病灶(1cm以下)、費用較高、存在輻射等缺陷,血清學標志物也存在敏感性、特異性較差的缺點[1]。由于惡性腫瘤的發生是一個逐步的過程,可能發生一系列蛋白組學的改變,因此,通過近年出現的表面增強激光解吸離子化飛行時間質譜(SELDI-TOF-MS)蛋白組學技術,能夠快速、敏感地在血清中同時篩選出多個的未知生物標記物,其檢測腫瘤的敏感性和特異性均高于傳統腫瘤標志物[2],因此,我們應用SELDI技術分析乳腺癌病人手術前后的血清蛋白質譜變化,以期發現其變化規律。
1.資料與方法
1.1臨床資料:收集我院2013年1月-2013年10月經病理確診的65例女性乳腺癌病人手術前后的血清標本,中位年齡47歲,其中Ⅰ期18例, Ⅱ期19例,Ⅲ期28例。
1.2. 主要儀器及試劑:ProteinChip Biology System質譜儀(PBSⅡ-C型)、CM10蛋白質芯片、BioMarker Wizard分析軟件,三氟乙酸( TFA ) 、乙腈(ACN ) 、Tris-HCl 、能量吸收分子SPA等試劑(Sigma公司)。
1.3. 樣品的處理:采集患者清晨空腹靜脈血5ml,4℃靜置1小時后再分離血清,分裝后- 80℃保存。分析前將- 80℃保存的血清標本冰浴中解凍,10000rpm、4℃離心5min,取10μl與20μlU9緩沖液在EP管中充分混勻,冰浴振蕩30min使蛋白質充分變性,將360μl CM10-buffer加入30μl上述變性后的樣品,盡快混勻。
1.4. 芯片監測、數據采集和參數設置:經芯片處理、上樣和洗脫步驟后,采用PBSⅡ-C型蛋白質芯片閱讀儀讀取芯片,收集數據采用Ciphergen ProteinChip軟件,分析數據采用BioMarker Wizard軟件。控制篩選出的蛋白質峰在10%以上樣本中同時存在,且同一蛋白質峰在不同樣本中的偏差
1.5 統計分析:所得數據以均數±標準差表示,對不同組中相同質荷比的蛋白質含量數據進行方差分析,P
2 結果
2.1乳腺癌病人手術前、術后7天以及術后1月血清蛋白質譜比較.我們隨訪收集了65例行改良根治術的乳腺癌病人手術前、術后7天以及術后1月的外周血血清,并分別檢測其差異蛋白質譜。共篩選出11個差異蛋白質峰,其中術前高于正常女性的差異蛋白質峰有5個(2947、3272、7783、7985、15952 Da),術前低于正常女性的差異蛋白質峰有6個(4179、5642、6442、6639、8705、13771 Da),其變化結果見表1及圖1、2。
表1 乳腺癌病人手術前、術后7天以及術后1月血清蛋白質譜差異蛋白質峰
P
圖1. 術前增高的5個蛋白質峰(Da均值)在術后的變化及與健康對照的比較
圖2. 術前降低的6個蛋白質峰(Da均值)在術后的變化及與健康對照的比較
2.2乳腺癌病人手術前后血清蛋白質譜差異蛋白質峰變化趨勢分析
進一步分析表明,術前增高的5個蛋白質峰中有4個蛋白質峰(2947、3272、7985、15952 Da)在術后1個月的峰值有向正常峰值變化的趨勢,而其中的7985、15952 Da兩個峰值雖然在術后7天較術前有明顯增高(P
3 討論
中國是乳腺癌發病率增長速度最快的國家之一,近年來乳腺癌發病率正以每年3%的速度遞增,乳腺癌目前已成為威脅我國女性健康的一大殺手,早期乳腺癌有治愈的可能,但乳腺癌一旦發生復發轉移,將不可治愈[3]。因此,如何在手術后及時、盡早發現微小或潛伏的轉移灶是乳腺癌是否可以治愈的關鍵。目前乳腺癌缺乏有效的監測復發手段。影像學檢查常用于定期隨訪,但影像學檢查對
SELDI技術通過尋找和篩選不同樣本之間蛋白質譜存的差異,從而獲得對某些關鍵蛋白的定性和功能分析,又稱差異蛋白組學[5]。我們采用的CM10芯片表面由弱羧基陰離子構成,可捕獲表面帶有正電荷的蛋白質分子[6],通過洗去弱結合蛋白質,再結合上能量吸收分子(EAM),利用激光脈沖使吸附的蛋白質解析形成電荷離子,這些不同的荷質比的離子在真空電場中飛行時間不同,檢測器就能接收到強弱不等的電信號并由此繪制出蛋白質的飛行質譜圖,其中縱坐標為蛋白質相對含量,橫坐標為蛋白質質荷比。因此SELDI技術能分析血清中蛋白質較完整的信息,在尋找腫瘤相關生物標志物方面具有優勢,Li等應用SELDI技術分析了包括103例乳腺癌、25例乳腺良性病變及41例健康女性的血清標本,建立了由3個蛋白峰組成的診斷模型,診斷乳腺癌靈敏度為93%,特異度為91%。我們前面進行的研究也發現,蛋白質峰15952 Da在乳腺癌與健康女性、乳腺癌與乳腺良性腫瘤比較中有差異,而蛋白質峰7985 Da在乳腺癌、乳腺良性腫瘤與健康女性三組比較中差異均有差異。
為了尋找乳腺癌手術前后血清蛋白質譜的差異,觀察乳腺癌血清蛋白質峰在手術治療前后的動態變化,我們隨訪收集了33例行改良根治術的乳腺癌病人手術前、術后7天以及術后1月血清蛋白質譜,綜合后總結發現術前有11個蛋白質峰的峰值與健康對照峰值存在差異(5個高于正常,6個低于正常),他們均有可能是乳腺癌相關的血清標志物,變化趨勢有可能與預測復發轉移有關。
我們研究結果顯示5個術前增高的乳腺癌相關蛋白質峰的大部分(有4個,分別為2947、3272、7985、15952 Da)在術后1個月的時候與健康對照女性差異無統計學意義,即降至正常水平,提示它們的水平可能與腫瘤負荷的大小有關,隨著術后腫瘤負荷的明顯減小,這些峰值也向正常水平趨近。雖然其中的兩個蛋白質峰(7985、15952 Da)在術后7天的時候較術前有明顯增高,但在術后1個月仍可恢復到接近健康對照水平,術后7天的這兩個蛋白質峰的增高可能與手術改變解剖結構使這些蛋白釋放入血有關,需進一步研究及擴大病例數。結果還顯示并非所有術前增高的乳腺癌相關蛋白峰在術后均恢復到接近正常水平,如蛋白質峰7783 Da在術后7天及術后1月均持續高于正常水平。另外,術前降低的6個乳腺癌相關蛋白峰在術后7天及1月也低于正常峰值,也就是說,局部手術治療并不影響這部分蛋白質峰的峰值,這可能是由于乳腺癌是一種全身性疾病,局部手術切除腫塊并不能殺滅其他部位的隱匿病灶有關,還需要進一步的研究。
綜上,根據乳腺癌病人手術前后血清蛋白質譜SELDI分析結果,我們發現了一些乳腺癌相關蛋白峰在術后的動態變化規律,我們希望隨著樣本量的擴大,隨訪時間的延長,收集到更多這些病人發生復發轉移時的血清樣本進行SELDI檢測以進一步分析,以期在乳腺癌術后復發轉移監測方面提供新的思路。
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【關鍵詞】 乳腺癌 C-erbB-2 酶聯免疫吸附試驗
Abstract: Objective To study the extracellular level of P185, a soluble oncoprotein fragment of C-erbB-2, in breast cancer patients. Methods Serum samples from 42 patients with primary breast cancer, 29 with benign breast diseases and 40 healthy controls, were assayed in an ELISA for P185. Results The serum level of P185 was higher in the cancer patients than in the patients with benign breast diseases and healthy controls [(22.67±12.61) mg/L vs. (8.34±5.70) mg/L and (5.79±4.47) mg/L respectively, P
Key words: breast cancer; C-ebrB-2; ELISA
C-erbB-2又稱為EGFR2、neu、HER2、NGL,是一種細胞來源癌基因,編碼185×103的表皮生長因子受體樣跨膜糖蛋白(P185),此糖蛋白有一個酪氨酸激酶活性的細胞外跨膜功能區和細胞內功能區,在血清中有其可溶性蛋白碎片存在[1-2]。在多種腫瘤組織中,C-erbB-2癌基因及其蛋白產物P185均有過表達和擴增[3-4]。運用定量病理學、免疫組織化學和分子生物學等方法研究發現,20%~30%乳腺癌患者的病變組織中有C-erbB-2癌基因擴增或過度表達。目前普遍認為,C-erbB-2蛋白的陽性表達可作為判斷乳腺癌預后的獨立指標[5-6],并且與較多的腋窩淋巴結轉移及較差的內分泌治療和化學治療效果相關[7]。本研究運用ELISA法定量分析乳腺癌患者血清中C-erbB-2蛋白碎片P185的水平。
1 材料和方法
1.1 一般資料 42例乳腺癌及29例乳腺良性病變患者為2005年6月—2006年9月來我院就診的門診患者,均為女性。乳腺癌組:患者年齡31~71歲,平均44.6歲,未經任何化療和放療。乳腺良性病變組:包括乳腺增生13例,乳腺導管內狀瘤5例,乳腺纖維腺瘤11例,患者年齡27~63歲,平均40.2歲。對照組40例來源于本院的體檢者,均為女性,年齡32~53歲,平均42.2歲,經體格檢查,未見乳腺有結節、硬塊等情況。
1.2 試劑 C-erbB-2/c-Neu Rapid Format ELISA kit (QIA10)購于德國Merck公司。
1.3 方法 用BD公司的真空采血管(不含抗凝劑和促凝劑)采集患者或體檢人群靜脈全血3 ml,分離血清,-80℃保存。ELISA法參照試劑使用說明書,用酶標儀讀取光密度值并換算成質量濃度。
1.4 統計學處理 PASS統計軟件進行數據處理,計量數據以±s表示,采用單因素方差分析,P
2 結 果
乳腺癌、乳腺良性病變患者及正常體檢者血清P185蛋白水平見表1。各組血清中P185蛋白的檢測水平分別為:乳腺癌11.42~88.34 mg/L、乳腺良性病變2.44~30.92 mg/L,正常體檢者0.88~24.53 mg/L 。如果以cut-off值為15.8 mg/L判斷,正常體檢組中只有1例P185蛋白陽性(1/40,2.5%),乳腺良性病變組中有2例陽性(2/29,6.9%),乳腺癌組有19例陽性(19/42,45.2%)。表1 乳腺癌、乳腺良性病變及體檢者血清P185蛋白含量 與乳腺癌組比較:*P
3 討 論
近年來乳腺癌的發病率呈上升趨勢,已成為威脅婦女生命的主要腫瘤之一。隨著科研技術的飛速發展,對于乳腺癌癌基因的研究也不斷深入,特別是對乳腺腫瘤相關抗原或特異性抗原的研究。1981年,Shinc等首次通過NIH/3T3細胞轉染試驗發現了neu基因。Schechter 等進一步證實neu瘤基因的表達產物為P185蛋白,并且該基因與編碼表皮生長因子受體的癌基因一樣與病毒癌基因 v-erbB具有同源序列,因此將neu癌基因命名為C-erbB-2。隨著研究的深入,發現在多種腺癌細胞中C-erbB-2基因均有高水平表達,并可以用其蛋白產物P185的高表達間接反映。對P185的病理研究首先見于乳腺癌。Kalogeraki等[8]報道乳腺導管癌C-erbB-2基因表達率60%,P185的過量表達率為10%~30%。我們也發現C-erbB-2蛋白在乳腺導管內癌的細針抽吸物的陽性表達率為57.1%,浸潤性導管癌為59.1%[9]。
由于C-erbB-2蛋白定位于細胞膜上,它的細胞外區域(extracellular domain)會被切割而釋出,在血清或血漿中,或者是某些細胞株的培養上清液中,可以找到這種形式的蛋白。通常腫瘤組織中C-erbB-2癌基因有過度表達,其血清中C-erbB-2蛋白的濃度會升高,因此考慮將其用來作為癌癥的指標。在本研究中,正常體檢者中只有1例(1/40)P185蛋白水平增高明顯(cut-off值=15.8 mg/L),乳腺良性病變有2例(6.9%),而乳腺癌患者中有19例顯著增高(45.2%),與報道[10~12]一致。
C-erbB-2癌基因編碼的185×103跨膜磷酸糖蛋白[2],已確認在細胞外的磷酸糖蛋白作為一個受體而代表一個未確定的配體,在細胞內的部分有促進酪氨酸激酶活性的作用。Jukkola等[12]報道C-erbB-2陽性乳腺癌患者預后差,陽性晚期患者對激素治療及含或不含蒽環類抗生素聯合化療的療效均差,復發的概率也較大。近年來,用Herceptin藥物治療轉移性乳腺癌是成功的一個例子,其實這種藥物就是一種對抗C-erbB-2蛋白細胞外區域的單克隆抗體,對過度表達C-erbB-2蛋白的患者特別有效。
本研究結果提示,乳腺癌患者血清中C-erbB-2基因產物P185可視為癌癥的早期標記物,有助于術前對乳腺病變的輔助診斷;另一方面,推測可以幫助醫生選擇適合做Herceptin治療的患者,并可能用以追蹤治療的療效,有待于進一步研究。
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