Luận văn được thực hiện nhằm mục đích phân tích protein ty thể, microsome và phần còn lại của tế bào tách từ mô gan ung thư và mô gan bình thường của bệnh nhân ung thư gan; phân tích và so sánh sự biểu hiện của các protein ty thể, microsome và phần còn lại trong mô gan ung thư và mô gan bình thường của bệnh nhân ung thư gan nhằm tìm ra các protein đặc trưng có liên quan đến bệnh.
MỞ ĐẦU Ung thư gan là một trong năm dạng ung thư phổ biến nhất trên thế giới, đứng hàng thứ ba về ngun nhân gây chết do ung thư trên tồn cầu. Cơ hội sống sót của bệnh nhân mắc ung thư gan là rất thấp, tỷ lệ sống sót khoảng 36%, đặc biệt một số nơi tỷ lệ này chỉ là 17% sau 1 đến 3 năm được chẩn đốn mắc bệnh []. Hàng năm có khoảng 600.000 người được chẩn đốn mắc ung thư gan và gần bằng con số đó là số lượng người đã chết vì nó mỗi năm Từ những con số trên cho thấy một thực tế rằng việc chẩn đốn và điều trị ung thư gan trên thế giới hiện nay gặp rất nhiều khó khăn. Proteomics là cơng cụ số một trong phân tích hệ protein của cơ thể sinh vật. Kỹ thuật proteomics đã được áp dụng cho các nghiên cứu chỉ thị sinh học của các bệnh ung thư như: ung thư vú, ung thư tuyến tiền liệt, ung thư phổi, ung thư thanh quản, ung thư vòm họng, ung thư gan, ung thư máu Việc nghiên cứu bằng kỹ thuật proteomics đang ngày càng được mở rộng, đem lại kết quả ngày càng lớn ứng dụng trong sinh học, y học, dược học và nghiên cứu cơ chế của các q trình sinh học Ung thư gan ngun phát là dạng ung thư xuất phát từ các tế bào gan và nó chiếm đến 90% trường hợp ung thư gan Nhiễm virus viêm gan B (HBV), viêm gan C (HCV) mạn tính và xơ gan được cho là các ngun nhân chính dẫn đến ung thư gan . Việt Nam là nước có tỷ lệ mắc ung thư gan ngun phát cao do nhiễm HBV và HCV. Do đó, việc phát hiện sớm ung thư gan rất quan trong đ ̣ ối với việc điều trị loại ung thư này Thực hiện luận văn này, chúng tơi đã tiến hành đề tài nghiên cứu: “Phân tích proteomic mơ gan của người bị ung thư gan ngun phát” với mục đích: -1- Phân tích protein ty thể, microsome và phần còn lại của tế bào tách từ mơ gan ung thư và mơ gan bình thường của bệnh nhân ung thư gan Phân tích và so sánh sự biểu hiện của các protein ty thể, microsome và phần còn lại trong mơ gan ung thư và mơ gan bình thường của bệnh nhân ung thư gan nhằm tìm ra các protein đặc trưng có liên quan đên b ́ ệnh Đề tài được thực hiện tại phòng Proteomics và Sinh học Cấu trúc thuộc Phòng thí nghiệm Trọng điểm Cơng nghệ Enzyme va Protein, Tr ̀ ường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội -2- Chương 1 – TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VÊ UNG TH ̀ Ư GAN Ung thư gan là một trong những bệnh lý ác tính phổ biến nhất trên thế giới. Bệnh này khó chẩn đốn, tiên lượng rất xấu, tỷ lệ tử vong cao và tử vong trong thời gian ngắn kể từ khi phát hiện. Trong năm 2008 ước tính có 12 triệu trường hợp được chẩn đốn mắc ung thư, 7 triệu người chết và khoảng 25 triệu người đang sống chung với ung thư trên thế giới. Tại My, năm 2009 ̃ ước tính có 22.620 trường hợp được chuẩn đốn mắc ung thư, 18.160 người chết. Ung thư gan (UTG) gồm hai loại là ngun phát và thứ phát. Dạng ngun phát hình thành từ các mơ của gan, trong khi dạng thứ phát tạo nên bởi các tế bào từ những cơ quan khác trong cơ thể di căn thơng qua máu, hạch bạch huyết tới gan và tạo khối u (nên còn gọi là ung thư gan do di căn). Dưới kính hiển vi, các tế bào ung thư di căn gan nhìn giống như các tế bào ung thư mà chúng xuất phát. Do đó, trong phạm vi khố luận này, chúng tơi chỉ xin đề cập đến ung thư gan ngun phát với dạng ung thư phổ biến ung thư biểu mô gan (Hepatocellular Carcinoma HCC) [] 1.1.1 Phân loại ung thư gan ngun phát Các khối u ác tính ngun phát của gan có thể phát sinh từ thành phần biểu mơ hoặc khơng phải biểu mơ, trong đó ung thư biểu mơ là loại hay gặp nhất, chiếm vị trí quan trọng nhất trong bệnh học UTG. Dựa vào các đặc điểm hình thái và sinh hố tế bào, UTG ngun phát được phân loại thành các dạng sau []: -3- Ung thư biểu mơ tế bào gan (Hepatocellular carcinoma – HCC) là dạng ung thư ác tính xuất phát từ các tế bào gan, chiếm khoảng 90% các dạng UTG ngun phát. Bệnh nhân mắc HCC có nguy cơ tử vong rất cao. Ung thư biểu mơ đường mật (Cholangio carcinoma) là dạng có những khối u ác tính trong gan bao gồm các tế bào giống tế bào biểu mơ đường mật Bệnh thường gặp ở lứa tuổi cao hơn so với ung thư tế bào gan, trung bình khoảng 65 tuổi. Dạng này có thể chia thành 2 thể cơ bản là thể ngoại vi và thể trung tâm. Ung thư hỗn hợp tế bào gan – đường mật (hepatocholangiocarcinoma) là dạng mang đặc điểm mơ bệnh học của cả hai loại nói trên, nói chung ít gặp. Ung thư ngun bào gan (hepatoblastoma) là dạng thường gặp trẻ em, rất hiếm ở người trưởng thành Ung thư nội mạch máu dạng biểu bì (Epithelioid hemangioendothelioma) là loại mới được mơ tả, thường gặp tuổi 50, 2/3 số trường hợp phát hiện là ở phụ nữ 1.1.2 Các giai đoạn của ung thư gan Ung thư gan được chia làm 4 giai đoạn: Trong giai đoạn I, có một khối u và khơng lây lan sang các mạch máu gần đó Trong giai đoạn II, có một khối u đã lan ra các mạch máu gần đó; hoặc nhiều hơn một khối u, khơng cái nào trong số đó lớn hơn 5 cm Giai đoạn III chia thành giai đoạn IIIA, IIIB, IIIC; Trong giai đoạn IIIA, một trong những điều sau đây được tìm thấy: -4- nhiều hơn một khối u lớn hơn 5 cm hoặc một khối u đã lan rộng đến một chi nhánh chính của các mạch máu gần gan. Trong giai đoạn IIIB, có một hay nhiều khối u của bất kỳ kích thước mà có một trong hai: lây lan đến các cơ quan lân cận khác với các túi mật, hoặc bị hỏng thơng qua các màng của khoang phúc mạc. Trong giai đoạn IIIC, ung thư đã lan đến hạch bạch huyết gần đó Trong giai đoạn IV, ung thư đã lan tràn vượt ra ngồi gan đến những nơi khác trong cơ thể, chẳng hạn như xương hay phổi. Các khối u có thể có kích thước bất kỳ và cũng có thể đã lan ra các mạch máu gần đó và các hạch bạch huyết [] 1.1.3 Ngun nhân ung thư gan Mỗi một tác động xấu đều làm tăng nguy cơ mắc một căn bệnh bất kì và có thể là ung thư. Các bệnh ung thư khác nhau có các tác nhân gây bệnh khác nhau. Ví dụ, để làn da tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng mặt trời mạnh là tác nhân dẫn đến ung thư da. Hút thuốc là một tác nhân dẫn đến ung thư phổi, miệng, thanh quản, bàng quang, thận, và nhiều cơ quan khác. Nhưng việc có một, hay có vài tác nhân khơng có nghĩa rằng một người sẽ mắc bệnh. Các nhà khoa học đã tìm thấy một số tác nhân làm tăng khả năng dẫn đến ung thư biểu mơ tế bào gan UTG được xem là biến chứng phổ biến nhất của các bệnh mãn tính thường gặp gan. Chúng thường được gặp nhiều độ tuổi khác nhau, hàng năm có khoảng 5,5–14,9/100.000 người mắc bệnh ước tính khoảng 600.000 – 1.000.000 ca tử vong . Tuy nhiên, tỷ lệ mắc bệnh khác nhau nhiều tuỳ theo khu vực địa lý trên thế giới, nhất là giữa phương Đơng và phương Tây. Khu vực có tỷ lệ phát bệnh cao nhất là Đơng Á, Đơng Nam Á và khu vực Nam sa mạc Sahara. Nghiên cứu dịch tễ học đã xác định được các yếu tố nguy cơ chính của UTG bao gồm: nhiễm virus viêm gan B (Hepatitis B virus – HBV), viêm gan C (Hepatitis C -5- virus – HCV) dẫn đến viêm gan mãn tính; xơ gan; nhiễm độc aflatoxin (AF); các loại hố chất gây ung thư như rượu, asen, dioxin (hình 1),… và các rối loạn chuyển hố apocphirin, thiếu hụt α–1 antitrypsin, bệnh Wilson, chứng nhiễm sắc tố sắt di truyền. Ngồi ra những yếu tố như độ tuổi, giới tính, yếu tố di truyền, … cũng ảnh hưởng đến nguy cơ mắc bệnh. Mặc dù các yếu tố nguy cơ gây UTG tác động đến tế bào gan theo các con đường khác nhau nhưng cuối cùng đều dẫn đến biến đổi di truyền và hình thành tế bào ung thư Hình 1: Các ngun nhân chính gây ung thư gan [] Nhiễm virus HBV là yếu tố nguy cơ hàng đầu của UTG trên tồn thế giới, phân bố địa lý giữa tỷ lệ nhiễm HBV mạn tính và tỷ lệ mắc bệnh có mối tương quan chặt chẽ. Ví dụ như Trung Quốc, các nước thuộc khu vực Đơng Nam Á, Nam sa mạc Sahara có những tỉ lệ này đều mức cao. Theo Tổ chức Y tế Thế giới (World Health Organization WHO), tiêm vaccine dự phòng HBV có thể ngăn ngừa được khoảng 70% UTG ở các vùng có tỷ lệ nhiễm HBV cao. HBV là một retrovirus có vật chất di truyền dạng ADN sợi đơn. Những báo cáo từ đầu thập niên 80 cho thấy sự hiện diện của ADN của HBV trong hệ gen các tế bào gan của khoảng 90% trường hợp bệnh nhân ung thư gan []. Nhiều nghiên cứu đã -6- chứng minh rằng khi ADN của HBV chèn vào hệ gen của người làm biến đổi ADN nhiễm sắc thể, hoạt hoá các gen ung thư như c–Myc, c–Fos,… và bất hoạt một số gen ức chế khối u như TP53. Ngồi ra, các sản phẩm protein của hệ gen HBV như HBx, protein của gen pre S/S cũng hoạt hố các gen ung thư dẫn tới thúc đẩy nhanh chu trình tế bào ức chế q trình chết theo chương trình (apoptosis) Nhiễm virus HCV là yếu tố nguy cơ thứ 2 của UTG. Có khoảng 2–4% số trường hợp nhiễm HCV mạn tính phát triển thành UTG. Ở những quốc gia, vùng lãnh thổ tỷ lệ nhiễm HBV mãn tính thấp thường cũng có tần suất UTG thấp hoặc trung bình, trừ Nhật Bản (nơi mà virus HCV là yếu tố nguy cơ số 1). Số ca tử vong do UTG Nhật tăng mạnh từ năm 1975 trở đi, cùng thời gian đó tỷ lệ nhiễm HBV là khơng đổi, chỉ có viêm gan HCV là tăng lên tương ứng với tỷ lệ tử vong. Những nghiên cứu gần đây cho thấy sản phẩm protein của HCVcó thể tương tác với các protein vật chủ tham gia vào q trình phát triển, tăng sinh và điều hòa hoạt động tế bào dẫn đến hình thành tế bào ác tính. Có ba protein được xem là bằng chứng tham gia vào q trình này đó là protein lõi (core protein), NS3 va NS5A ̀ Aflatoxin (AF) mycotoxin tiết từ chủng nấm mốc Aspergillus flavus, Aspergillus parasiticus, thường mọc trên lạc và các hạt ngũ cốc ẩm ướt, đã được chứng minh là có thể gây UTG thực nghiệm trên súc vật (hình 2). AF là chất tương tác với virus HBV tăng đáng kể nguy cơ mắc UTG. AF gây ra các đột biến gen, trong đó đột biến gen p53 được quan sát thấy nhiều nhất. Hàng loạt nghiên cứu đã chỉ ra đột biến gen này, đặc biệt là đột biến G/T ở codon 249 ln được tìm thấy ở bệnh nhân UTG tại những khu vực có sự phơi nhiễm AF cao -7- Hình 2: Cơ chế gây ung thư của các tác nhân ung thư gan [] Ngồi các ngun nhân trên thì các yếu tố khác như tuổi, giới tính, chủng tộc hay nhiễm vinyl chlorid, anabolic steroid, hoặc các rối loạn trao đổi chất như nhiễm sắt mơ, thiếu hụt α1antitrypsin cũng góp phần làm tăng nguy cơ dẫn đến ung thư gan [] 1.1.4. Chẩn đốn và điều trị ung thư gan 1.1.4.1.Chẩn đốn Gan được cấu tạo chủ yếu bởi các tế bào biểu mơ gan, loại tế bào này có khả năng tái sinh mạnh, do đó ung thư gan phát triển rất nhanh. Đồng thời, các triệu chứng của ung thư gan thường biểu lộ khi bệnh đã nghiêm trọng, do đó, việc điều trị ung thư gan gặp rất nhiều khó khăn. Đây chính là ngun nhân chính dẫn đến tỷ lệ tử vong do ung thư gan rất cao -8- Việc chẩn đốn ung thư gan ở giai đoạn sớm là vơ cùng cần thiết. Có hai phương pháp thơng dụng nhất hiện nay để chẩn đốn ung thư gan là các xet́ nghiêm chân đoan v ̣ ̉ ́ ật lý và xét nghiệm máu tìm alpha fetoprotein (AFP) trong huyết thanh bệnh nhân bị ung thư. Để chẩn đốn khi có các triệu chứng của ung thư gan, một số phương pháp chẩn đốn vật lý được áp dụng như: siêu âm, chụp cắt lớp (CT), chụp cộng hưởng từ (MRI Magnetic Resonance Imaging), chụp X quang. Tuy nhiên, những phương pháp này tốn kém, phụ thuộc nhiều vào máy móc và khơng hiệu quả để phát hiện khối u ở giai đoạn sớm Cách chẩn đốn thứ hai rất thơng dụng đó là việc xét nghiệm chỉ thị AFP trong huyết thanh. AFP là một glycoprotein có khối lượng 70kDa, được tổng hợp ở gan và túi nỗn hồng trong giai đoạn thai nhi, và sau đó nó được tiết vào huyết thanh tuần thứ 13 của thai kỳ. Sau khi sinh, nồng độ AFP trong huyết thanh giảm và hầu như khơng phát hiện được ở người trưởng thành khỏe mạnh. AFP có thể được dùng để sàng lọc người có nguy cơ bị ung thư gan cao. AFP mất đi ngay sau khi trẻ sinh ra, nếu hiện diện ở máu người lớn có nghĩa là có biến đổi về tế bào gan và có khả năng mắc ung thư gan cao [] Tuy vậy, AFP trong máu khơng đặc trưng cho ung thư gan vì có thể nó cũng tăng ở những người bị viêm gan. Hơn nữa, độ nhạy của phương pháp AFP cũng khơng cao, có khoảng 20% bệnh nhân bị ung thư gan mà hàm lượng AFP trong máu vẫn bình thường (đặc biệt ở những bệnh nhân có khối u nhỏ hơn 3cm) []. Hàm lượng AFP cao có thể cho chúng ta nghi ngờ chứ khơng thể chắc chắn bệnh nhân đã mắc ung thư gan. Các xét nghiệm có thể giúp chẩn đốn ung thư gan, nhưng trong đa số trường hợp cách duy nhất để chắc chắn là lấy một -9- mảnh của khối u và xem xét nó dưới kính hiển vi. Điều này được gọi là sinh thiết. Có nhiều cách khác nhau để có được những mẫu khối u. Trong một số trường hợp, một mẫu sinh thiết có thể được thực hiện trong khi phẫu thuật. Nếu khối u đã lớn hoặc đã lan rộng khắp gan, một kim rỗng có thể được đặt qua da trong bụng và vào trong gan. Sinh thiết mẫu cũng có thể được thực hiện trong thời gian phẫu thuật nội soi 1.1.4.2 Điều trị Có 2 nhóm điều trị chính: phẫu thuật và khơng phẫu thuật. Nhóm phẫu thuật là phương thức điều trị triệt căn, có dự hậu tốt hơn hẳn, và trong đó cắt gan là điều trị chọn lựa, tuy nhiên chỉ có khoảng 1020% bệnh nhân có khả năng cắt bỏ UTG. Ghép gan nhằm loại bỏ gan bị xơ hóa và UTG, tuy nhiên, vấn đề là thiếu gan cho để ghép Điều trị khơng phẫu thuật có thể dùng: Thun tắc mạch hóa trị, chích cồn qua da, phá hủy u bằng nhiệt, phá hủy u bằng sóng tần số radio, hóa trị tồn thân với Doxorubicin, xạ trị qui ước, điều trị nhắm đích. Điều trị phẫu tht: Phẫu thuật cắt gan, ghép gan, ngồi ra có thể hủy u bằng laser hay đơng lạnh cho các u bề mặt 1.2 CÁC CHỈ THỊ SINH HỌC 1.2.1 Khái qt Như chúng ta biết, việc chẩn đốn và phát hiện sớm ung thư gặp rất nhiều khó khăn. Những phương pháp áp dụng hiện thời hầu như khơng đủ khả năng để có thể tạo những bước đột phá trong việc chẩn đốn sớm ung thư, đặc biệt là ung thư gan. Trong những năm gần đây có một hướng nghiên cứu trọng yếu đó là việc nghiên cứu tìm kiếm các chỉ thị sinh học -10- Hình 21. Cây chung loai phát sinh c ̉ ̣ ủa protein p53 theo ClustalX2 Kết quả phân tich chung loai phat sinh băng cac ph ́ ̉ ̣ ́ ̀ ́ ương phap Maximum ́ parsimony, Maximum likelihood va ClustalX đêu cho thây trinh t ̀ ̀ ́ ̀ ự cua P53 cua ̉ ̉ ngươi cung nhom v ̀ ̀ ́ ơi ́ Macaca mulatta (khi vang). Vi vây, kêt qua nay bao đam ̉ ̀ ̀ ̣ ́ ̉ ̀ ̉ ̉ đơ tin cây ̣ ̣ Ty thể là một bào quan quan trọng, nó được coi là nhà máy sản xuất năng lượng của tế bào. Tại đây xảy ra q trình hơ hấp tế bào, chuyển ơxy và chất dinh dưỡng thành adenosine triphosphate (ATP). ATP là “dòng” năng lượng hóa học của tế bào để cung cấp năng lượng cho mọi hoạt động của mình. Khơng có ty thể, động vật bậc cao đã có thể khơng tồn tại vì nếu vậy tế bào của chúng chỉ có thể thu nhận năng lượng thơng qua hơ hấp yếm khí, một q trình kém hiệu hơn nhiều. Trên thực tế, ty thể giúp tế bào có thể sản xuất năng lượng nhiều hơn gấp 15 lần so với khi tế bào khơng có bào quan này. Các động vật có cấu trúc phức tạp, bao gồm cả con người, đều cần một lượng lớn năng lượng mới có thể tồn tại được. -61- ATP synthase là một protein nằm trên màng trong ty thể có vai trò chính việc tổng hợp adenosine triphosphate (ATP) từ adenosine diphosphate (ADP) và phosphat vơ cơ ATP synthase được cấu tạo bởi hai phần chính là F0 và F1. Phần F1 bao gồm các tiểu đơn vị: 3 alpha, 3 beta, 1 gamma, 1 epsilon, và 1 delta. Phần F0 bao gồm 2 tiểu đơn vị b2, và c từ 9 đến 12 được sắp xếp đối xứng. Phần F0 và F1 liên kết nhau bởi lõi trung tâm (dưới đơn vị gamma và epsilon) và nhánh bên (b và delta). Dòng electron sẽ kích hoạt đĩa trên màng và lõi trung tâm quay, sự quay này tiếp theo đó điều khiển ái lực của tiểu đơn vị beta với nucleotide (ADP và ATP) đẫn đến tạo năng lượng ATP (hinh 22) ̀ Hình 22. Mơ hình phân tử ATP synthase [] Trong nghiên cưu này, chúng tơi nh ́ ận thấy sự biểu hiện tăng mạnh của protein ATP synthase. Sự biểu hiện tăng của protein này trong mẫu protein ty thể phù hợp với giả thiết rằng sự tăng sinh nhanh chóng của các tế bào ung thư đặc biệt là ung thư gan đòi hỏi mơt ngu ̣ ồn năng lượng lớn và sự tăng cường của enzyme ATP synthase sẽ giúp tổng hợp năng lượng nhanh chóng Trong nghiên cứu này, Hexokinase cung biêu hiên tăng. Hexokinase là m ̃ ̉ ̣ ột enzyme phosphoryl hóa đường 6 cacbon thành hexose phosphate, có trong phần lớn sinh vật, glucose chất quan trọng hexokinase, -62- glucose6phosphate là sản phẩm quan trọng nhất của chúng. Đây là một enzyme tham gia vào q trình đường phân trong tế bào. Q trình đường phân là một q trình khơng thể thiếu trong tế bào vì q trình này cung cấp năng lượng ATP cho tế bào hoạt động []. Ở động vật có vú, hexokinase gồm bốn dạng isozyme quan trọng, nằm ở các vị trí khác nhau trong tế bào và có động học khác nhau về cơ chất, các điều kiện và chức năng sinh lý. Chúng được kí hiệu lần lượt là hexokinase I, II, III và IV hoặc A, B, C và D. Hexokinase I, II và III là isozyme có ái lực cao với glucose trong đó hexokinase II/B là dạng chủ yếu giữ vai trò điều hòa trong các kiểu tế bào của động vật có vú và hàm lượng được tăng lên ở nhiều loại bệnh ung thư. Hexokinase II/B co liên quan đ ́ ến năng lượng sinh học và q trình apoptosis của tế bào. Theo nghiên cứu của Kim và Cộng sự (2007), ho đa ch ̣ ̃ ỉ ra mối liên quan của HK II trong qua trinh lam ́ ̀ ̀ ổn định ty thể trong tế bào HCC. Những phát hiện chính trong nghiên cứu này liên quan đến sự tham gia của HK II trong trong điều hòa sự ổn định của ti thể trong tế bào ung thư gan. Đặc biệt, nghiên cứu này cho thấy tình trạng thiếu oxy sẽ làm tăng sự ổn định của ty thể theo HK II, ngồi ra HK II ức chế hoạt hóa các tín hiệu apoptosis qua ty thể. Hơn nữa hệ thống HK II ức chế biểu hiện tính hiệu quả khang u gây ra apoptosis. Theo nghiên c ́ ứu này, họ cũng thấy rằng sự thiếu hụt oxy gián tiếp tăng HK II gây ra ổn định ty thể và 3 BrPA gây ra sự thay đổi cấu trúc trong PTPC đưa đến hoạt hóa các tín hiệu apoptosis ty thể. Các cơ chế hoạt hóa phụ thuộc tín hiệu apoptosis của ty thể là phức hệ và nhiều cơ chế dẫn đến giải phóng Cytochrome C. Ví dụ, họ protein proapoptosis Bcl2, chẳng hạn như tBid, Bax/Bak và Bim điều hòa apoptosis bằng tương tác với VDAC ở màng ngồi ty thể []. Nó cũng có thể mở lỗ thay đổi tính thấm của ty thể làm thủng màng ngồi và giải phóng các protein phía trong màng như Cytochrome C, AIF và Smac/DIABLO. Mặc dù cấu trúc lỗ bán thấm của ty thể khơng hồn tồn giải thích trọn vẹn, PTPC là một phức hợp của nhiều loại protein gồm VDAC, ANT, CypD và HK II. Trong nghiên cứu này, ngươi ta ̀ -63- nhân th ̣ ấy HK II ức chế 3BrPA bằng sự phân hủy HK II từ PTPC và nó là ngun nhân PTPC mở và giải phóng Cytochrome C trong bào tương. Do đó, những quan sát chung cho thấy HK II gây ra một cơ chế chính của các tế bào còn lại trong mơi trường thiếu oxy, cũng như tăng tính thấm HCC và HK II ức chế có thể biểu hiện tính hiệu quả khang u b ́ ằng sự hoạt hóa các tín hiệu apoptosis ty thể trong sự phát triển các khối u. Nghiên cứu nay cũng cho th ̀ ấy sự biểu hiện q mức của HK II ở mơ u so với mơ bình thường. Vì vậy, để ngăn sự phát triển của các khối u cần giảm lượng HK II []. Chúng ta đều biết, tế bào gan có tốc độ phân chia và phát triển rất nhanh, đặc biệt là khi chúng chuyển sang trạng thái ung thư. Điều này đòi hỏi các protein tham gia điều hòa kiểm sốt việc sao chép, phiên mã và dịch mã trong các tế bào phải tăng cường hoạt động. Trong nghiên cứu này, chúng tơi đã nhận dạng được các protein tham gia vào các q trình phiên mã và dịch mã NADdependent deacetylase sirtuin6, Rho guanine nucleotide exchange factor, Neural retina specific leucine zipper protein, Zinc finger protein 806 trong ty thể và các protein Myelin transcription factor 1like protein, Translinassociated factor Xinteracting protein 1 trong microsome. Tất cả các protein này đều có biểu hiện tăng ở mơ ung thư Yếu tố Rho là một protein gồm có 6 tiểu đơn vị có ái lực cao với ARN đơn, có hoạt tính helicaza và ATPaza để tháo xoắn sợi lai ADNARN. Khi bám vào ARN, yếu tố Rho sẽ phân giải ATP. Năng lượng được giải phóng giúp nó chuyển dọc sợi ARN mới sinh tới bong bóng phiên mã, sau đó yếu tố Rho tách đơi ADNARN và giải phóng ARN NADdependent deacetylase có khả năng tác động tới 'Lys9' và 'Lys56' của histone H3. Sự acetyl hóa của histone H3 trong dị nhiễm sắc ở giai đoạn S của chu kỳ tế bào. Deacetylates 'Lys9' của histone H3 tại đích NFKappaB và có thể điều hòa giảm sự biểu hiện của một tập hợp các gen đích NFKappaB. Sự -64- deacetyl hóa của nucleosome ngăn cản RELA liên kết với ADN đích. Điều này cần thiết cho liên kết giữa ADN với telomere trong giai đoạnS và để duy trì telomere bình thường và giúp cho sự ổn định di truyền. Họ protein Zinc finger là những protein tham gia vào việc điều hòa phiên mã. Zinc finger protein gắn với ADN tại vị trí liên kết với các yếu tố phiên mã, các protein điều hòa, do đó protein này biểu hiện tăng sẽ ngăn cản hoạt động phiên mã trong tế bào ung thư [] Trong q trình miễn dịch chống ung thư, dường như vai trò của sự đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào thường xun chiếm ưu thế. Q trình này có sự tham gia của các phức hệ phù hợp tổ chức mơ chủ yếu (MHC), ở người gọi là HLA. Trong phân tích proteomics microsome này, chúng tơi nhận dạng được protein MHC class I (MHC I). Protein này biểu hiện giảm ở mơ gan ung thư so với mơ gan bình thường. Protein MHC được tích lũy trong lưới nội chất và làm nhiệm vụ như là nơi trung chuyển phân tử. Trong tế bào mang virus hay tế bào ung thư, các kháng nguyên nội sinh nằm trong tế bào chất, sẽ được các vi thể proteasome chế biến thành các peptide kháng nguyên. Các peptide này được TAP vận chuyển vào khoang lưới nội chất để liên kết với rãnh của MHC I. Sau đó, phức hệ MHC I peptide kháng nguyên được đóng gói bằng cách bọc màng và được vận chuyển lên bề mặt tế bào để trình diện cho tế bào TCD8+, kích thích tế bào T sản sinh ra Lymphokin để tiêu diệt tế bào mang kháng ngun nội sinh. Khi tế bào bị nhiễm virus nội sinh, lượng MHC I ln được tổng hợp dư thừa, sẵn sàng làm nhiệm vụ trình diện kháng ngun nội sinh. Trong nghiên cứu của chúng tơi, protein MHC I giảm, điều này gợi ý rằng, q trình tiến triển thành ung thư tế bào gan đã làm ảnh hưởng tới sự đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào, tế bào ung thư không bị tiêu diệt do thiếu hụt sự nhận diện kháng nguyên nội sinh [] -65- Betaactin là những protein tham gia cấu trúc tế bào, có tính bảo thu cao, nó ̉ liên quan đến các dạng vận động tế bào khác nhau và biểu hiện ở tất cả các tế bào nhân chuẩn. Sự polymer hóa actin hình cầu (Gactin) dẫn tới hình thành một cấu trúc sợi (Factin) trong cấu trúc xoắn kép. Mỗi actin có thể gắn với 4 phân tử khác. Thiếu hụt actin gây rối loạn vận động liên quan đến thần kinh từ đó dẫn đến rối loạn trương cơ thể hiện ở sự kéo dài co cơ trơn là ngun nhân của tư cũng như vận động bất bình thường. Trong nghiên cứu của chúng tơi, beta actin biểu hiện tăng rõ rệt trên bản gel mơ ung thư, đây có thể là kết quả của việc tế bào gan ung thư tăng sinh nhanh chóng kéo theo các thành phần tham gia cấu tạo tế bào cũng tăng [] Trong nghiên cứu này, chúng tơi cũng nhận thấy co s ́ ự biểu hiện Major vault protein trên mơ ung thư. Major vault protein là một protein màng được mã hóa bởi gene MVP. Vaults là một cấu trúc gồm nhiều tiểu đơn vị, có vai trò tham gia kênh vận chuyển các chất giữa nhân và tế bào chất. Protein này gián tiếp tham gia kháng lại thuốc có thể thơng các q trình vận chuyển. Nó được phân bố rộng rãi trong các mơ bình thường, và biểu hiện q mức trong các tế bào ung thư đa kháng thuốc. Sự biểu hiện q mức của protein này là một chi thi ̉ ̣ đầy tiềm năng trong việc khám và điều trị bệnh [] Trong nghiên cứu này, chúng tơi thấy sự biểu hiện đa dạng của những protein khác biệt khơng chỉ là đặc trưng của riêng một bệnh. Những chỉ thị riêng cho bệnh có thể được hình thành trong một chuỗi các tác động tổng hợp với các bệnh khác, điều này góp phần bổ sung cho ý kiến chỉ thị ung thư có thể khơng đặc hiệu với riêng một loại ung thư nào mà phản ánh mối liên quan chặt chẽ giữa sự tiến triển của bệnh ung thư với các q trình viêm và bệnh lý khác trong cơ thể KẾT LUẬN -66- Qua qua trinh phân tich proteomics cua mô gan t ́ ̀ ́ ̉ ừ bênh nhân ung th ̣ gan, chung tôi rut ra môt sô kêt luân sau: ́ ́ ̣ ́ ́ ̣ 1. Bằng kỹ thuật điện di hai chiều kêt h ́ ợp vơi khôi phô MALDITOF MS, ́ ́ ̉ chúng đã xać đinh ̣ sự biêu ̉ hiên ̣ khać biêṭ cuả protein ty thể và microsome tách từ mơ gan ung thư và mơ gan bình thường: Phân tích protein ty thể đã xác định được 43 spot protein biểu hiện khác biệt giữa 2 bản gel và đã nhận dạng được 18 protein, trong đó có 13 protein đã được định danh và 5 protein giả thiết Phân tích protein microsome đã xác định được 27 spot protein biểu hiện khác biệt giữa 2 bản gel và đã nhận dạng được 23 protein, trong đó có 16 protein đã được định danh và 7 protein giả thiết 2. Các protein đã được nhận dạng trong ty thể bao gồm các protein cấu trúc tế bào, các protein tham gia vào q trình miễn dịch bảo vệ cơ thể, q trình trao đổi chất, phiên mã, dịch mã. Đặc biệt trong đó có các protein: HSP 70, HSP 60, ATP synthase biểu hiện tăng, và các protein p53, MHC I có biểu hiện giảm rõ rệt ở mơ ung thư 3. Cac protein đa đ ́ ̃ ược nhân dang trong ban gel microsome bao g ̣ ̣ ̉ ồm các protein tham gia vào các q trình trao đổi chất, điều hòa phiên mã, miễn dịch và protein cấu trúc tế bào. Đặc biệt là các protein: HSP 70, MVP, Zinc finger và Betaactin đều có biểu hiện tăng ở mơ ung thư 4. Trên cơ sở phân tich ch ́ ủng loại phát sinh ở mưc phân t ́ ử băng ch ̀ ương trinh phylip đã cho th ̀ ấy Hsp70 cua ng ̉ ười thuôc cung nhom v ̣ ̀ ́ ơi Hsp70 cua môt sô ́ ̉ ̣ ́ động vật khác Xenopus laevis, Bos taurus, Oryctolagus cuniculus, Megalobrana amblycephala, Mus musculus, Rattus norvegicus, con P53 cua ng ̀ ̉ ươì gân gui h ̀ ̃ ơn vơi P53 cua khi vang ( ́ ̉ ̉ ̀ Macaca mulatta) -67- KIẾN NGHỊ Tư th ̀ ực tế nghiên cứu trên, chúng tơi đưa ra một số kiến nghị sau: 1. Tiếp tục thu thập mẫu và phân tích proteomics mơ gan của bệnh nhân ung thư gan do các ngun nhân khác nhau và các giai đoạn ung thư khác nhau nhằm phân tích sự biến đổi thành phần các protein liên quan đến bệnh 2. Thu thập mẫu huyết tương của bệnh nhân viêm gan B và C đang tiến triển thành ung thư gan và bệnh nhân ung thư gan có tiền sử nhiễm HBV và HCV nhằm tìm hiểu mối liên hệ giữa viêm gan B, C và ung thư gan 3. Kết hợp phân tích proteomics huyết tương và mơ gan để tìm ra mối liên hệ giữa hai hệ protein này, nhằm tìm ra các chỉ thị ung thư gan đặc hiệu và dễ dàng nhận biết, phục vụ cho chẩn đốn sớm ung thư gan -68- TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Phan Văn Chi (2006), PROTEOMICS Khoa học về hệ gene , Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Hà Nội Đỗ Ngọc Liên (2004), Miễn dịch học cơ sở, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Hà Văn Mạo, Hoàng Kỷ, Phạm Hoàng Phiệt (2006), Ung thư gan nguyên phát, Nhà xuất bản y học Vũ Minh Thiết, Nguyễn Nam Long, Đặng Thành Nam (2004), “Ngiên cứu hệ proteomic huyết thanh người bằng kết nối sắc ký lỏng Nano đa chiều và hệ khối phổ liên tục”, Báo cáo khoa học hội nghị toàn quốc 2004, [16] NCCB định hướng YDược học, Học viện Quân Y, Hà Nội, tr. 470474 Tài liệu tiếng Anh Aderson, M.P,. A.N.L.(2006), "A List of Candidate Cancer Biomarker for Targeted Proteomics", Bio Ins, 1, PP. 1–48 Amy J. Clippinger and Michael J. Bouchard (2008), “Hepatitis B Virus HBx Protein Localizes to Mitochondria in Primary Rat Hepatocytes and Modulates Mitochondrial Membrane Potential”, J Virology, 82 (14), PP. 67986811 -69- Andries K V., Guillemont J, Winkler H, Van Gestel (2005), “A diaryquinolime drug active on the ATP synthase of Mycobacterium tuberculosis”, Science, 307 (7), PP. 223227 Brachmann R. K. , Vidal M. & Boeke J. D. (1996): “Dominantnegative p53 mutations selected in yeast hit cancer hot spots”, Proc Natl Acad Sci. USA, 93, PP. 40915000 Bakos A.D, Hutson S.P, (2008), “BRCA mutationnegative women from hereditary breast and overian cancer families: a qualitative study of the BRCAnegative experience”, NIH, 11(3), PP. 205207 10 DengFu Yao, Z.Z.D.A.M.Y (2007), “Specific molecular marker in hepatocellular carcinoma”, Science, 6(3), PP. 241247 11 Shahid a Khan (2009), “Diagnosis of hepatocellular carcinoma” World J Gastroenterol, 15(11), PP. 13011314 12 Nguyen Minh Đuc, Nguyen Thi Ngoc Ha, Trinh Hong Thai, (2009), “Proteomic analysis of bone marrow cells from leukemia patients”, Proceedings of the National Conference on Proteomics, April 0102 , 2009 in Do Son, p.6578 13 Farazi P.A., Depinho R.A, (2006), “Hepatocelular carcinoma phathogenses: from genes to evironment”, Nat Rev Cancer, 6, PP. 674 687 14 Govekar R.B. And Zingde S.M, (2007), "Cancer Proteomics: How Far are We from Clinics" Int J Hum Genet, 7(1), PP. 9197 15 Harris C. C (1996), “Structure and function of the p53 tumor suppressor gene: clues for rational cancer therapeutic strategies” JNCI, 88, PP. 14421455. -70- 16 He M., Zhai R., Wei X., Wang Q., Jiang M. R. Z., Huang Y., and Zhang Z, (2008), “Detection and identification of NAP2 as a biomarker in hepatitis Brelated hepatocellular carcinoma by proteomic approach”, Pro Sci, 6, PP. 111 17 Huong T. T. T., Thai T. H. (2006), “Plasma proteomic analysis of acute myeloid leukemia”, Program & Abstracts Joint Third AOHUPO and Fourth Structural Biology and Functional Genomics Conference, PP. 250 18 Jain K., M.D., Fracs, Ffpm, (2002, "Role of Proteomics in Diagnosis of Cancer", Tech Cancer Res & Treatt, 1(4), PP.281286 19 Jesus M Matos, Frank A Witzmann,(2009), “A Pilot Study of Proteomic Profiles of Human Hepatocellular Carcinoma in the United States”, J Surg Res, 155(2), PP. 237–243 20 Jennifer S Carew and Peng Huang (2002), “Mitochondrial defects in cancer”, Mole Cancer, 9, PP. 14764598 21 Kim W., L.S.O., Kim J. S., Ryu Y. H., Byeon J., Kim H, Kim Y., Heo J S., Park Y M., and Jung G, (2003), “Comparison of Proteome between Hepatitis B Virus and Hepatitis C VirusAssociated Hepatocellular Carcinoma”, Clinl Cancer Res, 9, PP. 5493–5500 22 K Nakamura, X.Z., M Fujimoto, T Tanaka, J KimuraAkada, H.Furumoto, Y Kuramitsu, B Jordan, (2008), “1DSDSPAGE and NanoLCMS/MS for Membrane Proteomics of Mouse Liver Microsomes (MPI sample) and its Application to Human Proteomics of ER from Jurkat Cells”, J Pro & Bio, S2, PP.114115 -71- 23 Kondo T.(2008), “Tissue proteomics for cancer biomarker development Laser micro dissection and 2DDIGE”, PP. 54935500 24 Lane S., William, (2007), “Comparative Cytochrome P450 Proteomics in the Livers of Immunodeficient Mice Using 18O Stable Isotope Labeling”, Mole Cell Bio, 6, PP. 953962 25 Le Naour F., B.F., Misek D. E., BresChot C., Hanash S. M., and Beretta L, (2002), “A Distinct Repertoire of Autoantibodies in Hepatocellular Carcinoma Identified by Proteomic Analysis”, Mole & Cell Prot, 1, PP.197–203 26 Liebler D.C (2002), “Introduction to Proteomics”, Humana Press Inc, New Jersey 27 Lupberger J., H.E (2007), “Hepatitis B virusinduced oncogenesis”, World J Gast, PP. 7481 28 Mai.T.N,. Thai. T. H. (2009), “Proteomic analysis of liver tissue from some animals in the region exposed to dioxin at Ma Da area, Dong Nai province”, VNU Jounal of Science, Nat,Sci & Tech, 24, PP. 1319 29 Maria Pleguezuelo, Laura M LopezSanchez, Antonio RodriguezAriza, Jose L Montero, Javier Briceno, Rubenciria, and Jordi Muntane (2010), “Proteomic analysis for developing new biomarkers of hepatocellular carcinoma”, World J Hepatol, 2 (3), PP. 127135 30 Mary A. C and Laura J. F, (2005), “GP73, a resident Golgi glycoprotein, is a novel serum marker for hepatocellular carcinoma”, J Hepat, 43 (6), PP. 10071012 -72- 31 Mazzanti R., L Gramantieri, and L Bolondi (2008), “Hepatocellular carcinoma: Epidemiology and clinical aspects”, Molec Asp Med, 29(1– 2), PP. 130–143 32 M Hollstein, B Shomer, M Greenblatt, T Soussi, E Hovig, R. Montesano & C. C. Harris (1996), “Somatic point mutations in the p53 gene of human tumors and cell lines: updated compilation” Nucl Aci Res, 24, PP. 141156 33 M. Hsiao, J. Low, E Dorn, D. Ku, P Pattengale, J. Yeargin (1994). “Gain of function mutations of the p53 gene induce lymphohematopoietic metastatic potential and tissue invasiveness” Am J Pathol (145), PP. 402414. 34 M. S. Greenblatt, W. P. Bennett, M. C. Hollstein & C. C. Harris (1994), “Mutations in the p53 tumor suppressor gene: clues to cancer etiology and molecular pathogenesis”, Cancer Res , 54, PP. 48554878 35 Mohammad Hossein Somi Md Assistant Professor (2005), “Hepatocellular carcinoma”, Hepat Hepat,5(3),PP. 6567 36 Nikolova M. S., D.O.M.G., Medical Faculty, Medical University Sofia, (2007), “Molecular pathogenesis of Hepatocellular carcinoma ”, Bal J Med Genetics, 10 (1), PP. 1522 37 Paradis V., B.P (2007), “In the new area of noninvasive markers of hepatocellular carcinoma In the new area of noninvasive markers of hepatocellular carcinoma”, J Hepat, 46, PP.1149 38 Pastorino JG, Shulga N, Hoek JB (2002), “Mitochondrial binding of hexokinase II inhibits Baxinduced cytochrome c release and apoptosis”, J Biol Chem, 277, PP. 7610–7618 -73- 39 Polanski M., A.N.L. (2006), “A List of Candidate Cancer Biomarkers for Targeted Proteomics”, Bio Ins, 1, PP.148 40 Qin L.X., T.Z.Y (2002), "The Prognotics molecular markers in hepatocellular carcinoma", World J Gast, 8(3), PP. 385392 41 Sun W., X.B., Sun Y, Du X., Lu M., Hao C., Lu Z., Mi W., Wu S., Wei H., Gao X., Zhu Y., Jiang Y., Qian X., and He F, (2007), “Proteome Analysis of Hepatocellular Carcinoma by Twodimensional Difference Gel Electrophoresis”, Mole & Cell Pro, 6, PP.1798–1808 42 Thai T. H., Huong. T. T. T. (2005), “Plasma proteomic analysis of acute myeloid Leukemia patients”, VNU, Journal of science, Nat.,Sci., & Tech, 4, PP. 5460 43 William Cs Cho (2007), "Contribution of oncoproteomics to cancer biomarker discovery", Mole Cancer, 10, PP. 625 44 Wong C H., C.S.K.P., Chan H.L.Y., Tsui S.K.W (2006), “The Molecular Diagnosis of Hepatitis B VirusAssociated Hepatocellular Carcinoma”, Clin Lab Sci, 43(41), PP.69101 45 Rowan. S., Ludwig.R. L. , Haupt.Y. , Bates.S. , Lux.X. , Oren.M, 1996 “Specific loss of apoptotic but not cell cycle arrest function in human tumour derived p53 mutant”, EMBO J, 15, PP. 827838 Tài liệu tham khảo từ website 46 http://biol.lf1.cuni.cz/ucebnice/en/proteomics.htm (13/11/2010) -74- 47 http://.cancer.org/docroot/CRI/CRI_2_1x.asp?dt=25Cancer.org2 (11/10/2010) 48 http://en.wikipedia.org/wiki/Hexokinase (02/12/2010) 49 http://en.wikipedia.org/wiki/Major_vault_protein (14/11/2010) 50 http://en.wikipedia.org/wiki/Heat_shock_protein#Cancer_vaccine_adjuvant (23/11/2010) 51 http://www.uniprot.org/uniprot/?query (08/10/2010) 52 http://www.medicinenet.com/script/main/art?articlekey=104954 (14/09/2010) 53 http://www.siteman.wustl.edu/PDQ.aspx?id=662&xml=CDR256491.xml (27/11/2010) 54 http://www.antigenics.com/products/tech/hsp/ (24/10/2010) 55 http://www.bioscience.org/2005/v10/af/1736/figures.htm (15/12/2010) 56 http://www.bioscience.org/1997/v2/d/soehnge/d538551.htm (29/10/2010) 57 http://www.hopkinsmedicine.org/liver_tumor_center/conditions/cancero us_liver_tumors/hepatocellular_carcinoma.html (12/12/2010) 58 http://www.nature.com/nrm/journal/v9/n4/full/nrm2384.html (12/12/2010) 59 http://mct.aacrjournals.org/content/6/9/2554.abstract (26/09/2010) -75- ... Phân tích protein ty thể, microsome và phần còn lại của tế bào tách từ mơ gan ung thư và mơ gan bình thư ng của bệnh nhân ung thư gan Phân tích và so sánh sự biểu hiện của các protein ty thể, microsome... tương để phát hiện các chỉ thị sinh học của các bệnh về gan [] 1.3.3 Proteomics trong nghiên cưu ung th ́ ư gan Tác hại của ung thư gan đối với sức khỏe con người và xã hội là vơ cùng lớn. Việc phân tích proteomics ung thư gan hứa hẹn sẽ cung cấp cho chúng ta sự ... ứng dụng phương pháp phân tích proteomics mơ gan bệnh nhân ung thư gan. Do vậy, trong đề tài này chúng tơi đã sử dụng phương pháp proteomics để bước đầu phân tích hệ protein mơ gan ung thư, so sánh với mơ gan bình thư ng trên cùng một bệnh nhân nhằm