MỞ ĐẦU
Ung thư gan là một trong năm dạng ung thư phổ biến nhất trên thế giới,
đứng hàng thứ ba về nguyên nhân gây chết do ung thư trên toàn cầu. Cơ hội sống
sót của bệnh nhân mắc ung thư gan là rất thấp, tỷ lệ sống sót khoảng 36%, đặc
biệt ở một số nơi tỷ lệ này chỉ là 17% sau 1 đến 3 năm được chẩn đoán mắc
bệnh []. Hàng năm có khoảng 600.000 người được chẩn đoán 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 đoán và điều trị ung thư gan trên thế
giới hiện nay gặp rất nhiều khó khăn.
Proteomics là công 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
quá trình sinh học .
Ung thư gan nguyên phát là dạng ung thư xuất phát từ các tế bào gan và nó
chiếm đến hơn 90% các trường hợp ung thư gan. Nhiễm virus viêm gan B
(HBV), viêm gan C (HCV) mạn tính và xơ gan được cho là các nguyên nhân chính
dẫn đến ung thư gan . Việt Nam là nước có tỷ lệ mắc ung thư gan nguyên 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 tôi đã tiến hành đề tài nghiên cứu: “Phân
tích proteomic mô gan của người bị ung thư gan nguyên phát” với mục đích:
-1-
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 đên b
́ ệnh.
Đề tài được thực hiện tại phòng Proteomics và Sinh học Cấu trúc thuộc
Phòng thí nghiệm Trọng điểm Công 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 đoán, 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 đoán 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 đoán mắc ung thư, 18.160 người chết. Ung thư
gan (UTG) gồm hai loại là nguyên phát và thứ phát. Dạng nguyên phát hình thành
từ các mô của gan, trong khi dạng thứ phát tạo nên bởi các tế bào từ những cơ
quan khác trong cơ thể di căn thông 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 khoá luận này, chúng tôi chỉ xin đề cập đến ung thư gan nguyên
phát với dạng ung thư phổ biến nhất của nó là ung thư biểu mô gan
(Hepatocellular Carcinoma HCC) [].
1.1.1 Phân loại ung thư gan nguyên phát
Các khối u ác tính nguyên phát của gan có thể phát sinh từ thành phần biểu
mô hoặc không phải biểu mô, trong đó ung thư biểu mô là loại hay gặp nhất,
chiếm vị trí quan trọng nhất trong bệnh học UTG. Dựa vào các đặc điểm hình
thái và sinh hoá tế bào, UTG nguyên phát được phân loại thành các dạng sau []:
-3-
Ung thư biểu mô 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
nguyên phát. Bệnh nhân mắc HCC có nguy cơ tử vong rất cao.
Ung thư biểu mô đường mật (Cholangio carcinoma) là dạng có những khối
u ác tính trong gan bao gồm các tế bào giống tế bào biểu mô 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 mô bệnh học của cả hai loại nói trên, nói chung ít
gặp.
Ung thư nguyên bào gan (hepatoblastoma) là dạng thường gặp ở trẻ em,
rất hiếm ở người trưởng thành.
Ung thư nội mạch máu dạng biểu bì (Epithelioid hemangioendothelioma)
là loại mới được mô tả, thường gặp ở 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 không 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, không cái nào trong số đó lớn hơn 5
cm.
Giai đoạn III được chia thành các giai đoạn IIIA, IIIB, và 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 thông 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 ngoài 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. Nguyên 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 không 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 mô tế bào gan.
UTG được xem là biến chứng phổ biến nhất của các bệnh mãn tính thường
gặp ở gan. Chúng thường được gặp ở nhiều độ tuổi khác nhau, hàng năm có
khoảng 5,5–14,9/100.000 người mắc bệnh và 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 Đông và phương Tây. Khu vực có tỷ
lệ phát bệnh cao nhất là Đông Á, Đông 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 hoá chất gây ung thư như rượu, asen, dioxin (hình 1),… và các rối loạn
chuyển hoá apocphirin, thiếu hụt α–1 antitrypsin, bệnh Wilson, chứng nhiễm sắc
tố sắt di truyền. Ngoài 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 nguyên nhân chính gây ung thư gan []
Nhiễm virus HBV là yếu tố nguy cơ hàng đầu của UTG trên toàn thế giới,
sự 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 Đông Nam
Á, Nam sa mạc Sahara có những tỉ lệ này đều ở 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. Ngoài ra, các sản phẩm protein của hệ gen
HBV như HBx, protein của gen pre S/S cũng hoạt hoá các gen ung thư dẫn tới
thúc đẩy nhanh chu trình tế bào và ức chế quá 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 ở Nhật tăng mạnh từ năm 1975 trở đi, cùng thời gian đó tỷ lệ
nhiễm HBV là không 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 quá 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 quá trình này đó là protein lõi (core protein), NS3
va NS5A.
̀
Aflatoxin (AF) là một mycotoxin được tiết ra từ các 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 luôn 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 []
Ngoài các nguyên 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 ở mô, thiếu hụt α1antitrypsin cũng góp phần làm tăng nguy cơ dẫn
đến ung thư gan [].
1.1.4. Chẩn đoán và điều trị ung thư gan
1.1.4.1.Chẩn đoán
Gan được cấu tạo chủ yếu bởi các tế bào biểu mô 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 nguyên nhân chính
dẫn đến tỷ lệ tử vong do ung thư gan rất cao.
-8-
Việc chẩn đoán ung thư gan ở giai đoạn sớm là vô cùng cần thiết. Có hai
phương pháp thông dụng nhất hiện nay để chẩn đoán 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 đoán khi có các triệu chứng của ung thư gan, một số phương
pháp chẩn đoán 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 không hiệu quả để
phát hiện khối u ở giai đoạn sớm.
Cách chẩn đoán thứ hai rất thông 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 noãn hoàng trong giai đoạn thai nhi, và sau đó nó được tiết vào huyết
thanh ở tuần thứ 13 của thai kỳ. Sau khi sinh, nồng độ AFP trong huyết thanh
giảm và hầu như không 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 không 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 không 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 không thể chắc
chắn bệnh nhân đã mắc ung thư gan. Các xét nghiệm có thể giúp chẩn đoán 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 không 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 không phẫu thuật có thể dùng: Thuyên tắc mạch hóa trị, chích
cồn qua da, phá hủy u bằng nhiệt, phá hủy u bằng sóng tần số radio, hóa
trị toàn thân với Doxorubicin, xạ trị qui ước, điều trị nhắm đích.
Điều trị phẫu thuât: Phẫu thuật cắt gan, ghép gan, ngoài ra có thể hủy u
bằng laser hay đông lạnh cho các u bề mặt.
1.2
CÁC CHỈ THỊ SINH HỌC
1.2.1
Khái quát
Như chúng ta biết, việc chẩn đoán và phát hiện sớm ung thư gặp rất nhiều
khó khăn. Những phương pháp áp dụng hiện thời hầu như không đủ khả năng để
có thể tạo những bước đột phá trong việc chẩn đoán 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-
Chỉ thị sinh học (biomarker) là những phân tử biểu hiện một dữ kiện sinh
học. Chỉ thị sinh học có thể đơn thuần là một chất, như glucose là chỉ thị của
bệnh tiểu đường, hoặc phân tử protein, như các kháng thể là chỉ thị của bệnh
nhiễm trùng, hay các dấu ấn ADN là chỉ thị cho các bệnh liên quan đến di truyền.
Với phát triển của những kỹ thuật sinh học hiện đại, người ta có thể nghiên cứu
nhiều phân tử trên cùng một mẫu bệnh phẩm như microarray, proteonomics [.
Trong nghiên cứu bệnh học, chỉ thị sinh học có thể là những phân tử gây bệnh
hay những phân tử được tạo ra sau khi bệnh phát triển. Biomarker còn được gọi
là “chỉ thị” của một hiện tượng sinh học, những nghiên cứu gần đây đã chứng
minh tính hữu dụng của chỉ thị sinh học cho nhiều bộ môn sinh học từ nghiên
cứu đến ứng dụng. Các nhà nghiên cứu chỉ thị sinh học tin tưởng rằng chỉ thị sinh
học chứa đựng những bí ẩn về bệnh lý, cho nên việc truy tìm chỉ thị sinh học sẽ
giúp đạt được những kết quả có tầm ứng dụng hữu hiệu và lớn lao trong y học.
Những ứng dụng này gồm các phương pháp chẩn đoán chính xác cho các bệnh
phức tạp liên hệ đến nhiều gene (ung thư, tiểu đường, tim mạch, thần kinh...),
hoặc các bệnh miễn nhiễm, di truyền, nhiễm trùng hay bệnh do yếu tố môi
trường. Chỉ thị sinh học cũng có nhiều kỳ vọng trong ứng dụng đo lường hiệu
ứng của thuốc .
1.2.2 Các phương pháp nghiên cứu chỉ thị sinh học đối với ung thư
Các chỉ thị ung thư là những đại phân tử xuất hiện ở bệnh nhân ung thư, có
nồng độ thay đổi liên quan đến sự phát sinh và tăng trưởng của những khối u ác
tính. Chỉ thị ung thư là những chất do các tế bào hoặc mô ung thư tổng hợp và
tiết ra từ khối u bị phá vỡ hoặc được tạo ra từ các phản ứng của cơ thể đối với
khối u, gồm hai dạng: chỉ thị tế bào và chỉ thị thể dịch. Chỉ thị ung thư dạng tế
bào bao gồm các kháng nguyên bề mặt các tế bào, các thụ thể hormon và những
biến đổi di truyền của tế bào. Chỉ thị ung thư dạng thể dịch bao gồm các chất
-11-
hóa sinh phát hiện ở những nồng độ không bình thường có mặt trong huyết
thanh, nước tiểu, và các loại dịch của cơ thể.
Hiện nay, có ba phương pháp chính đang được tiến hành để nghiên cứu các
chỉ thị phân tử phục vụ cho việc chẩn đoán sớm ung thư:
Sử dụng kỹ thuật genomics để xác định, nhận dạng các gen lạ thường
có liên quan đến các loại ung thư riêng biệt. Tuy nhiên, các kết quả của
những nghiên cứu này mới chỉ cung cấp thông tin về khả năng mắc
bệnh chứ chưa tìm được cơ chế thực sự của bệnh. Có hai lý do chính
về giới hạn phương pháp genomics trong nghiên cứu chỉ thị ung thư.
Thứ nhất, phần lớn các gene liên hệ đến di truyền có tần số rất thấp
trong quần thể đa dạng sinh học; thứ hai, các bệnh đều có sự tham gia
của một phức hệ gene, mà phần lớn chưa biết tới, chứ không phải từ
một gene.
Phương pháp proteomics xác định được hầu hết các protein có triển
vọng trở thành các protein chỉ thị ung thư. Các kỹ thuật proteomics có
thể xác định chính xác các đặc điểm bệnh học phân tử của khối u, tiên
lượng bệnh, dự đoán được các ảnh hưởng của việc điều trị và giúp
phát triển y học cho từng cá nhân. Hạn chế của phương pháp này là
nhiều protein chỉ thị ung thư chỉ được tìm thấy ở mô ung thư mà không
có mặt trong máu.
Phương pháp sử dụng các hệ thống dò tìm dựa vào kháng thể để nhận
dạng các kháng nguyên ung thư. Tuy nhiên, do có hiện tượng phản ứng
chéo trong phản ứng miễn dịch, do đó kết quả của phương pháp này
không đảm bảo tính đặc hiệu .
Proteomics trong nghiên cứu chỉ thị ung thư
-12-
Proteomics ung thư là từ được dùng để chỉ các ứng dụng của kỹ thuật
proteomic trong nghiên cứu ung thư. Như chung ta đêu biêt ung th
́
̀
́
ư là một bệnh kì
lạ bởi các đột biến diễn ra ở tế bào ung thư. Nhưng thay đ
̃
ổi ADN ở các tế bào
này được dùng trong chẩn đoán nguy cơ bệnh, chẩn đoán sớm và đưa ra hướng
điều trị. Viêc s
̣ ử dụng kỹ thuật proteomic để xác định các tế bào người bệnh sẽ
mang lai môt cuôc cách m
̣
̣
̣
ạng trong y học.
Việc tìm các chỉ thị sinh học hiệu quả nhất là việc tìm các chỉ thị protein,
vì protein là sản phẩm cuối cùng của gene và tác động trực tiếp đến các hiện
tượng sinh học. Lý do quan trọng hơn nữa là protein là thành phần sinh học
phong phú nhất của tế bào so với mRNA hay xa hơn nữa là gene. Một gene có
thể có nhiều bản sao mRNA, biến đổi dịch mã và sau dịch mã thường tạo ra
nhiều protein hơn số bản sao mRNA. Theo ước lượng hiện nay, có khoảng từ
300.000 đến 500.000 protein từ số lượng khoảng 30.000 gene của bộ gene người
[].
Trong những năm gần đây, việc tìm kiếm các chỉ thị ung thư đã trở thành
mục đích chính của các nghiên cứu ung thư. Thành công trong ứng dụng của
kháng nguyên tuyến tiền liệt (PSA) trong điều trị ung thư tuyến tiền liệt đã thúc
đẩy các nghiên cứu để tìm ra những chỉ thị thích hợp cho các loại ung thư khác.
Các chỉ thị sinh học cũng được ứng dụng trong chẩn đoán, theo dõi ung thư, chẩn
đoán sự tái phát bệnh, và đánh giá hiệu quả điều trị bệnh. Với các đích đa đ
̃ ược
xać đinh,
̣ cać thuôć điều trị như imatinib (Novartis’ Gleevec), trastuzumab
(Roche’s Herceptin), và rituximab (Roche’s Mabthera) đa đ
̃ ược tao ra đê tac đông
̣
̉ ́ ̣
đăc hiêu nhăm điêu tri co hiêu qua bênh ung th
̣
̣
̀
̀ ̣ ́ ̣
̉ ̣
ư. Hiên nay, xu h
̣
ướng lựa chọn các
chỉ thị và bệnh nhân để tiến hành điều trị sẽ tốt cho việc dự đoán tình trạng
kháng thuốc. Các chỉ thị sinh học thực sự rất cần cho việc phát triển điều trị cho
từng cá nhân. Các protein có thể được tiết ra một cách tích cực hoặc được giải
phóng ra bởi các tế bào khối u như là kết quả của sự hoại tử hay quá trình
-13-
apoptosis và sau đó chúng được lưu thông trong máu. Điều này dẫn đến sự thay
đổi hệ thống protein. Sự khác biệt về cường độ tín hiệu có thể được tìm ra bằng
cách so sánh với huyết tương của những người bình thường. Các kỹ thuật như
Antibody Microarray, điện di hai chiều và khối phổ là những kỹ thuật chính
được sử dụng để tìm các chỉ thị cho bệnh ung thư .
Kết quả từ Viện nghiên cứu Y học Hoa Kỳ (NIH) đã cho biêt co 14 protein
́ ́
có khả năng dùng làm chỉ thị cho bệnh ung thư vú từ các phân tích khối phổ với
mẫu sữa lấy từ vú bệnh nhân[9]. Trong các nhóm được thử nghiệm, độ chính xác
của các chỉ thị này rất cao so với việc dùng các gene BRCA (BRCA là gene của
bệnh ung thư vú di truyền, tuy nhiên gen này chỉ có tỉ lệ thấp từ 25% của bệnh
này khi dùng để chẩn đoan chung). M
́
ột số chỉ thị protein khác cũng đã được phát
hiện từ nghiên cứu các bệnh ung thư tiền liệt tuyến, ung thư phổi, ung thư bàng
quang, và ung thư buồng trứng; về các bệnh tim mạch đã có một số chỉ thị
protein được cho là có liên quan đến bệnh nghẽn động mạch.
1.2.3 Nghiên cứu chỉ thị sinh học với ung thư gan
Với ung thư gan, việc nghiên cứu các chỉ thị sinh học đã và đang được tiến
hành với cả ba hương, bao g
́
ồm việc dò tìm các chỉ thị ADN, protein và các kháng
thể đặc hiệu. Trong đó, một trong những hướng nghiên cứu quan trọng nhất là
phân tích tìm ra các chỉ thị phân tử để nhận dạng kiểu hình ác tính của các tế bào
ung thư gan. Các phân tử chỉ thị này bao gồm: các phân tử tham gia vào quá trình
tăng sinh tế bào, gây biến đổi ADN (protein PCNA, Ki67, Mcm2, MIB1, MIA, và
CSE1L/CAS); gen TP53 và phân tử liên quan đến MDM2; các protein khác tham
gia điều khiển chu trình tế bào (cyclin A, cyclin E, cdc2, p27, p73); các gen gây
ung thư và các thụ thể của chúng (ras, cmyc, cfms, HGF, cmet, và erbB); các
yếu tố liên quan đến sự chết theo chương trình của tế bào (Fas và FasL) và sự
hoạt động của các telomerase. Một hướng nghiên cứu khác là tìm ra các chỉ thị
-14-
phân tử liên quan đến quá trình xâm lấn và di căn của ung thư, các chỉ thị phân tử
loại này gồm các phân tử bám dính (Ecadherin, catenins, các dạng CD44 khác
nhau), các enzyme thủy phân protein làm giảm chất gian bào (MMP2, MMP9,
Upa, Upar, PAI), các yếu tố sinh trưởng tham gia vào sự hình thành mạch giúp
khối u phá vỡ vỏ bọc, di căn đến các vị trí khác trong cơ thể …
1.3.
PROTEOMICS TRONG NGHIÊN CỨU CÁC CHỈ THỊ UNG THƯ
GAN
1.3.1. Proteomics
Thuật ngữ “proteomics” lần đầu tiên được Marc Wilkins và cộng sự đưa
ra năm 1994 đã mở ra một thời kỳ phát triển mạnh mẽ các nghiên cứu về protein.
Proteomics là ngành khoa học nghiên cứu hệ protein, tập hợp tất cả các protein
được mã hóa và biểu hiện bởi hệ gen của cơ thể sinh vật .
Proteomics là một nhánh của nghiên cứu chức năng hệ gen, nó được sinh
ra khi các nhà nghiên cứu về gen đối mặt với câu hỏi “chức năng của tất cả các
protein là gì ?”. Proteomics có thể được định nghĩa là những nghiên cứu rộng rãi
mọi mặt protein như là sự biểu hiện, những tương tác của protein trong tế bào
cũng như việc mô hình hóa protein. Protein là sản phẩm của ARN thông tin, nó
thực hiện phần lớn các phản ứng của tế bào và nó không có một mối quan hệ
tuyến tính nào giữa mức độ cấu trúc ARN thông tin và protein hay
“proteome”trong tế bào. Ngoài ra, hầu hết các đích tác dụng của thuốc là protein;
do đó, các phương pháp để nghiên cứu có hiệu quả phức hợp protein trong tế bào
có thể đóng vai trò trực tiếp cho việc phát triển thuốc.
Ngày nay, các nghiên cứu proteomics tập trung vào ba mặt chính là: nhận
dạng protein, mô tả sự biểu hiện protein, mô hình hóa hệ thống và sự cải biến
protein.
-15-
Nhận dạng protein là nhiệm vụ cơ bản của proteomics nhằm xác
định tất cả các protein có trong mẫu nghiên cứu. Mục đích của việc này là
đưa ra một danh sách các protein hoàn chỉnh đã được biểu hiện trong thực
tế chứ không phải là suy ra từ dữ liệu về biểu hiện gen.
Mô tả sự biểu hiện protein là việc xác định sự biểu hiện của các
protein trong một thời điểm nhất định của tế bào, mô. Mô tả protein thực
chất là một trường hợp đặc biệt của việc nhận dạng. Ứng dụng phổ biến
nhất là các phân tích sự khác biệt, trong đó có hai trạng thái riêng biệt của
hệ được so sánh với nhau. Ví dụ như việc nghiên cứu so sánh các mô bình
thường và mô bệnh để xác định xem protein nào biểu hiện khác nhau trong
các trạng thái đó. Các protein biểu hiện khác nhau đó có thể trở thành chỉ
thị sinh học của bệnh.
Mô hình hóa hệ protein là xác định xem các protein liên hệ như thế
nào với các thành phần khác trong hệ thống sống. Hầu hết các protein thực
hiện chức năng của nó trong việc kết hợp chặt chẽ với các protein khác.
Nghiên cứu các tương tác này giúp xác định được chức năng của protein.
Mô hình hóa sự cải biến protein là nhiệm vụ xác định xem các protein biến
đổi như thế nào. Nói chung, nhiều cải biến sau dịch mã đã chi phối cấu
trúc, chức năng và hoạt động của các protein.
1.3.2. Hệ protein gan người
Gan là cơ quan lớn nhất trong cơ thể người. Gan có vai trò quan trọng
trong các quá trình tiêu hóa, trao đổi chất và cũng là nơi sản sinh ra nhiều loại
protein sinh chất, là vị trí có hiệu quả nhất để phân giải các chất ngoại sinh, cho
quá trình thực bào đối với các chất rắn, tham gia bảo vệ bộ máy tiêu hóa và các
bộ phận khác của cơ thể. Gan có vai trò chính trong việc xác định động dược học
-16-
của thuốc, vì đây là cơ quan chính để đào thải nhờ khả năng chuyển hóa và bài
tiết của mật, và cũng là vị trí chính có ảnh hưởng đến sự phân bố do có quá trình
tổng hợp các protein gắn với thuốc.
Tại hội thảo khoa học của Tổ chức Proteome người (Human Proteome
Organisation_HUPO) diễn ra ngày 2829/04/2002 ở Bethesda (Hoa Kỳ), đã đánh
dấu cho sự ra đời của dự án Proteome gan người (Human Liver Proteome Project,
HLPP) với sự tham gia của đông đảo của các viện, trường đại học và các công ty
trên thế giới. Tại hội thảo này đã có sự thống nhất về phương hướng, mục đích,
tương lai khoa học của dự án HLPP và đặc biệt nhấn mạnh các mục tiêu khoa
học của dự án, bao gồm: tạo được bức tranh tổng thể của proteomics gan; xác
định sự phân bố và bức tranh tổng thể của các protein ở mức độ dưới tế bào; lập
bản đồ liên kết của các protein gan; làm sáng tỏ các biến đổi tổng thể của
proteome gan; liên kết giữa các dự án proteome gan và dự án proteome huyết
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 vô cùng
lớn. Việc phân tích proteomics ung thư gan hứa hẹn sẽ cung cấp cho chúng ta sự
hiểu biết đầy đủ hơn về các tác nhân gây ung thư gan, quá trình tiến triển bệnh
và hơn nữa là đưa ra các phương pháp chẩn đoán và điều trị mới cho bệnh nhân
HCC. Việc phân tích proteomics không chỉ dừng lại ở việc xác định các chỉ thị
trong mô, hay chỉ với nghiên cứu proteomics huyết tương. Việc tìm kiếm các chỉ
thị trong huyết tương kết hợp với nghiên cứu trên mô sẽ giúp chúng ta tiến gần
hơn đến việc chẩn đoán ung thư một cách đơn giản và chính xác hơn chỉ với một
xét nghiệm máu đơn giản. Hiện nay, nhiều nghiên cứu proteomics trên các dòng
tế bào ung thư, phân tích trực tiếp trên huyết tương và mô gan của bệnh nhân ung
-17-
thư gan đã và đang được tiến hành rộng khắp trên toàn thế giới và đã thu được
một số kết quả khả quan .
Vì nguyên nhân chính của ung thư gan là viêm gan B, C nên rất nhiều
nghiên cứu đã tập trung vào đối tượng là bệnh nhân ung thư gan có tiền sử viêm
gan. Để tìm hiểu khác biệt trong biểu hiện protein trong mô ung thư gan có tiền
sử viêm gan B nhằm giải thích cơ chế biến đổi của tế bào gan ung thư, cac nha
́
̀
khoa hoc Trung Quôc đa tiên hanh phân tich h
̣
́ ̃ ́ ̀
́
ệ protein cac tê bao gan ung th
́ ́ ̀
ư
băng ki thuât điên di 2 chiêu DIGE (đi
̀
̃
̣
̣
̀
ện di 2 chiều cac mâu khac nhau trên cung
́
̃
́
̀
môt ban gel). Mâu lây t
̣ ̉
̃ ́ ư 12 bênh nhân HCC co tiên s
̀
̣
́ ̀ ử viêm gan B được phân tich.
́
Hàm lượng protein tương đương từ 12 căp mâu (bênh va binh th
̣
̃
̣
̀ ̀
ương) đ
̀
ược trôn
̣
lai v
̣ ơi nhau lam thanh nôi chuân va đ
́
̀
̀
̣
̉
̀ ược đanh dâu băng Cy2 trong khi đo mâu ung
́
́ ̀
́ ̃
thư va không ung th
̀
ư được đanh dâu ngâu nhiên băng Cy3 hoăc Cy5. Tông sô 61
́
́
̃
̀
̣
̉
́
spot được xac đinh la biêu hiên tăng lên trong cac mâu ung th
́ ̣
̀ ̉
̣
́
̃
ư trong khi đo 158
́
spot co biêu hiên giam. Có 71 san phâm cua gen đa đ
́ ̉
̣
̉
̉
̉
̉
̃ ược xac đinh t
́ ̣
ừ nhưng spot
̃
nay. Cac thanh viên cua ho protein s
̀
́
̀
̉
̣
ốc nhiệt 70 va 90 co biêu hiên tăng, trong khi
̀
́ ̉
̣
cac protein chuyên hoa lai giam
́
̉
́ ̣
̉ ở bênh nhân HCC. S
̣
ự giam cac protein ti thê va
̉
́
̉ ̀
protein peroxisom trong nghiên cưu nay đ
́ ̀ ưa ra cho chung ta môt g
́
̣ ợi y răng co s
́ ̀
́ ự
mât đi nh
́
ưng ch
̃
ưc năng chuyên biêt cua c
́
̣
̉ ơ quan tử trong tê bao gan ung th
́ ̀
ư. 4
enzyme chuyên hoa trong chu trinh methyl hoa
̉
́
̀
́ ở gan biêu hiên giam
̉
̣
̉ ở cac mô gan
́
ung thư, biêu thi băng s
̉
̣ ̀ ự thiêu hut Sadenomethionine trong ung th
́ ̣
ư gan. Hai san̉
phâm
̉ cuả gen là glycerandehyde3phosphate dehydrogenase và
formimidoyltransferase cycledeaminase được xac đinh t
́ ̣
ư cac spot biên đôi nghich,
̀ ́
́ ̉
̣
từ đo chi ra răng cac đông phân hoăc cac dang cai biên sau dich ma cua hai protein
́ ̉
̀
́ ̀
̣
́ ̣
̉
́
̣
̃ ̉
nay co thê đong vai tro khac nhau trong ung th
̀ ́ ̉ ́
̀ ́
ư gan. Nghiên cứu nay lân đâu tiên
̀ ̀ ̀
chỉ ra răng
̀ sự biêu
̉ hiên
̣ tăng cuả protein Hsp70/Hsp90 và cać thể dị hợp
ribonulceoprotein nhân C1/C2 trong cac mô HCC la cac chi thi ung th
́
̀ ́
̉ ̣
ư, được
-18-
khăng đinh băng Western blot va ki thuât nhuôm hoa miên dich tê bao
̉
̣
̀
̀ ̃
̣
̣
́
̃ ̣
́ ̀ ở 70 mâu
̃
HCC .
Ung thư gan la môt trong nh
̀ ̣
ưng bênh ung th
̃
̣
ư phô biên nhât trên thê gi
̉
́
́
́ ới,
no tac đ
́ ́ ộng đên nhiêu n
́
̀ ước trong nhưng năm gân đây. Theo thông kê co khoang
̃
̀
́
́
̉
53% cac tr
́ ương h
̀ ợp HCC trên thê gi
́ ới co liên quan đ
́
ến HBV. Nguy cơ tiên triên
́
̉
thanh HCC t
̀
ừ nhưng ng
̃
ươi mang HBsAg cao gâp 25~37 lân so v
̀
́
̀
ơi nh
́ ưng ng
̃
ươì
không bi nhiêm [
̣
̃ ]. Khi các virus viêm gan xâm nhập vào cơ thể sẽ làm cho cơ thể
sinh ra các kháng thể chống lại chúng. Bằng việc nghiên cứu sự biểu hiện các
protein huyết thanh của người bình thường, người nhiễm virus và người bị ung
thư gan đã chi ra răng s
̉
̀ ự tôn tai cua t
̀ ̣
̉ ưng khang thê t
̀
́
̉ ự miễn nay co liên quan v
̀ ́
ới
HCC va la yêu tô chân đoan s
̀ ̀ ́ ́ ̉
́ ớm hiêu qua đôi v
̣
̉ ́ ới cac tr
́ ường hợp viêm gan nguy
cơ cao . Nghiên cứu được thực hiện trên huyêt thanh cua 37 bênh nhân HCC va 31
́
̉
̣
̀
trương h
̀ ợp viêm gan B/C không bi HCC. Huyêt thanh lây t
̣
́
́ ừ cac bênh nhân bi ung
́ ̣
̣
thư không phai HCC va 24 tr
̉
̀
ương h
̀ ợp khoe manh đ
̉
̣
ược dung lam đôi ch
̀
̀
́ ứng. Có 8
loai protein tao ra đap
̣
̣
́ ưng thê dich trong huyêt thanh t
́
̉ ̣
́
ừ 70% trong tông sô 37 bênh
̉
́
̣
nhân trong nghiên cưu, v
́ ơi ti lê biêu hi
́ ̉ ̣
̉
ện cua t
̉ ưng protein riêng biêt t
̀
̣ ừ 11~27%.
Cac khang thê t
́
́
̉ ự miễn khang
́ βtobulin, creatine kinase B, hsp60 va cytokeratin18
̀
được phat hiên trong huyêt thanh cua cac bênh nhân viêm gan B/C, trong khi đo,
́ ̣
́
̉
́ ̣
́
khang thê khang calreticulin, cytokeratin8, F
́
̉
́
̀
1ATP synthase βsubunit va NDPKA
chi thây xuât hiên nhiêu
̉
́
́ ̣
̀ ở bênh nhân HCC. Calretibulin va môt dang bi căt cua no
̣
̀ ̣
̣
̣ ́ ̉
́
(Crt32) đa đ
̃ ược xac đinh la phô biên nhât
́ ̣
̀ ̉
́
́ ở cac bênh nhân HCC v
́ ̣
ơi tân suât biêu
́ ̀
́ ̉
hiên la 27% .
̣ ̀
Việc lựa chọn nguồn bệnh nhân để lấy mẫu và cách lấy mẫu sinh phẩm
là rất quan trọng, có vai trò quyết định đến kết quả của một nghiên cứu. Năm
2003, Cac nha khoa hoc tai Seoul, Han Quôc tiên hanh môt ph
́
̀
̣ ̣
̀
́ ́ ̀
̣
ương phap lây mâu
́ ́
̃
đôc đao v
̣
́ ới 21 căp mâu (cac mô ung th
̣
̃
́
ư va cac mô không ung th
̀ ́
ư xung quanh
gan) được lây t
́ ừ 21 bênh nhân ung th
̣
ư gan. Cac bênh nhân nay đ
́ ̣
̀ ượ c chia ra lam
̀
-19-
3 dang HCC b
̣
ởi cac chi thi virus: 7 HBsAg d
́
̉ ̣
ương tinh (HCC dang B), 7 anti
́
̣
HCV dương tinh (HCC dang C) va 7 HBsAg va antiHCV âm tinh. Protein tông
́
̣
̀
̀
́
̉
sô đ
́ ược phân tich băng điên di 2 chiêu va khôi phô MALDITOFMS va nh
́
̀
̣
̀ ̀
̉
̉
̀ ưng
̃
thay đôi trong hê protein đa đ
̉
̣
̃ ược chi ra. Kêt qua nghiên c
̉
́
̉
ứu cho thây co 60
́
́
protein co m
́ ưc đô biêu hiên khac nhau gi
́ ̣
̉
̣
́
ữa cac mâu ung th
́
̃
ư va không ung th
̀
ư,
trong sô đo 14 protein bi thay đôi trong ca 3 dang HCC, trong khi đo, 46 protein
́ ́
̣
̉
̉
̣
́
lai la chi thi đăc hiêu vê virus. Tom lai, cac protein đa xac đinh đ
̣ ̀ ̉ ̣ ̣
̣
̀
́
̣
́
̃ ́ ̣
ượ c phân loaị
theo tac nhân virus co liên quan đên HCC dang B va C. Cac kêt qua nay chi ra
́
́
́
̣
̀
́ ́
̉ ̀
̉
môt cach ro rang răng s
̣
́
̃ ̀
̀ ự biêu hiên cua hê protein cua cac mô trong HCC liên
̉
̣
̉
̣
̉
́
quan mât thiêt v
̣
́ ới cac yêu tô gây bênh va c
́ ́ ́
̣
̀ ơ chê ung th
́
ư gan co thê diên ra khac
́ ̉
̃
́
nhau do cac yêu tô HBV va HCV .
́ ́ ́
̀
Cũng trên đối tượng các bệnh nhân ung thư gan có tiền sử viêm gan B,
thang 4 năm 2008, Min He va công s
́
̀ ̣
ự đa công bô kêt qua nghiên c
̃
́ ́
̉
ứu phat hiên va
́ ̣
̀
xac đinh NAP2 nh
́ ̣
ư la môt chi thi sinh hoc cua ung th
̀ ̣
̉ ̣
̣
̉
ư gan liên quan đên viêm
́
gan B băng ki thuât proteomic. Nghiên c
̀
̃
̣
ưu đ
́ ược tiên hanh trên 81 bênh nhân HCC
́ ̀
̣
co tiên s
́ ̀ ử HBV va 33 ng
̀
ươi khoe manh v
̀
̉
̣
ơi ki thuât SELDITOFMS đa mô ta hê
́ ̃
̣
̃
̉ ̣
protein cua cac mâu huyêt thanh.
̉
́
̃
́
Năm 2006, nhom cac nha khoa hoc My đ
́
́
̀
̣
̃ ứng đâu la Mary Ann Comunale đa
̀ ̀
̃
tiên hanh phân tich proteomic cac glycoprotein huyêt thanh bi fuco hoa trong giai
́ ̀
́
́
́
̣
́
đoan đâu ung th
̣
̀
ư gan. Cac tac gia đa chi ra răng v
́ ́
̉ ̃ ̉
̀ ới sự gia tăng cac m
́ ưc đô fuco
́ ̣
hoa co thê đ
́ ́ ̉ ược quan sat qua phân tich polysaccharide v
́
́
ơi huyêt thanh tông sô va
́
́
̉
́ ̀
co liên quan đên s
́
́ ự tiên triên HCC. Nh
́
̉
ư đa biêt AFP la môt chi thi sinh hoc trong
̃ ́
̀ ̣
̉ ̣
̣
ung thư gan (trên 50ng/mL găp
̣ ở 30~60% trương h
̀
ợp HCC tai th
̣ ơi điêm chân
̀
̉
̉
đoan), tuy vây, AFP th
́
̣
ương biêu thi không đây đu
̀
̉
̣
̀ ̉ ở nhưng mô nho. Trong nghiên
̃
̉
cưu nay, cac nha khoa hoc đa tiêp cân ph
́ ̀
́
̀
̣
̃ ́ ̣
ương phap glycoproteomics đê xac đinh
́
̉ ́ ̣
cac glycoprotein huyêt thanh liên quan t
́
́
ơi tiên triên ung th
́ ́
̉
ư va GP73 đa đ
̀
̃ ược phat́
hiên v
̣ ơi m
́ ưc đô gia tăng trong cac đôi t
́ ̣
́ ́ ượng HCC. Protein nay đa đ
̀ ̃ ược phân tich
́
-20-
ki va đ
̃ ̀ ược chi ra nh
̉
ư la môt chi thi HCC tôt h
̀ ̣
̉ ̣
́ ơn AFP ở ngươi . Ngoài ra, ng
̀
ười ta
còn phát hiện ra môṭ dang
̣ đông
̀ phân khać cuả AFP khi bị fuco hoá là DCP
(Desgamma carboxyprothrombin) cung liên quan đên HCC
̃
́
[.
Nhăm làm rõ h
̀
ơn băng ch
̀
ưng vê s
́
̀ ự biêu hiên cua đap
̉
̣
̉
́ ứng miên dich c
̃ ̣
ơ
thê, băng viêc chi ra s
̉
̀
̣
̉
ự xuât hiên cac khang thê t
́ ̣
́
́
̉ ự miễn tương tac v
́ ơi cac khang
́ ́
́
nguyên mô ở ngươi bi ung th
̀ ̣
ư. Nghiên cưu cua Paradis va công s
́ ̉
̀ ̣
ự (2007) vơí
muc đich đanh gia s
̣ ́
́
́ ự biêu hiên cac khang nguyên liên quan đên kh
̉
̣
́
́
́ ối u trong huyêt́
thanh (tumorassociated antigensTAAs) trong chân đoan ung th
̉
́
ư gan. Cac tac gia
́ ́
̉
đa sang loc huyêt thanh cua 142 bênh nhân HCC băng viêc s
̃ ̀
̣
́
̉
̣
̀
̣ ử dung 8 TAAs chon
̣
̣
trươc (Imp1, p62, Koc, p53, cmyc, Cyclin B1, surviving va p16) không liên quan
́
̀
đên cac mô gan. Cac TAAs đ
́ ́
́
ược đinh l
̣
ượng băng ELISA trên mâu huyêt thanh va
̀
̃
́
̀
được so sanh gi
́
ưa môt nhom HCC va môt nhom huyêt thanh binh th
̃
̣
́
̀ ̣
́
́
̀
ương. Nghiên
̀
cưu nay đa giai quyêt vân đê miên dich ung th
́ ̀ ̃ ̉
́ ́ ̀ ̃ ̣
ư từ đo cho phep phân tich toan diên
́
́
́
̀
̣
cac khang thê t
́
́
̉ ương tac v
́ ơi cac khang nguyên trong môt khôi u va đanh dâu cho
́ ́
́
̣
́
̀ ́
́
sự phat triên trong nghiên c
́
̉
ưu chi thi sinh hoc bênh đăc biêt la ung th
́
̉ ̣
̣
̣
̣
̣ ̀
ư .
Năm 2010, Pleguezuelo và các cộng sự tại đại học Reina Sofia Cordoba
Tây Ban Nha đã tiến hành nghiên cứu nhận dạng chỉ thị mới của ung thư gan
bằng phương pháp proteomics. Các bệnh nhân HCC với 3 nguyên nhân chính là
nhiễm virus viêm gan B, viêm gan C và do rượu. Mẫu được phân tích bằng điện
di hai chiều để xác định các protein có biểu hiện khác biệt. Các protein được
phân tách trên một thanh trip có gradient pH từ 3 đến 10 và điện di biến tính với
SDS. Phân cắt protein bằng trypsin và phân tích nhận dạng peptide. Kết quả la 3
̀
apolipoprotein biểu hiện khác biệt đã được nhận dạng: ApoA1, ApoA4 và Apo
E. ApoA4 có biểu hiện thấp hơn ở bệnh nhân HCC so với mẫu không có HCC.
Nhiều ý kiến cho rằng ApoA4 và ApoA1 là các nhân tố độc lập liên quan đến
chẩn đoán HCC. Nghiên cứu đưa ra kết luận rằng ApoA4 và ApoA1 có thể
được sử dụng như một chỉ thị có độ nhạy và đặc hiệu cao với HCC .
-21-
Ung thư biểu mô tế bào gan (HCC) là một trong những nguyên nhân phổ
biến gây khối u ác tính gây tử vong cao. Tỷ lệ mắc HCC ở Hoa Kỳ đang gia tăng.
Matos và cộng sự đã tiến hành nghiên cứu proteomics ung thư gan của người My.̃
Khối u và mô từ ba bệnh nhân HCC người Mỹ bị viêm gan và không liên quan
đến viêm gan đã được phân tích để tìm sự khác biệt phổ biến trong biểu hiện
protein. Protein đã được phân tách bởi điện di 2D (gel 10% SDSPAGE). Gel đã
được cố định và sau đó nhuộm màu với xanh Coomassie. Số hóa và xử lý được
thực hiện bằng cách sử dụng phần mềm PDQuest. Sử dụng kiểm định tstudent
để phát hiện sự thay đổi protein giữa khối u mà mô lành của tất cả các cặp mẫu
với xác suất P < 0,01. Kết quả thu được với 19 spots biêu hiên khac biêt có ý
̉
̣
́
̣
nghĩa (> 2 lần). Trong sô 19 spots, 9 spots bi
́
ểu hiện tăng và 10 biểu hiện giảm ở
u. Các protein biểu hiện tăng bao gồm: beta5tubulin, betaactin, vimentin,
carbamoylphosphate, synthetase1, methylenetetrahydrofolate dehydrogenase,
serum albumin, catalase, autoimmune regulator, and transcription factor, ets. Các
protein biểu hiện giảm bao gồm: BiP protein, Akinase anchoring protein 18
gamma, inorganic pyrophosphatase, keratin 8, repulsive guidance molecule,
butyrophilin, superoxide dismutase, TSA, heatshock 70kDa protein 9B, and
hemoglobin alpha2. Đặc biệt, các protein tự miễn dịch được biểu hiện cao 14
lần trong mô khối u, cho thấy nó có thể có một vai trò trong HCC. Xác nhận và
tiếp tục điều tra về những thay đổi protein nay có th
̀
ể dẫn đến việc phát hiện ra
phân tử chi thi m
̉ ̣ ới [].
Trong dự an tin sinh hoc proteomic, Kondo đa chi ra răng 23 protein xuât
́
̣
̃ ̉
̀
́
hiên tr
̣ ở lai khi tai phat ung th
̣
́
́
ư gan sau phâu thuât. H
̃
̣
ơn nưa, khi tâp trung vao
̃
̣
̀
nhưng khac nhau vê tê bao hoc, tac gia đa chi ra răng APC găn protein EB1 la môt
̃
́
̀ ́ ̀ ̣
́
̉ ̃ ̉
̀
́
̀ ̣
chi thi sinh hoc m
̉ ̣
̣
ơi cho tiên l
́
ượng HCC. Protein EB1 liên quan đên
́ con đường
dẫn truyền tín hiệu co biêu hiên khac th
́ ̉
̣
́ ương
̀ ở bênh nhân HCC va ung th
̣
̀
ư thực
quan. Kiêm tra hoa miên dich tê bao s
̉
̉
́
̃ ̣
́ ̀ ự biêu hiên EB1 se giup xac đinh cac tr
̉
̣
̃ ́ ́ ̣
́ ường
-22-
hợp co nguy c
́
ơ tai phat cao va tac đông điêu tri co thê đ
́
́
̀ ́ ̣
̀ ̣ ́ ̉ ược cai thiên thông qua
̉
̣
theo doi va điêu tri bênh .
̃ ̀ ̀ ̣ ̣
1.3.4. Nghiên cứu hê protein ty th
̣
ể
Ty thể được xem như là cái đích lý tưởng cho việc phân tích hệ protein vì
chúng có độ phức tạp không cao và có nguồn gốc từ các tế bào prokaryote. Ngoài
ra, người ta còn thấy vai trò của chúng trong rất nhiều các rối loạn, gây lên nhiều
các bệnh tật khác nhau. Ngoài chức năng tạo nguồn năng lượng sinh học, ty thể
tham gia điều hòa quá trình gây chết của tế bào, điều chỉnh ổn định nội môi ion,
oxy hóa các hydrate cacbon và axit béo, tham gia trong nhiều quá trình đồng hóa
và dị hóa khác nhau. Vì vậy, rối loạn chức năng của ty thể có thể gây những hậu
quả nặng nề, từ những khuyết tật trong chuyển hóa năng lượng đến các bệnh lý
có nguyên nhân phức tạp, bao gồm cả bệnh Alzheimer, Parkinson, ung thư, đái
tháo đường typ 2, tim mạch và viêm khớp xương mạn tính. Sự liên quan của ty
thể với các bệnh phát sinh kể trên đã và đang hướng những nghiên cứu thực
nghiệm vào xác định hệ protein ty thể, khám phá những chỉ thị phân tử cho sự
phát triển thuốc và can thiệp vào việc chữa bệnh.
Theo Taylor (2003), Cotter (2004), Prokisch (2004), ngươi ta d
̀
ự đoán sẽ có
khoảng 1500 loại protein sẽ được xác định trong ty thể. Việc áp dụng các kỹ
thuật điện di hai chiều và khối phổ trong những nghiên cứu hiện tại đang mở ra
những hứa hẹn mới trong sự nhận diện hệ protein của ty thể [].
Ty thể là bào quan phổ biến trong gan. Mỗi tế bào gan có hàng nghìn ty
thể. Trong ung thư gan, sự rối loạn chức năng ty thể có thể có những mối liên
quan trực tiếp đến bệnh. Đặc biệt ty thể có một vai trò quan trọng trong con
đường hoạt hóa apoptosis nội bào. Những sai hỏng trong con đường apoptosis có
khả năng cho tế bào được sống sót, góp phần gây nên tình trạng ác tính của u.
-23-
Quan trọng hơn nữa là sự thay đổi biểu hiện và những đột biến trong quá trình
apoptosis liên quan tới các protein có trong các cơ chế quan trọng làm cho các u
trở lên kháng thuốc. Vì vậy, vai trò chủ chốt của con đường apoptosis trong sự
phát triển ung thư và đáp ứng điều trị cho thấy rằng các protein ty thể có liên
quan đến quá trình này có khả năng như là các chỉ thị sinh học chẩn đoán ung thư.
Các protein có liên quan đến quá trình apoptosis thông qua ti thể thường
xuyên được nghiên cứu để được đánh giá là các chỉ thị sinh học trong ung thư. Cụ
thể, là những chất điều hòa chủ chốt của con đường này, các phân tử họ Bcl2
được nghiên cứu thường xuyên như các chỉ thị sinh học apoptosis trong nhiều loaị
ung thư, bao gồm cả ung thư gan.
Những sai hỏng chức năng của ty thể được cho là có vai trò quan trọng
trong sự phát triển của ung thư. Hơn 70 năm trước, Warburg [] đã mở đường cho
việc nghiên cứu những biến đổi trong vai trò hô hấp nội bào của ty thể đối với
ung thư và đã đề xuất ra một cơ chế để giải thích quá trình phát sinh ung thư.
Trong một loạt các bài báo, ông đã đưa ra giả thiết rằng sự kiện chìa khóa trong
việc phát sinh ung thư là sự phát triển của một “tổn thương” trong bộ máy hô
hấp nội bào, dẫn đến sự tăng sinh bù lượng ATP glycolytic. Cuối cùng, các tế
bào ác tính sẽ đáp ứng nhu cầu năng lượng của mình bằng cách sản xuất một
phần lớn ATP của mình thông qua cơ chế glycolytic hơn là thông qua phosphoryl
hóa oxy hóa. Do sự sản sinh ATP glycolytic kém hiệu quả, điều này phần nào
phản ánh cơ chế trao đổi chất duy nhất của các tế bào ác tính và điều đó sẽ yêu
cầu tiêu thụ một lượng lớn glucose để đáp ứng nhu cầu năng lượng của tế bào.
Điều này xảy ra trái ngược ở nhiều tế bào bình thường, các tế bào sử dụng
phosphoryl hóa oxy hóa như là cách chủ yếu để tổng hợp ATP với hiệu suất cao.
Sự khác biệt trong chuyển hóa năng lượng giữa các tế bào ung thư và các tế bào
bình thường tạo thành một cơ sở hóa sinh để suy đoán rằng các hướng điều trị có
-24-
thể được phát triển để chọn lọc tiêu diệt các tế bào ung thư trong trạng thái tổn
thương hô hấp tế bào.
Kể từ khi ấn phẩm phẩm đầu tiên của Warburg được xuất bản hơn nửa
thế kỷ trước, một số bệnh ung thư liên quan đến khuyết tật ti thể đã được xác
định và được mô tả trong các tài liệu. Những khiếm khuyết bao gồm thay đổi
biểu hiện và hoạt động của các tiểu đơn vị chuỗi hô hấp và các enzym glycolytic,
giảm quá trình oxy hóa các chất NADH được liên kết, cũng như đột biến ADN ti
thể (mtDNA). Trong khi có nhiều báo cáo về các hiện tượng, các cơ chế chịu
trách nhiệm về việc bắt đầu và tiến triển của đột biến mtDNA, vai trò của nó
trong sự phát triển của bệnh ung thư, và tiến triển bệnh vẫn còn chưa được làm
sáng tỏ .
Hơn 300 triệu người đang bị nhiễm mạn tính với virus viêm gan B, và
nhiều người trong số này có khả năng phát triển thành ung thư gan. HBV mang 7
protein virus, trong đó có protein không có cấu trúc X (nonstructural X) (HBx). Các
kết quả nghiên cứu với các tế bào bất tử hay các tế bào chuyển gen và với HBx
của chuột biến đổi gen đã chứng minh rằng HBx có thể tương tác với các ty thể.
Tuy nhiên, không có những nghiên cứu mô tả chính xác vị trí HBx trên ty thể hay
ảnh hưởng của nó đến các trạng thái sinh lý của ty thể. Clippingen và cộng sự
đã tiến hành nuôi cấy tế bào gan chuột mô hình đặc trưng để mô tả trí của HBx ti
thể và ảnh hưởng của nó về mặt sinh lý học. Kết quả, đã cho thấy sự định vị
của HBx với mật độ cao và liên kết với màng ngoài ty thể. Họ đã chứng minh
rằng HBx có khả năng điều hòa màng ti thể trong các tế bào gan và chức năng
này của HBx thay đổi tùy theo tình trạng hoạt đông c
̣
ủa NFαB. Trong các tế bào
gan chuột sơ cấp, sự hoạt hóa HBx của NFαB ngăn cản sự khử cực màng ti thể,
tuy nhiên, khi hoạt động của NFαB bị ức chế, HBx gây sự khử cực màng thông
qua sự điều khiển tính thấm lỗ ti thể. Tóm lại, các kết quả này xác định con
đường tiềm năng mà qua đó có thể kích hoạt HBx để điều chỉnh quá trình sinh lý
-25-