Luận Văn Thạc Sĩ: Phân Tích Proteomics Mô Ung Thư Đại Trực Tràng

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hus phân tích proteomics mô ung thư của bệnh nhân ung thư đại trực tràng, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện pháp hoàn thiện trong

• Tác giả: Nguyễn Thị Ngọc Hà
• Người hướng dẫn: PGS. Trịnh Hồng Thái
• Trường học: Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên
• Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm
• Đề tài: Phân Tích Proteomics Mô Ung Thư Của Bệnh Nhân Ung Thư Đại Trực Tràng
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ khoa học
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. TỔNG QUAN VỀ UNG THƢ ĐẠI TRỰC TRÀNG
• 1.2. Ung thƣ đại trực tràng là gì?
• 1.3. Nguyên nhân dẫn đến ung thƣ đại trực tràng
• 1.4. Các hệ thống phân loại giai đoạn ung thƣ đại trực tràng
• 1.5. NGHIÊN CỨU CHỈ THỊ SINH HỌC ĐỐI VỚI UNG THƢ
• 1.6. Chỉ thị sinh học đối với ung thƣ
• 1.7. Các kỹ thuật sinh học phân tử đƣợc ứng dụng để nghiên cứu chỉ thị sinh học ung thƣ
• 1.8. PROTEOMICS TRONG NGHIÊN CỨU UNG THƢ ĐẠI TRỰC TRÀNG
• 1.8.1. Công cụ nghiên cứu proteomics
• 1.8.2. Ứng dụng của proteomics trong nghiên cứu ung thƣ đại trực tràng
• 2. CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu
• 2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.3. Xử lý mẫu mô đại trực tràng. Định lƣợng protein bằng phƣơng pháp Bradford
• 2.4. Điện di hai chiều
• 2.5. Phân tích hình ảnh bản gel điện di hai chiều
• 2.6. Cắt và thủy phân spot
• 2.7. Phân tích khối phổ và nhận dạng protein
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. TÁCH CHIẾT PROTEIN MÔ ĐẠI TRỰC TRÀNG
• 3.2. PHÂN TÁCH PROTEIN MÔ ĐẠI TRỰC TRÀNG TRÊN BẢN GEL ĐIỆN DI HAI CHIỀU
• 3.3. PHÂN TÍCH HÌNH ẢNH BẢN GEL ĐIỆN DI HAI CHIỀU
• 3.4. XÁC ĐỊNH PROTEIN BẰNG PHƢƠNG PHÁP MALDI-TOF MS
• 3.5. ĐẶC ĐIỂM, VAI TRÒ CỦA CÁC PROTEIN BIỂU HIỆN KHÁC BIỆT
• 3.5.1. Protein liên quan đến chu trình tế bào và apoptosis
• 3.5.2. Protein liên quan đến quá trình miễn dịch và bảo vệ cơ thể
• 3.5.3. Protein tham gia cấu trúc tế bào. Protein tham gia các quá trình trao đổi chất
• 3.5.4. Protein liên quan đến quá trình phiên mã, dịch mã, cải biến sau phiên mã, dịch mã
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Phân Tích Proteomics Mô Ung Thư Đại Trực Tràng

Phân tích proteomics mô ung thư đại trực tràng là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng trong y học hiện đại. Nó giúp xác định các protein biểu hiện khác biệt giữa mô ung thư và mô bình thường, từ đó cung cấp thông tin quý giá cho việc chẩn đoán và điều trị. Nghiên cứu này không chỉ giúp hiểu rõ hơn về cơ chế phát triển của ung thư đại trực tràng mà còn mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các chỉ thị sinh học. Việc phát hiện sớm và chính xác các dấu hiệu của ung thư có thể cải thiện đáng kể tỷ lệ sống sót của bệnh nhân.

1.1. Khái Niệm Về Proteomics Trong Nghiên Cứu Ung Thư

Proteomics là nghiên cứu toàn bộ protein trong một mẫu sinh học. Trong bối cảnh ung thư đại trực tràng, proteomics giúp xác định các protein có liên quan đến sự phát triển và tiến triển của bệnh. Các kỹ thuật như điện di hai chiều và khối phổ được sử dụng để phân tích và nhận diện protein, từ đó tìm ra các biomarker tiềm năng cho việc chẩn đoán và điều trị.

1.2. Tầm Quan Trọng Của Nghiên Cứu Proteomics

Nghiên cứu proteomics không chỉ giúp phát hiện các protein mới mà còn cung cấp cái nhìn sâu sắc về các cơ chế sinh học liên quan đến ung thư đại trực tràng. Điều này có thể dẫn đến việc phát triển các phương pháp điều trị mới và cải thiện quy trình chẩn đoán. Việc hiểu rõ hơn về các protein biểu hiện khác biệt có thể giúp xác định các mục tiêu điều trị hiệu quả hơn.

II. Vấn Đề và Thách Thức Trong Phân Tích Proteomics Mô Ung Thư

Mặc dù phân tích proteomics mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng đối mặt với nhiều thách thức. Một trong những vấn đề lớn nhất là sự phức tạp của mẫu mô ung thư. Các protein có thể biểu hiện khác nhau tùy thuộc vào giai đoạn bệnh và loại mô. Điều này làm cho việc phân tích và so sánh trở nên khó khăn. Hơn nữa, việc thu thập và xử lý mẫu cũng cần phải được thực hiện cẩn thận để đảm bảo độ chính xác của kết quả.

2.1. Khó Khăn Trong Việc Thu Thập Mẫu

Việc thu thập mẫu mô ung thư cần phải được thực hiện trong điều kiện nghiêm ngặt để tránh làm biến đổi protein. Các yếu tố như thời gian bảo quản và phương pháp xử lý mẫu có thể ảnh hưởng đến kết quả phân tích. Do đó, việc chuẩn hóa quy trình thu thập và xử lý mẫu là rất quan trọng.

2.2. Sự Biến Đổi Protein Trong Mô Ung Thư

Protein trong mô ung thư có thể bị biến đổi do nhiều yếu tố như môi trường và giai đoạn bệnh. Sự biến đổi này có thể làm cho việc xác định các protein biểu hiện khác biệt trở nên khó khăn. Cần có các phương pháp phân tích tiên tiến để phát hiện và định lượng chính xác các protein này.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Proteomics Trong Ung Thư Đại Trực Tràng

Các phương pháp nghiên cứu proteomics trong ung thư đại trực tràng bao gồm điện di hai chiều, khối phổ và các kỹ thuật sinh học phân tử khác. Những phương pháp này cho phép phân tách và nhận diện các protein trong mẫu mô ung thư. Việc áp dụng các công nghệ hiện đại giúp nâng cao độ chính xác và độ nhạy của phân tích, từ đó phát hiện được nhiều protein mới có liên quan đến bệnh.

3.1. Kỹ Thuật Điện Di Hai Chiều

Điện di hai chiều là một trong những kỹ thuật chính trong phân tích proteomics. Kỹ thuật này cho phép phân tách protein dựa trên kích thước và điện tích, từ đó giúp nhận diện các protein biểu hiện khác biệt giữa mô ung thư và mô bình thường. Kết quả từ điện di hai chiều có thể được phân tích bằng phần mềm chuyên dụng để xác định các protein cụ thể.

3.2. Phân Tích Khối Phổ

Phân tích khối phổ là một phương pháp mạnh mẽ để xác định và định lượng protein. Kỹ thuật này cho phép xác định cấu trúc và khối lượng của protein, từ đó giúp nhận diện các protein có liên quan đến ung thư đại trực tràng. Sự kết hợp giữa điện di hai chiều và khối phổ mang lại kết quả chính xác và đáng tin cậy hơn trong nghiên cứu.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Nghiên Cứu Proteomics Trong Ung Thư

Nghiên cứu proteomics không chỉ dừng lại ở việc phân tích mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn trong chẩn đoán và điều trị ung thư đại trực tràng. Các biomarker được phát hiện có thể được sử dụng để phát triển các xét nghiệm chẩn đoán mới, giúp phát hiện bệnh sớm hơn. Hơn nữa, việc hiểu rõ về các protein có thể dẫn đến việc phát triển các liệu pháp điều trị nhắm vào các protein cụ thể.

4.1. Phát Triển Biomarker Mới

Các biomarker mới được phát hiện từ nghiên cứu proteomics có thể giúp cải thiện quy trình chẩn đoán ung thư. Việc sử dụng các biomarker này trong xét nghiệm có thể giúp phát hiện bệnh ở giai đoạn sớm, từ đó nâng cao tỷ lệ sống sót cho bệnh nhân.

4.2. Ứng Dụng Trong Điều Trị

Nghiên cứu proteomics cũng mở ra cơ hội cho việc phát triển các liệu pháp điều trị mới. Các protein biểu hiện khác biệt có thể trở thành mục tiêu cho các liệu pháp nhắm vào, giúp tăng hiệu quả điều trị và giảm tác dụng phụ cho bệnh nhân.

V. Kết Luận và Tương Lai Của Nghiên Cứu Proteomics Trong Ung Thư

Nghiên cứu proteomics mô ung thư đại trực tràng đang mở ra nhiều cơ hội mới trong việc chẩn đoán và điều trị bệnh. Mặc dù còn nhiều thách thức, nhưng với sự phát triển của công nghệ, hy vọng rằng sẽ có nhiều tiến bộ trong lĩnh vực này. Việc phát hiện sớm và chính xác các dấu hiệu của ung thư sẽ giúp cải thiện đáng kể chất lượng cuộc sống cho bệnh nhân.

5.1. Triển Vọng Nghiên Cứu Trong Tương Lai

Trong tương lai, nghiên cứu proteomics có thể sẽ tiếp tục phát triển với sự hỗ trợ của công nghệ mới. Việc áp dụng trí tuệ nhân tạo và học máy trong phân tích dữ liệu có thể giúp nâng cao độ chính xác và hiệu quả của nghiên cứu.

5.2. Tầm Quan Trọng Của Hợp Tác Nghiên Cứu

Hợp tác giữa các nhà nghiên cứu, bác sĩ và công ty công nghệ sẽ là yếu tố quan trọng trong việc phát triển các phương pháp chẩn đoán và điều trị mới. Sự kết hợp này sẽ giúp tối ưu hóa quy trình nghiên cứu và mang lại lợi ích cho bệnh nhân.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Ung thƣ đại trực tràng là một trong những bệnh ung thƣ phổ biến nhất trên thế giới, nó đứng thứ ba chỉ sau ung thƣ phổi và ung thƣ vú. Đây là căn bệnh có tỷ lệ tử vong cao và tỷ lệ mắc bệnh có xu hƣớng ngày càng tăng. Theo thống kê, năm 2008 ƣớc tính có khoảng 1,24 triệu ngƣời trên thế giới đƣợc chẩn đoán là mắc ung thƣ đại trực tràng, chiếm khoảng 10% trong số các loại ung thƣ. Số ca tử vong do ung thƣ đại trực tràng trong năm 2008 là 610.000 ca trên toàn thế giới, chiếm khoảng 8% số lƣợng tử vong do ung thƣ.

Tại Việt Nam, ung thƣ đại trực tràng là loại ung thƣ đứng thứ năm trong các loại ung thƣ thƣờng gặp, sau ung thƣ dạ dày, phổi, vú, vòm họng. Theo thống kê của Bệnh viện Ung Bƣớu thành phố Hồ Chí Minh, năm 2008, bệnh viện có 306 ca bệnh ung thƣ đại trực tràng và con số này ngày càng gia tăng. Tính đến tháng 9 năm 2009, đã có đến trên 220 bệnh nhân mới đến điều trị ung thƣ đại trực tràng tại đây [54]. Tỷ lệ mắc ung thƣ đại trực tràng là 9% tổng số bệnh nhân ung thƣ [55].

Việc chẩn đoán và phát hiện sớm ung thƣ đại trực tràng có ý nghĩa rất quan trọng, giúp làm tăng hiệu quả điều trị bệnh, giảm tỷ lệ tử vong do loại ung thƣ này gây ra. Thực tế cho thấy, nếu phát hiện khối u đại trực tràng ở giai đoạn đầu và chữa trị kịp thời thì tỷ lệ sống sót của bệnh nhân sau 5 năm sẽ là 80 – 100%. Hiện nay, một số phƣơng pháp xét nghiệm lâm sàng đang đƣợc áp dụng để chẩn đoán ung thƣ đại trực tràng nhƣ chẩn đoán hình ảnh thông quan nội soi, sinh thiết, chụp X quang, xét nghiệm tìm máu trong phân, thăm khám trực tiếp, sử dụng chỉ thị CEA. Nhƣợc điểm của các phƣơng pháp này là thƣờng phát hiện bệnh ở giai đoạn muộn, phƣơng pháp nội soi thƣờng gây khó chịu cho bệnh nhân, xét nghiệm máu trong phân cho nhiều kết quả dƣơng tính và âm tính giả nên hiệu quả chẩn đoán và điều trị bệnh không cao.

Vì vậy, nhu cầu đặt ra cho các nhà khoa học là làm thế nào để tìm ra đƣợc các chỉ thị sinh học đặc trƣng để chẩn đoán, phát hiện ung thƣ đại trực tràng ở giai đoạn sớm. 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Ngọc Hà Hiện nay, một trong những hƣớng nghiên cứu chỉ thị sinh học cho ung thƣ đại trực tràng đang đƣợc các nhà khoa học quan tâm là sử dụng công cụ proteomics. Bằng việc phân tích sự biến đổi trong thành phần, số lƣợng các protein có mặt trong huyết thanh, dịch cơ thể, mô ung thƣ của bệnh nhân ung thƣ, các nhà khoa học hi vọng tìm ra đƣợc các chỉ thị sinh học mới, dễ nhận biết để ứng dụng chẩn đoán ung thƣ đại trực tràng ở giai đoạn sớm, nhằm phục vụ công tác chẩn đoán, điều trị bệnh một cách hiệu quả. Trong khuôn khổ luận văn này, chúng tôi tiến hành đề tài nghiên cứu “Phân tích proteomics mô ung thƣ của bệnh nhân ung thƣ đại trực tràng“ với mục tiêu: - Phân tách hệ protein tách chiết từ mô đại trực tràng bình thƣờng và mô ung thƣ đại trực tràng của bệnh nhân ung thƣ đại trực tràng.

- Phân tích và so sánh sự biểu hiện khác biệt của các protein ở mô ung thƣ đại trực tràng so với mô đại trực tràng bình thƣờng thông qua biểu hiện của các điểm protein trên bản gel điện di hai chiều. - Nhận dạng đƣợc một số protein biểu hiện khác biệt đặc trƣng giữa mô ung thƣ đại trực tràng và mô đại trực tràng bình thƣờng. Đề tài đƣợc thực hiện tại phòng Proteomics và Sinh học Cấu trúc thuộc phòng thí nghiệm Trọng điểm Công nghệ Enzyme và Protein, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội. 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Ngọc Hà Chƣơng 1 – TỔNG QUAN 1.

TỔNG QUAN VỀ UNG THƢ ĐẠI TRỰC TRÀNG 1. Ung thƣ đại trực tràng là gì? Ung thƣ là thuật ngữ đƣợc sử dụng để chỉ các bệnh liên quan đến việc các tế bào phân chia mất kiểm soát và có thể xâm lấn các mô khác. Các tế bào ung thƣ có thể di căn tới các phần khác của cơ thể thông qua máu hoặc hệ bạch huyết. Ung thƣ không chỉ là một bệnh mà bao gồm nhiều bệnh.

Hiện nay, có hơn 100 loại ung thƣ khác nhau. Hầu hết ung thƣ đƣợc đặt tên theo cơ quan hoặc loại tế bào, nơi ung thƣ phát sinh. Ví dụ ung thƣ phát sinh từ đại tràng đƣợc gọi là ung thƣ đại tràng, ung thƣ phát sinh từ gan đƣợc gọi là ung thƣ gan… [48]. Ung thƣ là một trong 8 nguyên nhân gây chết đối với nhân loại trên toàn thế giới.

Số lƣợng ngƣời tử vong do ung thƣ còn lớn hơn số lƣợng tử vong do nhiễm HIV, lao và sốt xuất huyết cộng lại. Đối với các nƣớc có nền kinh tế phát triển, ung thƣ là nguyên nhân gây tử vong hàng đầu. Đối với các nƣớc đang phát triển, ung thƣ là nguyên nhân gây tử vong thứ hai, sau bệnh tim mạch [45]. Năm 2008, ƣớc tính có khoảng 12,66 triệu ngƣời mắc ung thƣ và 7,56 triệu ngƣời chết do căn bệnh này.

Trong đó 4 loại ung thƣ là ung thƣ phổi, ung thƣ vú, ung thƣ dạ dày và ung thƣ đại trực tràng chiếm 2/5 tổng số ca mắc ung thƣ trên thế giới [45]. Ung thƣ đại trực tràng là loại ung thƣ phổ biến nhất trong các loại ung thƣ đƣờng tiêu hóa [28], bao gồm ung thƣ đại tràng và ung thƣ trực tràng đƣợc gọi theo tên của mô, nơi phát sinh ung thƣ. Đại tràng và trực tràng là một phần của hệ tiêu hóa. Đại trực tràng (hay còn gọi là ruột già) là phần cuối của ống tiêu hóa ở ngƣời, gồm có đại tràng (hay còn gọi là ruột kết) và trực tràng (hay còn gọi là ruột thẳng).

Đại tràng chia ra làm nhiều phần: manh tràng, đại tràng lên, đại tràng ngang, đại tràng xuống và đại tràng sigma (Hình 1). Trực tràng nằm ngay trƣớc hậu môn. Ung thƣ xảy ra ở đại tràng gọi là ung thƣ đại tràng và ung thƣ xảy ra ở trực tràng gọi là 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Ngọc Hà ung thƣ trực tràng. Ung thƣ ở đại tràng xảy ra thƣờng xuyên hơn ung thƣ ở trực tràng [21Error! Reference source not found.

Hình ảnh đại trực tràng [57] Ung thƣ đại trực tràng xảy ra khi một số tế bào ở lớp lót trong (còn gọi là niêm mạc) của đại tràng hay trực tràng trở nên bất thƣờng và phát triển một cách không kiểm soát đƣợc, tạo thành khối u (còn gọi là polyp). Các khối u này có thể là u lành tính hay u ác tính. U lành tính thƣờng không gây hại cho cơ thể, có thể cắt bỏ dễ dàng mà không tái phát trở lại, không xâm lấn các mô xung quanh, không di căn đến các bộ phận khác của cơ thể và khối u lành tính không phải là ung thƣ. U ác tính là ung thƣ thƣờng gây hại cho cơ thể, có thể cắt bỏ khối u ác tính nhƣng đôi khi chúng sẽ tái phát trở lại.

Khối u ác tính thƣờng xâm lấn và gây tổn thƣơng các mô, cơ quan xung quanh. Các tế bào ung thƣ từ khối u ác tính có thể phát tán đến các bộ phận khác của cơ thể bằng cách đi vào máu hoặc hệ bạch huyết và gọi là di căn. Khi ung thƣ đại trực tràng phát triển ra ngoài đại tràng và trực tràng, các tế bào ung thƣ thƣờng di căn đến các hạch bạch huyết. Khi các tế bào ung thƣ đến đƣợc hạch bạch huyết, chúng có thể phát tán đến các các hạch bạch huyết khác hay các cơ quan khác.

Các tế bào ung thƣ đại trực tràng thƣờng phát tán đến gan [10]. 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Ngọc Hà Hầu hết các trƣờng hợp ung thƣ đại trực tràng là ung thƣ biểu mô tuyến, chiếm 90 – 95% trong các loại ung thƣ đại trực tràng [21Error! Reference source not found. Điều này có nghĩa là tế bào ung thƣ đƣợc hình thành từ các tế bào biểu mô tuyến bất thƣờng ở bề mặt lớp lót bên trong của đại trực tràng. Một số dạng ung thƣ đại trực tràng khác, ít gặp hơn là ung thƣ bắt đầu từ các tế bào lympho và các tế bào biểu mô vảy.

Ung thƣ đại trực tràng là ung thƣ phổ biến thứ ba trên thế giới chỉ sau ung thƣ phổi và ung thƣ vú. Năm 2008 ƣớc tính có khoảng 1,24 triệu ngƣời trên thế giới đƣợc chẩn đoán là mắc ung thƣ đại trực tràng, chiếm khoảng 10% trong số các loại ung thƣ. Số ca tử vong do ung thƣ đại trực tràng trong năm 2008 là 610.000 ca trên toàn thế giới, chiếm khoảng 8% số lƣợng tử vong do ung thƣ [16, 45]. Ung thƣ đại trực tràng thƣờng gặp ở các nƣớc phát triển nhiều hơn các nƣớc đang phát triển.

Năm 2008, 60% các ca đƣợc chẩn đoán ung thƣ đại trực tràng là ở các nƣớc phát triển [16]. Tỷ lệ bệnh nhân mắc ung thƣ đại trực tràng cũng tăng lên ở các khu công nghiệp và thành thị. Tỷ lệ ung thƣ đại trực tràng ở các nhóm tuổi khác nhau là khác nhau. Số lƣợng ngƣời mắc ung thƣ đại trực tràng ở nhóm tuổi trên 75 tuổi là cao nhất (250/100.

Ung thƣ đại tràng ít xảy ra ở độ tuổi dƣới 45 tuổi và tỷ lệ này là 2/100. Ở nhóm tuổi từ 45 đến 54, tỷ lệ mắc ung thƣ đại tràng là 20/100. Nhóm tuổi từ 55 đến 64, tỷ lệ mắc ung thƣ đại tràng là 55/100. Nhóm tuổi từ 65 đến 74, tỷ lệ này là 150/100.000/năm [21Error! Reference source not found.

Tại Việt Nam, ung thƣ đại trực tràng là loại ung thƣ đứng thứ năm trong các loại ung thƣ thƣờng gặp, sau ung thƣ dạ dày, phổi, vú, vòm họng và bệnh này có xu hƣớng ngày càng tăng cao. Theo thống kê của Bệnh viện Ung Bƣớu TPHCM, năm 2007, bệnh viện có 218 ca bệnh ung thƣ đại trực tràng. Năm 2008 con số này là 306 ca và tính đến tháng 9 năm 2009, đã có đến trên 220 bệnh nhân mới đến điều trị ung thƣ đại trực tràng [54]. Theo thống kê của Bệnh viện K, tỷ lệ mắc ung thƣ đại tràng 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Ngọc Hà là 9% tổng số bệnh nhân ung thƣ [55].