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中科院大连化学物理研究所张丽华:捕捉蛋白质变化的关键技术

2016-02-25 17:39 未知 未知 阅读 0
核心摘要: 张丽华研究员在蛋白质定性和定量新方法方面的研究为肝癌等重大疾病的早期诊断提供了新的技术支撑,旨在提高癌症患者的生存率。

张丽华研究员,作为国家重大科学研究计划的首席科学家,申请发明专利50余项,其中30余项获得授权,7项实现转化,主持或参与科研项目20余项。她带领课题组深耕蛋白质定性和定量新方法及相关技术研究,为发现与生命活动密切相关的重要蛋白质提供了关键技术支撑,并将发展的新材料、新方法应用于肝癌等重大疾病的研究。

从蛋白质入手

在“谈癌色变”的今天,中国每年新增癌症患者300万,220万人因癌症死亡。国际癌症研究机构预计,至2030年中国每年癌症患者将达500万,死亡人数达350万。当前,癌症患者就诊时多处于中晚期,存活率堪忧;而早期癌症治愈率可达80%以上,“早发现、早治疗”是最有效的方法。然而,在癌症扩散前准确诊断绝非易事。张丽华团队从蛋白质入手,捕捉肿瘤高低转移细胞株中发生变化的蛋白质。蛋白质是生命活动的主要执行体,种类繁多——催化反应的酶、提供免疫的抗体、跨膜运输的载体等。她介绍:“以肝癌高低转移细胞株为例,我们利用规模化蛋白质定量分析技术,发现高转移与低转移细胞株间有100多个蛋白质差异表达,其中包含促进和抑制肝癌转移的重要蛋白质。调控这些蛋白质的表达,有望降低肿瘤细胞的侵润和转移能力,提高患者生存率。我们将对重要蛋白质进行大量临床样本验证,期待推出精准检测试剂盒,帮助医生评估癌症转移风险。”但看似简单的检测背后充满挑战,从海量蛋白质中筛选出与疾病相关的蛋白质,定量的准确度和分析速度至关重要。

建立分析新方法

酶解是蛋白质组样品预处理的关键环节。传统自由溶液酶解需十几小时,严重制约分析速度,且离线操作影响定量准确度。张丽华团队提出固定化酶策略:通过提高单位面积酶浓度,加快酶解速度,降低酶自降解。固定化技术需既让酶“死心塌地”,又不让蛋白质“恋恋不舍”。过去10年,团队在固载材料上投入大量精力,优化了球形、颗粒、整体等多种材料及修饰方式。最终将酶解时间从十几小时缩短至几秒,并实现与分离鉴定系统的在线联用,显著提高了酶解效率和分析通量。此外,团队还研制出新型蛋白质印迹材料、固定化金属亲和色谱材料,将鉴定灵敏度提高2~3个数量级;建立了基于质量亏损的准等重标记技术及集成化定量分析平台,将蛋白质组相对定量偏差从40%~50%缩小至10%以内,提高了定量的准确度、精确度和通量。

恩师的引领

张丽华虽无生命科学教育背景,但在导师张玉奎院士建议下转向生物分析领域。读博期间,团队重组急需用人,导师张玉奎仍支持她赴德国DAAD资助下联合培养,并随后赴日本从事博士后研究。导师的胸怀与无私奉献令她感动。回国后,她秉承恩师精神,为学生创造更好发展空间。从中国科学院大连化学物理研究所到德国国家环境健康研究中心生态化学所、日本德岛大学药学院,张丽华感恩恩师指引、团队努力和研究所环境,希望在这条路上走得更扎实、更远。她笑称:“现在最大的业余爱好是陪儿子。”下班后尽早回家陪伴孩子阅读和游戏,兼顾事业与家庭。

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