利用蛋白質體學方法探討PC12細胞在超音波刺激後的變化

過去的研究指出，低強度超音波(Low Intensity Ultrasound Stimulation, LIUS)可以透過影響基因調控和蛋白質表現量的方式，來影響細胞的運作。例如：加快周邊神經再生的速度、影響細胞分化與增生情形，以及誘導癌細胞出現細胞凋亡(Apoptosis)的現象1,2，然而對於低強度超音波刺激後，整體蛋白質變化情形的研究，並未非常詳細的知道。因此我們希望透過質譜儀的技術，來分析細胞在接受超音波刺激後，蛋白質體變化的情形。這次的實驗中，我們使用大鼠腎上腺髓質嗜鉻細胞瘤細胞株(rat pheochromocytoma cell line, PC12)，做為接受低強度超音波刺激的生物材料，另外搭配膠體電泳和膠體內水解(in-gel digestion)的方法，製備蛋白質體分析所需的樣品。接著再整合液相層析儀及質譜儀，來進行胜肽定序分析的工作。最後，利用MaxQuant 軟體來辨認出現在控制組和實驗組中的蛋白質種類，進一步達到蛋白質體分析的目的。我們的實驗結果，控制組和實驗組中總共分別辨識出3087和3101個蛋白質，這些蛋白質中，一共有65個蛋白質，在低強度超音波刺激後，質譜分析的訊號強度會有所改變。這65個蛋白質，根據過去的文獻研究，發現某些蛋白質和神經突(neurite)生長有關、某些和細胞膜運輸途徑(membrane trafﬁcking )有關，另外某些則和細胞對外界的壓力反應和細胞遷移(cell migration)有所關聯。因此，我們推測低強度超音波，對細胞的生長會有所影響。但是其背後詳細的運作機制，仍需更進一步的研究探討。

關鍵字

低強度超音波；大鼠腎上腺髓質嗜鉻細胞瘤細胞株；蛋白質體分析；質譜儀；神經突

並列摘要

Low-intensity ultrasound (LIUS) has been reported with the ability to accelerate the regeneration of peripheral nerve tissues, to affect cells’ differentiation and proliferation and to induce the apoptosis of cancer cell lines by regulating genes and protein expression.1,2 However, detailed protein expression after LIUS stimulation has rarely been analyzed. Therefore, we try to use the mass spectrometry (MS) to analyze the proteome of cells after the stimulation of LIUS. In this study, LIUS was used to stimulate PC12 cells, a neuron-like cell line derived from a pheochromocytoma of the rat adrenal medulla. The in-gel digestion method was used to prepare samples for the bottom-up proteomic analysis. In this work, we used liquid chromatography (LC) coupled with the MS to determine the mass of peptides and then used the Maxquant software to identify proteins. We identified 3087 proteins in the control group and 3101 proteins in the experimental group and 65 proteins had clear change after the stimulation. In these 65 proteins, some proteins are related to neurite growth, membrane trafﬁcking, stress response and cell migration. Hence, the results indicate that LIUS may influence cell development but the detailed mechanisms still need to be further examined.

並列關鍵字

LIUS ； PC12 cells ； proteomic analysis ； MS ； neurite

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