Proteomic analysis of extracellular vesicles (EVs) from biological fluid is a powerful approach to discover potential biomarkers for human diseases including cancers, as EV secreted to biological fluids are originated from the affected tissue. In order to investigate significant molecules related to the pathogenesis of bladder cancer, EVs were isolated from patient urine which was analyzed by mass spectrometry based proteomics. Comparison of the EV proteome to the whole urine proteome demonstrated an increased number of protein identification in EV. Comparative MS analyses of urinary EV from control subjects and bladder cancer patients identified a total of 1,222 proteins. Statistical analyses provided 56 proteins significantly increased in bladder cancer urine, including proteins for which expression levels varied by cancer stage (P-value < 0.05). While urine represents a valuable, non-invasive specimen for biomarker discovery in urologic cancers, there is a high degree of intra- and inter-individual variability in urine samples. The enrichment of urinary EV demonstrated its capability and applicability of providing a focused identification of biologically relevant proteins in urological diseases.
Background: Tumor markers, designated as a broad group of substances produced by malignancies, could be in the form of biochemical substances, immunological substances, cell surface changes and genetic alterations. Cancer, a disorder of cellular behavior is characterized by alteration of serum glycoproteins. L-fucose, a hexose, which is the terminal sugar in most of the plasma glycoproteins, may be useful as a tumor marker for the detection, monitoring and prognostic assessment of malignancies. The aim of the study was to ascertain the role of serum fucose as a biomarker for early detection of oral cancer and to compare serum fucose levels in healthy controls, leukoplakia and oral cancer patients. Materials and Methods: The study included 60 (100.0%) subjects, who were grouped as 20 (33.3%) control subjects, 20 (33.3%) squamous cell carcinoma patients and 20 (33.3%) leukoplakia patients. Fucose estimation was done using UV-visible spectrophotometry based on the method as adopted by Winzler using cysteine reagent. The results were analyzed statistically using ANOVA with Bonferroni post hoc tests. Results: Results showed a high significance in serum fucose in oral squamous cell carcinoma (OSCC) and leukoplakia subjects compared to normal controls. There was a gradual increase in the values noted from control to leukoplakia and to squamous cell carcinoma. Conclusions: Estimation of serum fucose may be a reliable marker and can be used as an effective diagnostic biomarker in oral squamous cell carcinoma patients.
Background: Colorectal cancer (CRC) is a major cause of cancer-related death and cancer-related incidence worldwide. The potential of microRNA-21 (miR-21) as a biomarker for CRC detection has been studied in several studies. However, the results were inconsistent. Therefore, we conducted the present meta-analysis to systematically assess the diagnostic value of miR-21 for CRC. Materials and Methods: Using a random-effect model, the pooled sensitivity (SEN), specificity (SPE), positive likelihood ratio (PLR), negative likelihood ratio (NLR), and diagnostic odds ratio (DOR) were calculated to evaluate the diagnostic performance of miR-21 for CRC. A summary receiver operating characteristic (SROC) curve and an area under the curve (AUC) were also generated to assess the diagnosis accuracy of miR-21 for CRC. Q test and I2 statistics were used to assess between-study heterogeneity. Publication bias was evaluated by the Deeks' funnel plot asymmetry test. Results: A total of 986 CRC patients and 702 matched healthy controls from 8 studies were involved in the meta-analysis. The pooled results for SEN, SPE, PLR, NLR, DOR, and AUC were 57% (95%CI: 39%-74%), 87% (95%CI: 78%-93%), 4.4 (95%CI: 2.4-8.0), 0.49 (95%CI: 0.32-0.74), 9 (95%CI: 4-22), and 0.83 (95%CI: 0.79-0.86), respectively. Subgroup analyses further suggested that blood-based studies showed a better diagnostic accuracy compared with feces-based studies, indicating that blood may be a better matrix for miR-21 assay and CRC detection. Conclusions: Our findings suggest that miR-21 has a potential diagnostic value for CRC with a moderate level of overall diagnostic accuracy. Hence, it could be used as auxiliary means for the initial screening of CRC and avoid unnecessary colonoscopy, which is an invasive and expensive procedure.
Poly-ADP-ribosylation (PAR) is a post-translational modification of mainly chromosomal proteins. It is known to be strongly involved in several molecular events, including nucleosome-remodelling and carcinogenesis. In this investigation, it was attempted to evaluate PAR level as a reliable biomarker for early detection of cancer in blood lymphocyte histones. PAR of isolated histone proteins was monitored in normal and dimethylnitrosamine (DMN)-exposed mice tissues using a novel ELISA-based immuno-probe assay developed in our laboratory. An inverse relationship was found between the level of PAR and period of DMN exposure in various histone proteins of blood lymphocytes and spleen cells. With the increase in the DMN exposure period, there was reduction in the PAR level of individual histones in both cases. It was also observed that the decrease in the level of PAR of histones resulted in progressive relaxation of genomic DNA, perhaps triggering activation of genes that are involved in initiation of transformation. The observed effect of carcinogen on the PAR of blood lymphocyte histones provided us with a handy tool for monitoring biochemical or physiological status of individuals exposed to carcinogens without obtaining biopsies of cancerous tissues, which involves several medical and ethical issues. Obtaining blood from any patient and separating blood lymphocytes are routine medical practices involving virtually no medical intervention, post-procedure medical care or trauma to a patient. Moreover, the immuno-probe assay is very simple, sensitive, reliable and cost-effective. Therefore, combined with the ease of preparation of blood lymphocytes and the simplicity of the technique, immuno-probe assay of PAR has the potential to be applied for mass screening of cancer. It appears to be a promising step in the ultimate goal of making cancer detection simple, sensitive and reliable in the near future.
Purpose: In a previous study, the transmembrane protein FXYD-3 was suggested as a biomarker for a lower survival rate and reduced radiosensitivity in rectal cancer patients receiving preoperative radiotherapy. The purpose of preoperative irradiation in rectal cancer is to reduce local recurrence. The aim of this study was to investigate the potential role of FXYD-3 as a biomarker for increased risk for local recurrence of rectal cancer. Materials and Methods: FXYD-3 expression was immunohistochemically examined in surgical specimens from a cohort of patients with rectal cancer who developed local recurrence (n = 48). The cohort was compared to a matched control group without recurrence (n = 81). Results: Weak FXYD-3 expression was found in 106/129 (82%) of the rectal tumors and strong expression in 23/129 (18%). There was no difference in the expression of FXYD-3 between the patients with local recurrence and the control group. Furthermore there was no difference in FXYD-3 expression and time to diagnosis of local recurrence between patients who received preoperative radiotherapy and those without. Conclusion: Previous findings indicated that FXYD-3 expression may be used as a marker of decreased sensitivity to radiotherapy or even overall survival. We were unable to confirm this in a cohort of rectal cancer patients who developed local recurrence.
한국인의 암 사망률 1위를 차지하는 폐암은 발견되기 전까지 별다른 증상이 없어 환자는 병을 쉽게 인지하지 못하고, 기존의 진단법 또한 초기단계에는 적용이 어렵다. 해결책으로서, 분자수준에서의 체액분석을 폐암진단에 도입하는 방안이 제시되고 있다. 이를 위한 분석기기 가운데 대표적으로는 칩 기반 바이오센서가 있으며, 이 센서의 큰 장점으로는 고가의 분석장비나 숙련된 분석인력이 없이도 현장에서의 진단이 가능하다는 점이다. 본 미니총설에서는 폐암 진단에 활용가능한 혈액 내 바이오마커와 바이오칩 센서의 연구현황을 소개하고 이들의 발전가능성에 대해 논의하고자 한다.
Takatsugu Ogata;Yukiya Narita;Zev A. Wainberg;Eric Van Cutsem;Kensei Yamaguchi;Yongzhe Piao;Yumin Zhao;Patrick M. Peterson;Sameera R. Wijayawardana;Paolo Abada;Anindya Chatterjee;Kei Muro
Journal of Gastric Cancer
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제23권2호
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pp.289-302
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2023
Purpose: Liver metastasis (LM) is reported in approximately 40% of patients with advanced/metastatic gastric/gastroesophageal junction adenocarcinoma (metastatic esophagogastric adenocarcinoma; mGEA) and is associated with a worse prognosis. This post-hoc analysis from the RAINBOW trial reported the efficacy, safety, and biomarker outcomes of ramucirumab and paclitaxel combination treatment (RAM+PAC) in patients with (LM+) and without (LM-) LM at baseline. Materials and Methods: Patients (n=665) were randomly assigned on a 1:1 basis to receive either RAM+PAC (LM+: 150, LM-: 180) or placebo and paclitaxel (PL+PAC) (LM+: 138, LM-: 197). The overall survival (OS) and progression-free survival (PFS) were evaluated using stratified Kaplan-Meier and Cox regression models. The correlation of dichotomized biomarkers (VEGF-C, D; VEGFR-1,2) with efficacy in the LM+ versus LM- subgroups was analyzed using the Cox regression model with reported interaction P-values. Results: The presence of LM was associated with earlier progression than those without LM, particularly in patients receiving PL+PAC (hazard ratio [HR], 1.68). RAM+PAC treatment improved OS and PFS irrespective of LM status but showed greater improvement in LM+ than that in LM- (OS HR, 0.71 [LM+] vs. 0.88 [LM-]; PFS HR, 0.47 [LM+] vs. 0.76 [LM-]). Treatment-emergent adverse events were similar between patients with and without LM. No predictive relationship was observed between biomarker levels (VEGF-C, D; VEGFR-1,2) and efficacy outcome (OS, PFS) (all interaction P-values >0.05). Conclusions: RAM provided a significant benefit, irrespective of LM status; however, its effect was numerically stronger in patients with LM. Therefore, RAM+PAC is a clinically meaningful therapeutic option for patients with mGEA and LM.
Background: Bisphenol A (BPA), an endocrine disrupting chemical, has been suspected to pose carcinogenic risks. However, likely mechanisms are obscure and there are difficulties to estimating its real significance for cancer development. Methods: We therefore studied BPA-induced proteomic alterations in immune organs of ICR mice offspring that were prenatally exposed to BPA (15 and 300 mg/L of drinking water). We performed 2D-gel analyses of samples, considering differences in spleen, exposure levels, sex, and ages. Results: From proteomic analyses, we found various proteins were up- or down-regulated by BPA. Among them, SET, a putative oncogene and inhibitor of phosphatase 2A, was significantly down-regulated in a BPA dose-dependent manner. We also confirmed down-regulation of SET in western blot and real time PCR analyses. From gene network analysis, SET is predicted to communicate with other genes including CYP17, which is involved in biosynthesis and metabolism of sex-hormones. Conclusions: This study provided evidence that SET can be applied as a new biomarker for prenatal BPA exposure and suggests a potential new mechanism of action in that BPA may disrupt CYP17 via SET.
Ji, Eun-Sun;Cheon, Mi-Hee;Lee, Ju-Yeon;Yoo, Jong-Shin;Jung, Hyun-Jin;Kim, Jin-Young
Mass Spectrometry Letters
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제1권1호
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pp.21-24
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2010
The development of clinical biomarkers involves discovery, verification, and validation. Recently, multiple reaction monitoring (MRM) coupled with stable isotope dilution mass spectrometry (IDMS) has shown considerable promise for the direct quantification of proteins in clinical samples. In particular, multiple biomarkers have been tracked in a single experiment using MRM-based MS approaches combined with liquid chromatography. We report here a highly reproducible, quantitative, and dynamic MRM system for validating multi-biomarker proteins using Nanoflow HPLC-Microfluidics Chip/Triple-Quadrupole MS. In this system, transitions were acquired only during the retention window of each eluting peptide. Transitions with the highest MRM-MS intensities for the five target peptides from colon cancer biomarker candidates were automatically selected using Optimizer software. Relative to the corresponding non-dynamic system, the dynamic MRM provided significantly improved coefficients of variation in experiments with large numbers of transitions. Linear responses were obtained with concentrations ranging from fmol to pmol for five target peptides.
본 논문에서는 이동성이 좋고 경제적이며, 간편하게 일회용 진단칩으로 제작 가능한 스크린 프린팅 한 탄소칩 전극[screen printed carbon electrode (SPCE)] 기반의 전압전류법 나노물질 융합형 바이오센서를 제작하여 폐암 조기진단에 활용 가능한 단백질 표지 인자 중에 하나인 heterogeneous nuclear ribonucleoprotein A1 (hnRNP A1) 단백질의 농도를 정량 분석하고자 하였다. 먼저 SPCE 표면에 금 나노입자를 전기적으로 증착한 후 크로스링커를 이용하여 hnRNP A1에 특이적으로 결합할 수 있는 바이오리셉터인 DNA 압타머를 고정하였다. Ethanolamine을 블로킹 시약으로 사용하여 압타머와 함께 센서 표면에 고정하여 그 표면을 처리함으로써 비특이적인 생물질의 흡착에 의한 방해 신호를 최소화하고자 하였다. DNA칩과 hnRNP A1 용액을 접촉하여 DNA와 hnRNP A1을 결합시킨 후 alkaline phosphatase (ALP) 효소로 접합한 hnRNP A1 항체(anti-hnRNP A1)을 센서칩 표면으로 주입하여 샌드위치 복합체를 형성하고, 이를 기질인 4-aminophenyl phosphate (APP)와 효소-기질 특이적 산화 반응에 의한 전류 변화를 순환 전압전류법과 시차 펄스전압전류법으로 측정하여 단백질의 농도를 정량적으로 분석하였다. 상기 산화 반응에 의한 피크 전류 변화는 순환전압전류법과 시차 펄스 전압전류법을 사용할 때 -0.05와 -0.17 V (vs. Ag/AgCl) 전위 값에서 각각 일어났다. 개발한 나노바이오센서를 실제 정상인 혈청 시료 분석에 적용 가능함을 보여줌으로써 혈청 한 방울로 폐암의 조기진단 가능성을 제시하고자 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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