Comparative proteome mapping of tumor stem cells isolated from U87 glioblastoma, neural stem and multipotent mesenchymal stromal cells of a human: from cataloguing of cell proteins to novel paradigm of proteome-based cell therapy of tumors

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

We performed proteome mapping, cataloguing and bioinformation analysis of protein lysates of human neural (CD133+) stem cells (NSC) isolated from olfactory sheath of a nose, multipotent mesenchymal (CD29+, CD44+, CD73+, CD90+, СD34 -) stromal cells (MMSC) isolated from human bone marrow and tumor (CD133+) stem cells (TSC) isolated from the human U87 glioblastoma cell line. We identified 1664 proteins in the examined lysates of stem cells (SC), 1052 (63.2%) of which are identical in NSC and TSC and 607 proteins (36.47%) are identical in MMSC and TSC. Other proteins in U87 glioblastoma TSC are oncospecific or carcinogenesis associated. The biological processes, molecular functions, cell localization and protein signal pathways of the proteins available in all three proteomes were annotated by PubMed, PANTHER, Gene Ontology and KEGG databases. It was shown that gliomaspheres of U87 glioblastoma had only 10 intracellular pathways of signal transduction (IPST) that were not modified by neoplastic process, but only two of them (integrin and focal adhesion pathways) were accessible for regulatory action on gene candidates in TSC nucleus. Carcinogenesis free membrane proteins, intracellular pathways of signal transduction and genes expressing proteins of these pathways in U87 glioblastoma TSC can be viewed as main targets for regulatory effect on TSC. We offer a novel concept of proteome-based complex therapy of tumors.

Full Text

Restricted Access

About the authors

A. S Bryukhovetskiy

«NeuroVita» Clinic of Restorative and Interventional Neurology and Therapy, Moscow

V. E Shevchenko

Blokhin Russian Cancer Research Center of RAMN, Moscow

V. P Chekhonin

Serbski State Research Center of Social and Forensic Psychiatry, Moscow 5Zhirmunski Institute of Sea Biology of DVO RAN, Vladivostok

I. S Bryukhovetskiy

Zhirmunski Institute of Sea Biology of DVO RAN, Vladivostok

S. V Kovalev

Blokhin Russian Cancer Research Center of RAMN, Moscow

VP. P Baklaushev

Serbski State Research Center of Social and Forensic Psychiatry, Moscow 5Zhirmunski Institute of Sea Biology of DVO RAN, Vladivostok

M. I Davydov

Blokhin Russian Cancer Research Center of RAMN, Moscow

References

  1. Pearson M.L., Soil D. The Human Genome Project: a paradigm for information management in the life sciences. FASEB 1991; 5(1): 35-9.
  2. Watson J.D., Cook-Deegan R.M. 0rigins of the human genome project. FASEB 1991; 5(1): 8-11.
  3. Collins F.S., Green E.D., Guttmacher A.E. et al. A vision for the future of genomics research. Nature 2003; 422(6934): 835-47.
  4. Янковский Н.К., Боринская С.А. Геном человека: научные и практические достижения и перспективы: Аналитический обзор. Вестник РФФИ 2003; 2: 46-63
  5. Аствацатурян М. Одна из болезней цивилизации — язва желудка. The New Times, 19.03.2007
  6. Проект «Протеом человека». http://www.proteome.ru/
  7. Арчаков А.И. Биоинформатика, геномика и протеомика — науки о жизни XXI столетия. Вопросы медицинской химии 2000; 1: 4-7.
  8. Conrotto P., Souchelnytskyi S. Proteomic approaches in biological and medical sciences: principles and applications. Exp. 0ncol. 2008; 30(3): 171-80.
  9. Федорова А. На смену геному идет протеом. Наука и жизнь 2010; http://www.nkj.ru/news/19007/
  10. Проект «Протеом человека». http://www.proteome.ru/ about_project/consortium
  11. Pittenger M.F. Mesenchymal stem cells from adult bone marrow. Methods Mol. Biol. 2008; 449: 27-44.
  12. Nakano M., Goris R.C., Atobe Y. et al. Mediolateral and rostrocaudal topographic organization of the sympathetic preganglionic cell pool in the spinal cord of Xenopus laevis. J. Comp. Neurol. 2009; 513(3): 292-314.
  13. Чехонин В.П., Викторов И.В., Савченко Е.А. и др. Муль-типотентные стволовые и прогениторные клетки обонятельного эпителия. Клеточные технологии в биологии и медицине 2006; 4: 185-93.
  14. Чехонин В.П., Савченко Е.А., Андреева Н.А. и др. Культивирование специализированных глиальных клеток [Olfactory Ensheathing Cells) обонятельного эпителия человека. Тезисы докладов Британско-российского совещания в сотрудничестве с Европейской Комиссией «Стволовые клетки: законодательство, исследования и инновации. Международные перспективы сотрудничества»; 15 марта 2007; Москва.
  15. Bajinskis A., Lindegren H., Johansson L. et al. Low-dose/dose-rate y radiation depresses neural differentiation and alters protein expression profiles in neuroblastoma SH-SY5Y cells and C17.2 neural stem cells. Radiat Res. 2011; 175(2): 185-92.
  16. De la Fuente A., Mateos J., Lesende-Rodriguez I. et al. Proteome analysis during chondrocyte differentiation in a new chondrogenesis model using human umbilical cord stroma mesenchymal stem cells. Mol. Cell Proteomics. 2012; 11(2): M111.010496.
  17. Salasznyk R.M., Westcott A.M., Klees R.F. et al. Comparing the protein expression profiles of human mesenchymal stem cells and human osteoblasts using gene ontologies. Stem Cells Dev. 2005; 14(4): 354-66.
  18. Wang D., Gao L. Proteomic analysis of neural differentiation of mouse embryonic stem cells. Proteomics 2005; 5(17): 4414-26.
  19. Formolo C.A., Williams R., Gordish-Dressman H. et al. Secretome signature of invasive glioblastoma multiforme. J. Proteome Res. 2011; 10(7): 3149-59.
  20. Kim H.S., Choi D.Y., Yun S.J. et al. Proteomic analysis of microvesicles derived from human mesenchymal stem cells. J. Proteome Res. 2012; 11(2): 839-49.
  21. Chambery A., Vissers J.P., Langridge J.I. et al. Qualitative and quantitative proteomic profiling of crypto (-/-) embryonic stem cells by means of accurate mass LC-MS analysis. J. Proteome Res. 2009; 8(2): 1047-58.
  22. Prahalad A.K., Hock J.M. Proteomic characteristics of ex vivo-enriched adult human bone marrow mononuclear cells in continuous perfusion cultures. J. Proteome Res. 2009; 8(4): 2079-89.
  23. Bleeker F.E., Molenaar R.J., Leenstra S. Recent advances in the molecular understanding of glioblastoma. J. Neurooncol. 2012; 108(1): 11-27.
  24. Шевченко В.Е. О протеомном исследовании клеточных линий нейрональных прогениторных клеток, мезенхимных стволовых клеток и раковых стволовых (глиомасферы) клеток линии глиобластомы человека U87. Лаборатория Онкопротеомики НИИ Канцерогенеза, ФГБУ Российский онкологический научный центр им. Н. Н. Блохина РАМН; 2012; Отчет 05/12. http://www.neurovita.ru/ 0tchet0512.html.
  25. Коваленко И.Б. О биоинформационном исследовании протеомов клеточных линий нейрональных стволовых и про-гениторных клеток, мезенхимных стволовых клеток и раковых стволовых (глиомасферы) клеток линии глиобластомы человека U87. Кафедра биофизики биологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова; 2012 Отчет №09/2012. http://www.neurovita. ru/0tchet0912.html.
  26. Чехонин В.П. О биоинформационном исследовании про-теомов клеточных линий нейрональных стволовых и прогенитор-ных клеток, мезенхимных стволовых клеток и раковых стволовых (глиомасферы) клеток линии глиобластомы человека U87. Отдел фундаментальных нейробиологических исследований ФГБУ «Научный центр социальной и судебной психиатрии им. В.П.Сербского Минздрава РФ; 2012; Отчет 03/12. http://www.neurovita.ru/ 0tchet0312.html.
  27. Bleeker F.E., Molenaar R.J., Leenstra S. Recent advances in the molecular understanding of glioblastoma. J. Neurooncol. 2012; 108(1): 11-27.
  28. Брюховецкий А.С., Чехонин В.П., Менткевич Г.Л. Стволовые клетки в нейроонкологии: здоровые и раковые стволовые клетки, их возможная роль и место в канцерогенезе и современных высокотехнологичных сценариях лечения опухолей мозга. Материалы научно-практической конференции «Высокие технологии в терапии и реабилитации заболеваний нервной системы». Москва, 2008. С. 43-4.
  29. Брюховецкий А.С., Чехонин В.П., Семенова А.В. и др. Противоопухолевое средство на основе иммунолипосомальной биологической конструкции, способ его получения и векторной доставки в центральную нервную систему при опухолевом процессе. Патент РФ № 2336901; 27 октября 2008.
  30. Брюховецкий А.С. Клеточные технологии в нейроонкологии: циторегуляторная медицина в терапии глиальных опухолей головного мозга.М.: Изд. группа РОНЦ РАМН им. Н.Н. Блохина, 2011.
  31. Терентьев А.А., Молдогазиева Н.Т., Шайтан К.В. Динамическая протеомика в моделировании живой клетки. Белок-бел-ковые взаимодействия. Успехи биологической химии 2009; 49: 429-80.

Copyright (c) 2013 PJSC Human Stem Cells Institute


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: ПИ № ФС 77 - 57156 от 11.03.2014.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies