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                1. 蛋白質組學

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                  「青蓮百奧聚焦」Cell重磅:人類蛋白質全譜研究

                  2020-10-28 00:00:00

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                  不同組織內RNA和蛋白質的表達水平進行定量分析是了解人類生物學和疾病的基礎。迄今為止,大多數研究都集中在 RNA 檢測上。然而事實上,位于轉錄下游的蛋白質,作為直接參與細胞重要活動的大分子,其表達水平通常與轉錄本水平之間的相關性較弱。因此對蛋白質組的詳細研究可以補充轉錄組學研究,提供轉錄后調控機制以及人類生物學和疾病的見解。640 (1).png

                  2020年9月10日,來自美國斯坦福大學醫學院遺傳學系的Michael P. Snyder團隊在Cell期刊上發表題為“A Quantitative Proteome Map of the Human Body”的文章,該研究運用蛋白質組學技術手段對GTEx項目(Genotype-Tissue Expression Project)提供的大樣本人體組織進行分析,研究結果表明器官專一性蛋白和RNA分布揭示了疾病治療的潛在位點,更重要的是器官專一性蛋白分布能解釋基因疾病的表型形態,而單憑轉錄組信息是做不到的。




                  技術路線


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                  結果速遞

                  1.跨組織中蛋白質定量分析

                  該研究首先應用TMT 10plex標記定量蛋白質組學對來自14個正常個體的32種不同組織類型的201個GTEx樣品進行定量分析,共鑒定12627種蛋白質,平均每種組織類型中都檢測到超過7500種蛋白質,其中樣本共有蛋白質有6,357種。640 (3).png


                  圖1:跨組織定量蛋白質組學分析結果概述

                  研究人員利用組織特異性(TS)分數來定義組織特異性蛋白,按組織類型在蛋白質水平進行層次聚類分析,來自生理相關組織的樣本聚集在一起。然而在相似的組織中也發現了差異富集的蛋白質。這些蛋白的共同分布和特異性分布均反映其與組織功能的對應關系。


                  2.RNA和蛋白質水平之間的相關性

                  轉錄組和蛋白質組數據是從同一組織標本中產生的,可以更好的評估蛋白質和RNA之間的相關性。對于6228 / 12627個基因,其蛋白質水平在統計學上與RNA水平呈顯著正相關,極少數(60)顯示為負相關。其中(2899 / 12245)僅在RNA水平富集,而在蛋白質水平卻不富集。這些結果表明,組織特異性表達在蛋白質水平進一步受到控制,組織特異性功能不能僅憑RNA信息來區分。640 (4).png


                  圖2:組織內的蛋白質和RNA相關性分析


                  3.RNA和蛋白質差異表達揭示了蛋白質分泌的新見解

                  研究人員認為,在某些情況下,RNA與蛋白質之間的不一致可能是由于蛋白質向其他組織的組成型分泌所致。通過作者研究表明蛋白質根據組織差異可能會經歷不同的合成和分泌模式,并且蛋白質水平的分析可以深入了解其調節的分泌和作用部位。640 (5).png



                  圖3:組織內的分泌蛋白質和RNA一致性分析


                  4.通過組織特異性蛋白質表達了解代謝

                  通過對組織特異性蛋白質的KEGG分析,研究人員發現某一代謝途徑的蛋白質經常出現在多個不同的組織中,揭示了物質和能量代謝是利用多個關鍵器官相互配合完成的。研究人員以BCAA為例,通過分析代謝酶的組織特異性表達揭示了BCAA代謝在以下這些組織中的重要性,并且它們的不同分布表明能量代謝是跨多個器官相互協調完成的。

                  640 (6).png圖4:以BCAA為例解釋不同組織間的復雜交互作用

                  此外,研究人員還提出蛋白質組織特異性表達可用于解釋或補充某些基因無法說明的潛在疾病機制。本項研究鑒定出了1,329種潛在的藥物靶向蛋白,其中421種是FDA批準的藥物靶向蛋白。在這些靶向蛋白中,有742個富集在不同的組織中,其中約一半(368)富集于多個組織中。對于在靶器官外富集的蛋白質藥物靶點,藥物可能會在靶標外組織中產生副作用。

                  總而言之,這項研究中產生的蛋白質組學信息將為人類生物學和疾病提供有價值的見解。

                  青蓮百奧可提供一站式蛋白質組學、代謝組學、轉錄組學、多組學聯合分析等科研服務。青蓮百奧在質譜檢測方面項目經驗豐富,擁有國際一流的質譜平臺,海歸坐鎮專業生信分析團隊,助您在科研道路上乘風破浪,沖擊高水平文章。更多技術服務敬請來電咨詢。



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