技术专题
蛋白质组学在医学研究应用上的那些事儿～
文章来源：genecreate
作者：genecreate
发布时间：2019-10-24 09:56
蛋白质组学(proteomics)是研究细胞、组织或生物体中蛋白质组成、定位、变化及其相互作用规律的科学，包括对蛋白质表达模式和蛋白质组功能模式的研究。蛋白质组学的发展对寻找疾病的诊断标志、筛选药物靶点、毒理学研究等有重要意义，也因此被广泛应用于医学研究。
这期，咱们来唠唠蛋白质组学在医学研究应用上的那些事儿～
研究方法及实验设计思路
蛋白质组学研究，总体可分为一下几个步骤：
（1）差异筛选（discovery）
（2）初步验证（verification）
（3）最终确诊（validation）
下面，让我们具体梳理以下实验设计的思路：
应用方向
案例展示
案例1——疾病预后标志物的发现
题目：combining discovery and targeted proteomics reveals a prognostic signature in oral cancer
期刊：nature communications
影响因子：12.353
主要技术：label free 定量蛋白组学、ihc、srm 靶向蛋白验证
技术路线
内容简介：口腔鳞状细胞癌（oscc）的不同区域具有特殊的组织病理学和分子特征，限制了基于肿瘤-结节-转移标准的临床分期。因此，评估 oscc 患者预后的生物学特征将具有重大的临床意义。利用发现蛋白质组即定量蛋白质组能够在空间上绘制肿瘤岛及其周围的oscc 基质的蛋白质组，鉴定具有潜在预后价值的蛋白质，并通过 ihc 和靶向蛋白质组学srm-ms 进行验证，有助于推动预后决策，促进精确的治疗方案和减少肿瘤局部复发或淋巴结转移。ihc 表明 itf 的肿瘤岛中 cstb 低表达可作为局部复发的独立标志物。总之，作者运用高通量蛋白质组学分析筛选，靶向蛋白质组学验证的方法，确定了预后表征蛋白，增强oscc 的预后决策，更好地指导治疗，以减少肿瘤复发或淋巴结转移。
案例 2——疾病机理研究
题目：wdr45 contributes to neurodegeneration through regulation of er homeostasis and neuronal death
期刊：autophagy
影响因子：11.05
主要技术：crispar-cas9、wb、ihc、tmt 蛋白组学 、prm 蛋白靶向验证
技术路线
内容简介：宏自噬/自噬基因 wdr45 的突变会导致β螺旋桨蛋白相关的神经变性（bpan）然而其疾病过程的分子和细胞机制在目前尚不清楚。本文作者利用 crispar-cas9 系统构建了wdr45 基因敲除（ko）小鼠，这些小鼠表现出认知障碍，突触传递异常和大脑多个区域的损伤。免疫组织化学分析显示，老年小鼠前额皮质和基底节神经元丢失，前额皮质细胞凋亡增加，这是神经变性的标志。tmt 定量蛋白质组学分析结果显示 ko 小鼠脑组织中积累了大量的内质网（er）蛋白。而后作者从细胞水平上验证发现 wdr45 缺乏可引起内质网蛋白积累，从而导致内质网应激增加和内质网质量控制受损。未折叠的蛋白应答（upr）通过 ern1 / ire1 或 eif2ak3/ perk 途径升高，并最终导致神经元凋亡。通过 mtor 抑制内质网应激或激活自噬可减少细胞死亡。因此，wdr45 的丧失会破坏神经元中的宏自噬机制，并导致细胞器自噬受损，从而提供了对 bpan 病因的机制理解以及治疗这种遗传疾病的潜在治疗策略。
