蛋白質(zhì)組學(xué)(Proteomics)是研究細(xì)胞、組織或生物體中蛋白質(zhì)組成、定位、變化及其相互作用規(guī)律的科學(xué)，包括對(duì)蛋白質(zhì)表達(dá)模式和蛋白質(zhì)組功能模式的研究。蛋白質(zhì)組學(xué)的發(fā)展對(duì)尋找疾病的診斷標(biāo)志、篩選藥物靶點(diǎn)、毒理學(xué)研究等有重要意義，也因此被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)研究。
這期，咱們來(lái)嘮嘮蛋白質(zhì)組學(xué)在醫(yī)學(xué)研究應(yīng)用上的那些事兒～
研究方法及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路
蛋白質(zhì)組學(xué)研究，總體可分為一下幾個(gè)步驟：
（1）差異篩選（Discovery）
（2）初步驗(yàn)證（Verification）
（3）最終確診（Validation）
下面，讓我們具體梳理以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路：
應(yīng)用方向
案例展示
案例1——疾病預(yù)后標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)
題目：Combining discovery and targeted proteomics reveals a prognostic signature in oral cancer
期刊：Nature Communications
影響因子：12.353
主要技術(shù)：Label free 定量蛋白組學(xué)、IHC、SRM 靶向蛋白驗(yàn)證
技術(shù)路線
內(nèi)容簡(jiǎn)介：口腔鱗狀細(xì)胞癌（OSCC）的不同區(qū)域具有特殊的組織病理學(xué)和分子特征，限制了基于腫瘤-結(jié)節(jié)-轉(zhuǎn)移標(biāo)準(zhǔn)的臨床分期。因此，評(píng)估 OSCC 患者預(yù)后的生物學(xué)特征將具有重大的臨床意義。利用發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)組即定量蛋白質(zhì)組能夠在空間上繪制腫瘤島及其周?chē)腛SCC 基質(zhì)的蛋白質(zhì)組，鑒定具有潛在預(yù)后價(jià)值的蛋白質(zhì)，并通過(guò) IHC 和靶向蛋白質(zhì)組學(xué)SRM-MS 進(jìn)行驗(yàn)證，有助于推動(dòng)預(yù)后決策，促進(jìn)精確的治療方案和減少腫瘤局部復(fù)發(fā)或淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。IHC 表明 ITF 的腫瘤島中 CSTB 低表達(dá)可作為局部復(fù)發(fā)的獨(dú)立標(biāo)志物。總之，作者運(yùn)用高通量蛋白質(zhì)組學(xué)分析篩選，靶向蛋白質(zhì)組學(xué)驗(yàn)證的方法，確定了預(yù)后表征蛋白，增強(qiáng)OSCC 的預(yù)后決策，更好地指導(dǎo)治療，以減少腫瘤復(fù)發(fā)或淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。
案例 2——疾病機(jī)理研究
題目：WDR45 contributes to neurodegeneration through regulation of ER homeostasis and neuronal death
期刊：Autophagy
影響因子：11.05
主要技術(shù)：CRISPAR-Cas9、WB、IHC、TMT 蛋白組學(xué) 、PRM 蛋白靶向驗(yàn)證
技術(shù)路線
內(nèi)容簡(jiǎn)介：宏自噬/自噬基因 WDR45 的突變會(huì)導(dǎo)致β螺旋槳蛋白相關(guān)的神經(jīng)變性（BPAN）然而其疾病過(guò)程的分子和細(xì)胞機(jī)制在目前尚不清楚。本文作者利用 CRISPAR-Cas9 系統(tǒng)構(gòu)建了wdr45 基因敲除（KO）小鼠，這些小鼠表現(xiàn)出認(rèn)知障礙，突觸傳遞異常和大腦多個(gè)區(qū)域的損傷。免疫組織化學(xué)分析顯示，老年小鼠前額皮質(zhì)和基底節(jié)神經(jīng)元丟失，前額皮質(zhì)細(xì)胞凋亡增加，這是神經(jīng)變性的標(biāo)志。TMT 定量蛋白質(zhì)組學(xué)分析結(jié)果顯示 KO 小鼠腦組織中積累了大量的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）蛋白。而后作者從細(xì)胞水平上驗(yàn)證發(fā)現(xiàn) WDR45 缺乏可引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白積累，從而導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激增加和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)質(zhì)量控制受損。未折疊的蛋白應(yīng)答（UPR）通過(guò) ERN1 / IRE1 或 EIF2AK3/ PERK 途徑升高，并最終導(dǎo)致神經(jīng)元凋亡。通過(guò) MTOR 抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激或激活自噬可減少細(xì)胞死亡。因此，WDR45 的喪失會(huì)破壞神經(jīng)元中的宏自噬機(jī)制，并導(dǎo)致細(xì)胞器自噬受損，從而提供了對(duì) BPAN 病因的機(jī)制理解以及治療這種遺傳疾病的潛在治療策略。