北京
我們對(duì)月球的了解，可能比對(duì)自己體內(nèi)蛋白質(zhì)分布的了解還多。這個(gè)聽(tīng)上去很反常識(shí)的事實(shí)，在蛋白質(zhì)組學(xué)領(lǐng)域卻是長(zhǎng)期無(wú)法逾越的困境。蛋白質(zhì)是生命功能的直接執(zhí)行者，也是絕大多數(shù)藥物的作用靶點(diǎn)，但人體全身范圍蛋白質(zhì)的空間分布，一直沒(méi)有一張足夠精細(xì)、足夠完整的圖譜。近日，西湖大學(xué)郭天南團(tuán)隊(duì)在《自然》刊發(fā)的一項(xiàng)研究，終于把這個(gè)空白填上了大半。
研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合多家單位，收集了將近3000份人體組織樣本，覆蓋58種正常組織、25種癌癥類(lèi)型，對(duì)13609種蛋白質(zhì)做了精準(zhǔn)定量分析，繪出了迄今分辨率最高、覆蓋范圍最廣的人體蛋白質(zhì)組空間圖譜。簡(jiǎn)單說(shuō)，就是畫(huà)出了一張覆蓋全身主要組織器官和多種癌癥的“蛋白質(zhì)高精地圖”。
讓這張地圖成為可能的關(guān)鍵，是他們開(kāi)發(fā)的一套微量樣本蛋白質(zhì)組分析方法體系。過(guò)去做蛋白質(zhì)組分析，樣本量往往要得不少，分析速度和成本都不友好。而新方法只需要芝麻大小的組織樣本，就能完成標(biāo)準(zhǔn)化分析，分析速度提升了大約十倍，成本也大幅降低。這相當(dāng)于給大規(guī)模、高通量的蛋白質(zhì)組研究裝了一臺(tái)加速引擎，把以前繁瑣的流程壓縮成了一條可復(fù)用的流水線(xiàn)。
回過(guò)頭看這張地圖的成色，數(shù)據(jù)量相當(dāng)扎實(shí)。團(tuán)隊(duì)構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫(kù)包含15332個(gè)蛋白質(zhì)，其中13609種被精確定量。在這些數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，他們直接對(duì)比了25種癌癥的腫瘤組織與癌旁組織，找出了8940個(gè)差異表達(dá)蛋白。不同癌種之間的蛋白質(zhì)變化幅度差異很大，結(jié)腸癌、直腸癌和睪丸癌的蛋白質(zhì)改變尤其明顯，像是地圖上被標(biāo)紅的重度擾動(dòng)區(qū)域。
另一個(gè)有意思的發(fā)現(xiàn)是2879個(gè)腫瘤特異蛋白。這類(lèi)蛋白不是在所有癌癥里都露面，只會(huì)在特定癌種中冒出來(lái)，相當(dāng)于癌細(xì)胞在特定組織里留下的獨(dú)特印跡。有沒(méi)有臨床意義現(xiàn)在還不好說(shuō)，但從數(shù)據(jù)挖掘角度，這些蛋白就是未來(lái)篩選標(biāo)志物、理解癌癥異質(zhì)性的現(xiàn)成線(xiàn)索。
整項(xiàng)研究已經(jīng)以“Spatial distribution of the proteome in the human body and in cancers”為題發(fā)表在《自然》，研究數(shù)據(jù)也同步放到了公開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù) db.prottalks.com 上，面向全球研究者開(kāi)放。同行可以直接查詢(xún)某個(gè)蛋白在58種正常組織里的表達(dá)豐度，也可以框選不同癌癥類(lèi)型去對(duì)比蛋白變化。過(guò)去大家對(duì)著零零散散的文獻(xiàn)猜蛋白質(zhì)分布，現(xiàn)在變成了對(duì)著這張地圖直接檢索，研究的起點(diǎn)和效率會(huì)被重新定義。
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