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华盈视角: Science,肝脏蛋白组研究重大成果

2016/06/17

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       近日,来自瑞士和美国的研究人员利用改进的蛋白质组定量方法SWATH-MS,在小鼠身上开展大规模的蛋白质组研究,获得有关脂肪和能量代谢紊乱分子背景的新知识,相关研究结果发表在6月9日的国际学术期刊《Science》杂志上。


       在过去的二十年里, 组学技术飞速发展,常用于遗传学、分子通路和整体表型之间的相关性研究,但大部分影响表型的遗传因素仍然是未知的。在该项研究中,研究者选用模式动物小鼠进行了系列实验分析。实验的两组鼠群起源于相同的两个祖先,每组小鼠均由40个品系构成。研究人员分别给相同小鼠组群喂食高脂饮食HFD或健康饮食CD,然后记录小鼠几周内的生理数据,对它们的行为也进行了系列测试。结果发现:部分小鼠表型正常,而一些小鼠发生脂肪肝类的代谢紊乱!小鼠和人类一样,也存在个体差异,它们能以不同的方式响应高脂饮食!
        

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       研究者认为,从遗传方面着手研究或许可以解释胆固醇代谢或脂肪肝类代谢紊乱的易感性差异。除了进行传统的基因组、转录组检测分析,研究人员对蛋白质组学研究也表现出了极大的兴趣。他们试图通过结合大规模蛋白质组定量分析,揭示代谢差异背后蕴藏的分子机制。但是相对于测序整个基因组来说,检测全套蛋白质尤为复杂,他们采用Aebersold研究小组开发的SWATH-MS质谱测量技术,最终完成了小鼠广谱肝脏蛋白浓度检测。


       SWATH-MS是一种新型的蛋白质定量技术,定量方法基于提取Transition峰面积计算出肽段含量,通过肽段含量推理出蛋白质含量。其拥有高定量精度和良好的多样品定量一致性等特点,可以用来寻找多个生物样品中的差异表达蛋白。在该项研究中,研究人员应用SWATH-MS技术共检测了肝脏组织样本中2,600种不同的蛋白,还确定了对脂肪与能量代谢发挥重要作用的一些特异性蛋白,COX7A2L位列其中。


       进一步研究发现, COX7A2L蛋白主要负责形成线粒体中的超复合体,这些超复合体由100多种不同的蛋白质组成,能为细胞提供所需能量。一旦COX7A2L蛋白缺失,就会引起可用能量匮乏,最终对小鼠造成了一定的负面影响。


       目前,研究人员已经生成了相应的成千上万人类蛋白质数据库,预期应用SWATH-MS技术进行人类群体研究。他们认为,由于个体差异,每位患者在遗传上都是不同的,小鼠组群中应用的研究方法或许可以一对一地应用于人类疾病的研究, 这项研究将推进个体化医疗的快速发展!


文献链接:http://science.sciencemag.org/content/352/6291/aad0189.abstract


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