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景杰生物/报道 编者按:生物体经历日夜循环进化出昼夜节律生物钟,使适当的细胞生理学活动发生在有利的时机,从而调节从睡眠到细胞代谢的一切活动。从真菌到动物,生物钟的调节机制是非常保守的,其核心是转录翻译的正负反馈环。而最近的研究证据表明存在昼夜节律调节的其它机制,包括由CSP-1组成的辅助回路对生物钟核心潜在的代谢反馈调节。此外,之前的昼夜节律蛋白质组学检测发现节律性蛋白质没有相对应的节律性mRNAs,这些都充分表明表达的mRNAs与翻译蛋白的不一致性。因此,只追踪昼夜节律中mRNA水平的变化来揭示细胞内昼夜节律生物钟对细胞功能的调控是片面且不可行的,我们还必须直接检测蛋白质水平的变化。2018年12月26号,美国伦斯勒理工学院的Jennifer M. Hurley与达特茅斯盖塞尔医学院Jay C. Dunlap共同通讯在Cell Systems杂志发表题为“Circadian Proteomic Analysis Uncovers Mechanisms of Post-Transcriptional Regulation in Metabolic Pathways”的研究论文。作者利用脉孢菌作为模式生物,对其进行长时间、深度采样,利用TMT-MS方法研究其昼夜节律的蛋白质组。结果表明节律性mRNA和蛋白的相关性仅为60%,再次突出了此过程中广泛的转录后...
发布时间: 2019 - 01 - 16
景杰生物/报道 精准医学行业的发展方兴未艾,相关的研究进展不论在学术界、医疗界还是工业界中都备受瞩目。尽管基因组测序技术的大规模应用在精准医学领域取得了一定的成绩,但是由于肿瘤本身的高度复杂性,人们越来越认识到仅仅依靠基因和转录层面的信息进行注释是不够的。随着质谱技术的飞速发展,蛋白质组学技术在临床方向的研究和应用正在成为精准医学新的发展趋势。2018年以来,在Cell、Cancer Cell、Nature Communications等一系列高水平期刊上发表了多篇临床蛋白质组技术的重磅研究成果,预示了蛋白质组驱动的精准医学时代的来临。今年11月,Nature Reviews Clinical Oncology在线发表了一篇基于质谱的临床蛋白质组学应用的综述,进一步揭示了精准医学大背景下蛋白质组学临床应用的广阔前景。这里,小编汇总了2018年重要的临床蛋白质组研究工作,分为上篇:分子分型和预后评估、下篇:卵巢癌和乳腺癌专辑,供广大读者参考借鉴。临床蛋白质组(上):分子分型和预后评估1.Nat Commun:我国学者利用蛋白质组学对胃癌进行分子分型并揭示潜在治疗靶点2.Nat Commun:蛋白组学揭示口腔鳞癌基于表征蛋白的预后诊断模型3.Cancer Cell:蛋白组与修饰组联合分析揭示成神经管细胞瘤分子分型4.Cancer Cell:磷酸化组学揭示E...
发布时间: 2019 - 01 - 02
景杰生物/报道 景杰编者按:阿尔茨海默症是严重的神经退行性疾病,其主要病理学特征是淀粉状斑块(Amyloid Plaques, APs)在脑部的沉积。针对APs研发的药物虽然能够改善模型小鼠的认知水平,然而在临床实验中并未取得实质性的效果。另一方面,部分认知正常的人脑中也存在APs的沉积。因此,系统性的比较研究人脑APs的组分至关重要。2018年12月,基础医学研究所医学分子生物学国家重点实验室的葛微课题组和人体解剖与组胚学系马超课题组合作在著名的阿尔茨海默症专业期刊Alzheimer & Dementia (IF=12.7)上发表了题为 Quantitative proteomics reveals distinct composition of amyloid plaques in Alzheimer's disease 的研究论文。研究中,作者通过激光显微切割与高通量定量质谱的技术研究了AD人脑、年龄匹配的非AD人脑、以及APP/PS1转基因模型小鼠中APs的蛋白组学特征。研究鉴定了40余种高度富集于人脑APs的蛋白组分,并且详细阐述了人脑与模型小鼠脑的异同。 研究发现AD模型小鼠脑中多种明显激活的信号通路在人脑中并未发生明显变化,提示其病理机制可能存在不同。该研究为AD病理机制提供了独特见解,也为未来AD诊断及治疗靶点的研发奠定了坚实基础。参考文...
发布时间: 2018 - 12 - 19
景杰生物/解读 景杰编者按:mTORC1作为微环境中营养信号的感应器,它能够感应微环境中的氨基酸、生长因子、葡萄糖、胆固醇等信号,进而调控细胞及机体内几个关键的过程:糖代谢、蛋白质代谢,脂类代谢以及细胞自噬等。但是,当mTORC1信号通路的关键蛋白(mTOR、GATOR、PTEN、TSC、LKB、AMPK等)发生突变,将会导致mTORC1的活性失调,进而导致细胞代谢及细胞增殖的紊乱,这也将是许多代谢相关疾病主要诱因。由此可见,mTORC1信号通路是维持机体代谢平衡的核心,也是细胞代谢的重要前沿领域。深入探索mTORC1信号通路的调控机制,能够为临床上基于代谢相关疾病的分子诊断、精确分型、预后分析以及靶向治疗提供重要的理论。 mTORC1信号通路mTORC1的激活主要由氨基酸和生长因子信号协同作用,其中氨基酸信号主要通过Rags复合物调控mTORC1在溶酶体上的定位,而生长因子信号主要是通过激活Rheb进而促进mTORC1的活性。 mTORC1与生长因子 同济大学医学院王平教授课题组长期围绕肿瘤细胞与微环境交互作用机制这一肿瘤生物学关键科学问题,系统探讨了肿瘤微环境的泛素化调控。大量的证据表明泛素化修饰在肿瘤发生中有重要作用。泛素化(包括类泛素化)作为重要的蛋白质翻译后修饰,一直是肿瘤生物学研究的重点和热点。泛素化修饰是一个可逆的酶级联反应,由...
发布时间: 2018 - 12 - 19
景杰生物/报道 近些年来,蛋白质组学,尤其是修饰组学的研究屡屡取得重大突破,相关的研究报道也屡屡见诸于CNS等诸多顶级期刊?!傲俅泊笱尽钡慕恿涞?,“大数据分析”的发展也推动着多组学的发展与进步。诸多迹象表明,蛋白组组学及修饰蛋白质组学作为一种技术手段,随着技术的进步与发展广泛的运用于诸多领域,进入了蓬勃发展的新阶段?;毓?018,从本周五开始,接下来的每个周五小编将根据自己的理解,与您一起回顾2018年度代表性的蛋白质组学突破与文章,本周主题为“蛋白质修饰组学”,因为篇幅较长,将分上下两篇,请您雅鉴。蛋白质修饰组学(上篇)1. Nat Commun:?;奘涡路⑾?--苯甲酸钠可以?;奘巫榈鞍?. Nat Commun:去泛素化酶USP14新底物及在非酒精性脂肪肝发展中的新机制3. Nature:“磷酸化/去磷酸化循环调控”---睡眠调控的全新机制4. Cell:乙酰转移酶p300底物动态变化5. Science:磷酸化蛋白组学揭示大脑中阿片类药物受体信号通路1. Nat Commun:?;奘涡路⑾?--苯甲酸钠可以?;奘巫榈鞍譎e Huang, et al. (2018) Lysine benzoylation is a histone mark regulated by SIRT2. Nature Commu...
发布时间: 2018 - 12 - 14
景杰生物/解读 景杰编者按:糖尿病是一种因血液中葡萄糖水平过高所导致的疾病,其发病影响因素诸多,主要包括遗传、肥胖、年龄增长和缺乏运动等。胰岛素是由胰岛β细胞所分泌的降血糖激素,随着年龄的增长,胰岛β细胞的功能也日渐衰退,即使没有发生糖尿病,胞内控制细胞功能的遗传开关(genetic switches)也不能像年轻时那样有效地感受外界信号、执行分泌胰岛素的功能。近日,一项发表在国际专业学术杂志Cell Reports 的研究中,来自加州大学圣地亚哥分校的Sander 教授团队运用蛋白质组学和靶向代谢组学的联合分析研究,揭示了与年龄相关的胰岛细胞代谢酶水平和胰岛素分泌能力改变的机制,对随年龄变化条件下胰岛β细胞的功能提供了新的认识?!簟粞芯烤痢簟羰笛樗悸罚?/ 定量蛋白质组学证明了胰岛蛋白水平变化与年龄相关2/ 成年小鼠的胰岛表现出葡萄糖代谢酶水平和活性的增强3/ 与年龄相关的代谢重编程增强了胰岛素分泌功能图1. 实验思路和结论概览1 定量蛋白质组学证明了胰岛蛋白水平的变化与年龄相关作者从服用了15N氨基酸标记物的小鼠(14-week-old)和14N氨基酸无标记的小鼠(4-week-old和1-year-old)中分离出胰岛,并按照1:1混合提取蛋白后,通过15N SILAM MudPIT LC-MS/MS技术...
发布时间: 2018 - 12 - 12
景杰生物|解读景杰编者按:癌症的精准治疗一直是备受关注的研究领域之一?;谥琢龌蜃椴庑虻姆椒ㄎ颊吒鎏寤≡裰瘟铺峁┝丝山杓闹傅夹畔?,并的确延长了部分癌症患者的生命。然而通过在临床上的统计观察发现,真正能从基于肿瘤基因组的预测疗法中获益的患者仍然只占少数。近年来的研究表明,相比于仅通过基因组分析,蛋白质组包含了更多基因组无法识别的新信息。这一观察引出了蛋白质基因组学的概念,综合两个维度的数据分析让我们能更全面地认识肿瘤,也给肿瘤未来的精准治疗提供了新的思路和方向。近日,美国弗雷德哈钦森癌症研究中心Amanda Paulovich教授在国际专业学术期刊Nature Reviews Clinical Oncology发表了题为Clinical potential of mass spectrometry-based proteogenomics的重磅综述,为当下蛋白基因组学在临床中(特别是癌症)的应用指明了更清晰的方向。在本文中,作者表示,蛋白质基因组学相对于当前基因组驱动的癌症临床表征方法更有实际的意义,并且阐述了当下实验室如何将基于靶向蛋白质组学检测方法结合到临床中,以促进实际的转化应用。美国弗雷德哈钦森癌症研究中心成立于1975年,是世界领先的癌症研究机构之一,拥有一大批世界一流的学者和研究人员,包括3位诺贝尔生理及医学奖得主。Amanda Paulovich教授实...
发布时间: 2018 - 12 - 07
景杰生物|解读景杰编者按:泛素-蛋白酶体系统(UPS)通过底物识别,泛素结合,蛋白酶体降解等一系列步骤调控细胞内蛋白质的降解。在哺乳动物中,E3泛素连接酶和去泛素化酶(DUBs)分别通过催化蛋白质的泛素化和去泛素化修饰调控蛋白质的降解和转换,将泛素的内稳定维持在一个高度动态的过程。泛素特异性蛋白酶USP14是唯一能够与蛋白酶体19S调控颗??赡娼岷系腢SP家族,并通过去除底物上的泛素链抑制其被降解。目前研究已发现USP14参与了细胞的不同生理过程和多种疾病的发生,对其底物的系统鉴定有助于我们全面了解USP14的功能特征以及细胞内复杂的蛋白酶体相关的去泛素化事件。中国科学院上海药物研究所研究员谭敏佳课题组与复旦大学中山医院内分泌科教授李小英团队合作,通过基于质谱技术的蛋白质组,泛素化修饰组以及蛋白质互作组学分析,系统的筛选了USP14的底物,并揭示了与USP14高度相关的多种新的细胞通路,尤其是脂肪代谢和碳水化合物代谢。与生物信息学分析结果一致,研究者进一步证实了脂肪酸合成酶(FASN)是USP14的特异性底物,USP14通过介导FASN去泛素化,增强其稳定性,从而促进甘油三酯的聚集。该成果揭示了肝脏脂肪变性的病理过程中一个崭新的分子机制,发表在Nature communications (IF: 12.353)上?!簟粞芯克悸酚虢峁簟粞芯空咔捌诶肁ffymetrix ...
发布时间: 2018 - 12 - 03
景杰生物|报道景杰编者按:脂质的代谢涉及许多功能上独特的细胞器,如细胞质膜、ER、线粒体、过氧化物酶体、溶酶体以及脂滴(LD)等。这些细胞器为多种生化反应提供了单独的隔室,这些隔室都具有高度动态的结构,其成分和相互作用都是可以改变进而适应环境变化和代谢的挑战。在肝脏中,脂质溢出会导致各种疾病,严重程度从轻度肝细胞增多症到非酒精性脂肪性肝炎(NASH),更有可能会导致肝功能衰竭,尽管在脂肪肝中已经报道了ER应激和线粒体功能障碍,但仍然不清楚脂质积累如何影响蛋白质定位,细胞器结构和相互作用。总的来说,蛋白质组成是控制细胞器功能的关键因素,并且由不同的机制决定,因此了解肝脏脂质积累如何影响细胞器蛋白质组成及其翻译后修饰对健康和疾病的代谢具有广泛影响。常规的细胞蛋白质组学研究和翻译后修饰研究具有一定的局限性,因为它无法模拟真实的体内情况,再加上大规模样本情况下抗体的不可用性,迫切需要一种解决方法。近期,国际专业学术期刊Developmental Cell上发表了一篇利用基于质谱的蛋白质和磷酸肽相关性分析方法,去检测6000个肝脏蛋白和16000个磷酸肽的变化及其在细胞中的分布。研究发现在脂肪肝中,许多细胞器接触位点蛋白都靶向到脂滴(LD),对细胞器产生了束缚作用,重新调整了脂质代谢,整个分泌途径的蛋白质也显著发生了重新分布,包括COPI复合物的错误定位和LDs中的高尔基体的分离,...
发布时间: 2018 - 11 - 28
DIA(Data-Independent Acquisition)技术并非是全新的概念,然而在近些年来随着软硬件的不断进步,逐渐崭露头角,成为了越来越多研究者的选择 [1]。DIA相较于传统的“鸟枪法”DDA(data-dependent acquisition)质谱检测手段而言,具有无损采集,数据重现性好等特点,日益在蛋白质组学领域得到广泛应用。今天就两篇典型的应用DIA质谱检测的蛋白质组学文章进行简要概览,以飨读者。 Molecular Systems Biology —— 定量蛋白质组学揭示双胞胎之间蛋白差异遗传和环境能够影响个体基因表达情况,进而使得个体的蛋白表达水平存在较大差异。双胞胎是分析遗传因素和环境因素对个体的影响的最佳研究对象。研究者利用DIA质谱检测技术,对232例来自44位异卵双生和72位同卵双生个体,在两个不同年份采集的血浆样本进行蛋白质组学检测[2]。 图1.蛋白质组学实验设计应用人类血浆蛋白组谱图数据以及自建的DDA血浆蛋白组数据整合数据库,本次实验中,研究者在不去除高丰度蛋白的情况下,总共定量到534种血浆蛋白质,其中包括42种已通过FDA认证的临床生物标志物,且数据在232例样本之间保持了良好的重复性(变异系数CV值小于25%,中位数为7.2%)。该项结果也体现出DIA定量蛋白质组学在临床大样本研究中的较大优势。根据蛋白质组学数据...
发布时间: 2018 - 11 - 23
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