Still Alice，Still AD—利用蛋白质组学研究阿尔兹海默症

景杰编者按：阿尔兹海默症（Alzheimer disease， AD）是一种严重危害老年人健康的神经退行性疾病，一直为人们所关注。2015年奥斯卡获奖影片Still Alice就是一部关于阿尔兹海默症患者的故事，主演Julianne Moore凭借精彩的演技获得奥斯卡影后，同时包揽欧洲三大电影节（柏林、威尼斯、戛纳）影后，创造了历史。 近期，著名期刊Cell System上的一篇文章，利用高通量蛋白质组的技术分析了阿尔兹海默症在不同阶段之间的差别，为进一步深入研究相关的机制提供了重要的资料和线索。景杰生物作为全球蛋白质及翻译后修饰的领跑者，可以为您提供从前期筛选到后期验证的完整蛋白质组和翻译后修饰组学解决方案，为您的科研助一臂之力。

阿尔茨海默病（AD）是一种起病隐匿的进行性发展的神经系统退行性疾病。该疾病过程复杂、起因众多，一直是医学研究领域的重点。近年来，蛋白质组技术的发展极大促进了疾病的研究进展。近期来自美国埃默里大学的研究者分析了129例不同发病阶段的人类脑部组织样本的蛋白质组和转录组，以期探寻阿尔兹海默症发生发展过程中在分子水平的改变。作者发现蛋白质水平和转录水平的变化只有较弱程度的正相关性，因此蛋白质组层面的信息具有转录组所不可替代的重要意义（图1）。

图1 高通量蛋白质组和转录组解析无症状和有症状的阿尔兹海默症脑组织的差别

首先，作者分析了15例正常组织，15例无症状以及20例有症状的阿尔兹海默症脑皮层组织的蛋白质组。以阿尔兹海默症标志性的Aβ（β-淀粉样蛋白）为例，作者发现的确该蛋白相关的肽段在不同阶段的病人组织样本中呈现上升的趋势，表明该检测结果和以往的知识体系相符合。此外，作者还发现了一些其他的差异性蛋白并做了相关的展示和分析（图2）。

图2 无症状和有症状的阿尔兹海默症脑组织样本间的差异蛋白展示

接下来，作者使用共表达分析（co-expression）方法鉴别出了一些在不同类型样品间差异蛋白的模块组合（Modules）。通过将这些模块和临床病例资料相结合，发现这些蛋白层面的改变和临床的信息有较好的对应关系（图3）。 作者对这些蛋白模块的对应关系做了详细的阐述，并且表示这些对应关系和以往的文献报道相互印证。

图3 co-expression分析的蛋白质模块能够和临床信息相互对应

最后，作者将蛋白组层面的信息和转录组层面的信息进行了overlap分析。分析结果表明，转录组和蛋白组之间只有较弱的正相关性。其中cell type相关蛋白质表达与其转录水平的差异较为一致，而微管结合、炎症反应、DNA/RNA结合相关的蛋白在转录水平上则没有显著地差异（图4）。

图4 阿尔兹海默症中转录水平和蛋白质水平的关联分析

该项研究使用了基于高分辨质谱的方法系统分析了不同阶段阿尔兹海默症样本的蛋白质组差异，为疾病的发生发展提供了重要的信息和研究线索。这种思路同样可以扩展到其他类型疾病的研究中去。相信随着蛋白质组技术的不断发展，人类对于疾病的认识和应对必将取得更大的进步。

Nicholas T. Seyfried, et al., A Multi-network Approach Identifies Protein-Specific Co-expression in Asymptomatic and Symptomatic Alzheimer's Disease, Cell Systems, 2017 

景杰生物通过整合以组学为导向（包括基因蛋白质组学和组蛋白密码组学）的生物标志物发现、以生物标志物为导向的药物研发、以高质量抗体为基础的诊断试剂盒开发这三个环节，逐步构建起“疾病精准分层”、“精准药物研发”、“疾病精准诊断” 三位一体的精准医疗产业化发展的运作链条，从而为精准医疗产业化开创出一片广阔前景, 并开辟出一条可行路径。