“将心比心"---人类健康心脏组织大规模蛋白组学图谱绘制
景杰编者按：“西子捧心，愈增其妍”，虽然西施的心痛病已然不可考，但心脏疾病迄今都是世界范围内死亡的主要诱因。心脏，作为人体重要的器官，其组成蛋白的深度鉴定和定量研究仍显不足。健康心脏样本的蛋白组学图谱绘制，对于研究心脏疾病发病机制、biomarkers筛选以及治疗靶点的发现无疑具有非常重大的基础研究和临床应用的价值。随着基于质谱的高通量蛋白质组学研究技术的发展，此图谱的绘制将不再困难。
日前，德国马克斯-普朗克研究所的研究人员分析了3个健康心脏样本，16个不同解剖学区域和4类心脏细胞中的蛋白质组学，为后续不同心脏疾病的研究夯实了基础, 研究结果发表于著名学术期刊Nature Communications。景杰生物作为全球蛋白质及翻译后修饰的领跑者，可以为您提供一整套常规蛋白质组学及修饰组学研究的解决方案，同时还能为您提供高灵敏度的修饰类泛抗体，助力您的研究工作。
研究思路和成果：
研究人员基于Lable free的方法，对健康心脏组织和细胞样本进行蛋白质组学分析，并通过“in-StageTip（iST）”法1减少样本制备时间，耗损以及降低污染，而“loss-less”方法2的引入使得肽段需求量降低至30μg。综合以上方法，研究人员在不同解剖区域的组织样本中鉴定到10751个蛋白，细胞样本中鉴定到10447个蛋白，数据整合后，鉴定到的蛋白超过11000，这也是迄今健康心脏样本蛋白质组学最大通量的研究 （图 1）。
图1. 实验设计及分组信息
将上述分组细化，并对其进行生物信息学分析，结果显示，不同解剖学区域的组织样本和细胞样本中，蛋白表达具有相当的组织特异性。对差异蛋白的功能进行进一步分析，可为后续研究提供大量理论依据与暗示。如心脏四腔中线粒体蛋白的含量（21%）远高于Hela细胞3和瓣膜及血管，提示心房与心室部分的心肌细胞需要更多的有氧呼吸以维持其生理学功能 （图 2）。
图2. 组织样本（上图）和细胞样本（下图）定量蛋白情况
既然已经获得正常人目前最全的心脏蛋白质组学数据库，那么能否用它作为reference library，通过比较和心脏病人的蛋白质组学进行比较，获得一些对疾病诊断、治疗有关的信息？研究人员将上述健康人群左心房部分的蛋白质组学数据与房颤患者进行比对分析，得到如下结果：相对于健康的左心房样本，患者组共定量到104个下调表达蛋白和307个上调表达蛋白。其中部分ECM蛋白（如DSTN, ITGB2, ITGAM, 和FLNB）表达高度上调，而另一部分（包括COL1A2, COL3A1, 和 ITGB1）表现出明显下调。而下调最为明显的当属部分线粒体蛋白，房颤患者的线粒体功能异常已然见诸报道4-7，但其深层的患病机制仍需后续进一步研究（图 3）。
图3. 健康人群与房颤患者定量蛋白质组学比较。
房颤患者中，线粒体蛋白普遍升高，包外基质蛋白含量下调
参考文献：
1. Kulak, N. A., Pichler, G., Paron, I., Nagaraj, N. & Mann, M. Minimal, encapsulated proteomic-sample processing applied to copy-number estimation in eukaryotic cells. Nat. Methods 11, 319–324 (2014)
2. Kulak, N. A., Geyer, P. E. & Mann, M. Loss-less nano-fractionator for high sensitivity, high coverage proteomics. Mol. Cell. Proteomics 16, 065136 (2017).
3. Itzhak, D. N., Tyanova, S., Cox, J. & Borner, G. H. Global, quantitative and dynamic mapping of protein subcellular localization. eLife 5, e16950 (2016).
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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。