今天來(lái)盤(pán)點(diǎn)一下定量蛋白質(zhì)組學(xué)，特別是定量蛋白組和轉(zhuǎn)錄組聯(lián)合分析的研究成果，主要包括以下六個(gè)方向：作物發(fā)育、植物抗逆、免疫互作、動(dòng)物疾病控制、藥物作用分子機(jī)制以及腫瘤標(biāo)志物研究。
1作物發(fā)育
J Wu[1] 等，利用轉(zhuǎn)錄組與蛋白組的聯(lián)合分析對(duì)正常成熟甜橙和其晚熟突變體進(jìn)行了甜橙果實(shí)成熟機(jī)制的探究。通過(guò)RNA-seq在突變體與野生型中共得到628個(gè)差異表達(dá)基因；利用iTRAQ共鑒定到130個(gè)差異蛋白；通過(guò)對(duì)兩個(gè)水平結(jié)果的聯(lián)合分析獲得多個(gè)參與甜橙果實(shí)成熟的代謝通路，比如激素途徑、細(xì)胞壁合成以及糖代謝通路，同時(shí)轉(zhuǎn)錄組與蛋白組差異表達(dá)模式的不一致揭示部分蛋白參與轉(zhuǎn)后調(diào)控，為揭示甜橙成熟機(jī)制奠定基礎(chǔ)。
2.植物抗逆
定量蛋白質(zhì)組學(xué)的研究在植物抗逆機(jī)制研究中應(yīng)用廣泛，Lan P等[2]通過(guò)利用iTRAQ技術(shù)對(duì)正常生長(zhǎng)及鐵缺乏條件下擬南芥根的蛋白譜進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)92個(gè)差異轉(zhuǎn)錄本中僅有17個(gè)在蛋白水平發(fā)生差異表達(dá)，轉(zhuǎn)錄和蛋白水平的表達(dá)模式差異較大。通過(guò)分析認(rèn)為有些轉(zhuǎn)錄本豐度的改變沒(méi)有體現(xiàn)在蛋白層面，比如可變剪接、RNA的加工和翻譯后修飾都會(huì)影響翻譯效率。所以需要通過(guò)轉(zhuǎn)錄組水平和蛋白組的聯(lián)合分析區(qū)別出真正的轉(zhuǎn)錄本和蛋白質(zhì)一致性或者是不一致性，以進(jìn)行深入機(jī)制研究。
FY Zhu[3]等通過(guò)轉(zhuǎn)錄組和蛋白組的聯(lián)合分析揭示了擬南芥在脫落酸響應(yīng)中的可變剪接和翻譯的分子機(jī)制，結(jié)果中發(fā)現(xiàn)相比于基因的差異表達(dá)，發(fā)生差異可變剪接的基因功能多集中在三羧酸循環(huán)、光合作用等途徑，表明在對(duì)ABA響應(yīng)中，相對(duì)基因表達(dá)，轉(zhuǎn)錄本的結(jié)構(gòu)變化可能起更為重要的作用，且差異可變剪接事件更容易翻譯成蛋白行使生物學(xué)功能。
3.免疫互作
Qi J[4]等，利用多組學(xué)（轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白組學(xué)、代謝組學(xué)）技術(shù)，探索了玉米受植食昆蟲(chóng)攻擊的防御機(jī)制，并構(gòu)建繪制了系統(tǒng)的調(diào)控模型。這些數(shù)據(jù)對(duì)玉米防御昆蟲(chóng)災(zāi)害的進(jìn)一步遺傳學(xué)研究搭建了很好的框架，也為抗昆蟲(chóng)災(zāi)害的玉米新品種的培育奠定了良好的基礎(chǔ)。
4.動(dòng)物疾病控制
M Zachut [5]等利用定量蛋白組學(xué)對(duì)不同胰島素敏感型的奶牛生產(chǎn)前后脂肪組織的差異蛋白進(jìn)行檢測(cè)，以堅(jiān)定與胰島素抗性及奶牛代謝水平相關(guān)的生物標(biāo)記物。結(jié)果從奶牛脂肪組織中鑒定到586個(gè)蛋白，其中奶牛生產(chǎn)前后共獲得143個(gè)差異蛋白。對(duì)胰島素敏感及不敏感的奶牛的差異蛋白與脂類分解相關(guān)，可以作為生物標(biāo)記物的候選蛋白。
5.藥物作用分子機(jī)制
Shelton L M[6]等通過(guò)轉(zhuǎn)錄組和定量蛋白組聯(lián)合分析的方法研究藥物作用Nrf2靶點(diǎn)的分子機(jī)制。Nrf2已被證明在大量的急性腎損傷實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭邪l(fā)揮保護(hù)性作用，有望成為治療慢性腎臟疾病的靶點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)設(shè)置Nrf2敲除小鼠模型（對(duì)照組為野生型）給予藥物及安慰劑處理，給藥24h后比較給藥組和安慰劑組，共鑒定到3122個(gè)差異基因，68個(gè)差異蛋白，結(jié)合注釋信息可以知道Nrf主要通過(guò)調(diào)節(jié)NAPDH的供給在小分子物質(zhì)的胞內(nèi)外運(yùn)輸、氧化還原平衡等生物學(xué)過(guò)程中發(fā)揮重要作用。
6.腫瘤標(biāo)志物研究
在臨床診斷方面，只有當(dāng)癌細(xì)胞死亡的時(shí)候才會(huì)將儲(chǔ)存在細(xì)胞核基因組DNA中的遺傳信息和突變基因基因信息釋放到外周血中。那些在細(xì)胞死亡之前就大量表達(dá)出的蛋白質(zhì)實(shí)際上是癌癥早期診斷的獨(dú)特靶點(diǎn)，可以幫助我們實(shí)現(xiàn)更早的疾病干預(yù)。所以，蛋白標(biāo)記物相比其它標(biāo)記物更能實(shí)現(xiàn)癌癥的早期診斷。
結(jié)直腸癌常見(jiàn)于成年人中，死亡率高。從正常的大腸黏膜細(xì)胞發(fā)展為腺瘤最后演變?yōu)榘┘?xì)胞的過(guò)程受多種因素的調(diào)控。Cristobal A[7]等荷蘭科學(xué)家將七對(duì)體外三維培養(yǎng)的（結(jié)腸癌-癌旁）類器官進(jìn)行定量蛋白質(zhì)組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析，除了在發(fā)現(xiàn)TLE1等的下調(diào)表達(dá)助長(zhǎng)了WNT信號(hào)通路的持續(xù)激活從而容易引發(fā)腸癌發(fā)生發(fā)展外，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)不同病人間蛋白組表達(dá)模式差別較大，所以通過(guò)個(gè)性化診斷從而實(shí)現(xiàn)癌癥的精準(zhǔn)化治療是十分必要的。
另外一個(gè)結(jié)腸癌標(biāo)志物相關(guān)的研究中，Malgorzata A Komor等[8]通過(guò)整合RNA-seq、Iso-seq及LC-MS/MS數(shù)據(jù)建立了一個(gè)適于臨床研究的蛋白組數(shù)據(jù)分析流程，從分析結(jié)果中可以發(fā)現(xiàn)除了DNA水平上的變異，RNA水平上發(fā)生的異常剪接也會(huì)導(dǎo)致癌癥的發(fā)生發(fā)展，比如在結(jié)直腸癌(CRC)中，SRSF1導(dǎo)致RAC1中exon 4的保留，產(chǎn)生了一種有助于癌細(xì)胞存活的Rac1b isoform；BCL2L1的可選擇性5 ‘ s端剪接事件的發(fā)生助于抵抗細(xì)胞死亡使；VEGFA的可選擇性3 ‘端剪接事件會(huì)導(dǎo)致癌癥中抗血管生成的isoform的轉(zhuǎn)變，并誘導(dǎo)血管生成。
參考文獻(xiàn)
[1]Wu J, Xu Z, Zhang Y, et al. An integrative analysis of the transcriptome and proteome of the pulp of a spontaneous late-ripening sweet orange mutant and its wild type improves our understanding of fruit ripening in citrus[J]. Journal of Experimental Botany, 2014, 65(6):1651-71.
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[4]Qi J, Sun G, Wang L, et al. Oral secretions from Mythimna separata insects specifically induce defense responses in maize as revealed by high-dimensional biological data.[J]. Plant Cell & Environment, 2016, 39(8):1749.
[5]Shelton L M, Adam L, Joanne W, et al. Integrated transcriptomic and proteomic analyses uncover regulatory roles of Nrf2 in the kidney:[J]. Kidney International, 2015, 88(6):1261-1273.
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[7]Cristobal A, Hw V D T, Van d W M, et al. Personalized Proteome Profiles of Healthy and Tumor Human Colon Organoids Reveal Both Individual Diversity and Basic Features of Colorectal Cancer.[J]. Cell Reports, 2017, 18(1):263.
[8]Komor M A, Pham T, Hiemstra A C, et al. Identification of differentially expressed splice variants by the proteogenomic pipeline Splicify[J]. Molecular & Cellular Proteomics Mcp, 2017:mcp.000056.2017.
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