过去一周,蛋白组学领域有哪些新发现?|Proteomics Weekly Snapshot 028

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文献目录

1 (Cell)二甲双胍延缓雄性灵长类动物多组织衰老并改善脑功能

2 (‌Nat Genet)多组学与生物标志物助力疾病预测和基因关联发现

3 (Cancer Discov)TREM2表达的多核巨细胞在头颈部鳞状细胞癌中的预后价值

4 (Mol Cancer)胃癌抗PD-1/PD-L1联合抗血管生成疗法的耐药机制

5 (Am J Respir Crit Care Med)基于蛋白质组学的呼吸系统易感性评分

6 (Nat Metab)长期耐力运动对超重肥胖成人腹部皮下脂肪的影响

7 (Adv Sci (Weinh))分子分析揭示滑膜肉瘤的三种亚型

8 (Nat Comm)创伤后深静脉血栓患者血浆代谢和蛋白质组综合图谱

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1.(Cell,IF:45.5)二甲双胍延缓雄性灵长类动物多组织衰老并改善脑功能

9月12日,中国科学院动物研究所刘光慧/曲静研究员,联合中国科学院北京基因组研究所张维绮研究员团队,共同在 Cell 发文,研究了二甲双胍(Metformin)在雄性食蟹猴中延缓衰老进程的作用,特别是在脑萎缩和认知功能方面

研究在40个月内评估了二甲双胍对雄性食蟹猴的抗衰老效果,发现其显著延缓了衰老进程,尤其是在大脑中表现为相当于减缓6年的衰老速度。

通过转录组、DNA甲基化组、蛋白质组和代谢组等多组学分析,研究发现二甲双胍在多个组织中减缓衰老,并通过激活抗氧化转录因子Nrf2,延缓神经系统衰老,保护大脑结构并提升认知功能。这为人类衰老干预的药物开发提供了重要依据。

2.(Nat Genet,IF:31.7)多组学与生物标志物助力疾病预测和基因关联发现

9月11日,英国的研究团队在 Nature Genetics 发表文章,提出了一种名为 MILTON 的机器学习框架,结合多组学和生物标志物,预测 UK Biobank 中3,213种疾病的发生。

通过分析来自48.4万基因组测序样本及4.6万血浆蛋白质组学数据,MILTON 成功预测了尚未确诊的疾病病例,并在基因-疾病关联分析中发现了182个新的基因-疾病关联。

与传统的多基因风险评分(PRS)相比,MILTON在多数疾病中表现更佳,尤其在52种疾病中,整合蛋白质组数据后预测准确性(AUC)提升了0.1以上。

MILTON 流程图

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3.(Cancer Discov,IF:29.7)TREM2表达的多核巨细胞在头颈部鳞状细胞癌中的预后价值

9月16日,新加坡科技研究局下属的免疫学信息网研究团队在 Cancer Discovery 发文,研究了头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)患者肿瘤中的多核巨细胞(MGC)的预后价值。

研究发现,MGC的密度与患者的总生存期(OS)和无进展生存期(PFI)显著相关,特别是在未接受治疗和接受术前化疗的患者中。通过分析TCGA(110例患者)和GR(284例患者)数据,论文验证了MGC密度与较长OS和PFI的关联。

此外,研究开发了一种深度学习模型,用于自动化量化MGC密度,效率高于传统的手动评估。空间转录组学和蛋白组学分析显示,MGC与CD4 T中枢记忆T细胞和TREM2高表达的肿瘤相关巨噬细胞(TAM)在角质丰富的肿瘤区域内共定位,提示角质可能促进了TREM2高表达的TAM的积累,进而形成抗肿瘤的MGC。

这些发现表明,MGC可以作为HNSCC的预后标志物,帮助优化临床管理和治疗决策。

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4.(Mol Cancer,IF: 27.7)胃癌抗PD-1/PD-L1联合抗血管生成疗法的耐药机制

9月13日,法国贝尔戈尼研究所的研究团队和合作者在 Molecular Cancer 发文,研究了抗PD-1/PD-L1联合抗血管生成疗法在晚期胃癌(AGC)中的耐药机制,通过空间转录组学和血浆蛋白组学分析揭示了关键特征。

REGOMUNE II 期临床试验显示,regorafenib 与 avelumab 的联合治疗在19%的患者中取得了深度且持久的响应,但许多患者未获显著疗效。分析发现,耐药患者的肿瘤微环境中M2型巨噬细胞显著增多,S100A10蛋白在肿瘤细胞中的过表达也与耐药相关。

血浆蛋白组学结果显示,血浆中CSF-1、IL-4、IL-8和TWEAK等细胞因子的升高与不良预后相关。这些数据表明,巨噬细胞的免疫抑制作用以及S100A10的过表达是影响治疗效果的关键因素,为克服耐药提供了重要线索。

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5.(Am J Respir Crit Care Med,IF: 19.3)基于蛋白质组学的呼吸系统易感性评分

8月1日,范德比尔特大学的研究团队在 American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 发表研究,开发了一种基于蛋白质组学的呼吸系统易感性评分,用于预测未来呼吸系统疾病和死亡风险。

通过分析CARDIA队列中的长期肺功能数据(FEV1百分比预测值),研究团队识别了与加速肺功能下降轨迹相关的 protein aptamers,并据此建立了易感性评分。

该评分在 UK Biobank 和 COPDGene 队列中的应用结果显示,高易感性评分与全因死亡率、呼吸系统死亡率、COPD发生、呼吸系统急性加重发作以及需住院的急性加重发作显著相关。

研究表明,这一基于蛋白质组学的易感性评分能够识别出呼吸系统死亡、COPD发病及呼吸系统急性加重的高风险个体,具有在无需长时间肺功能测量的情况下进行早期肺病检测的潜力。

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6.(Nat Metab,IF: 18.9)长期耐力运动对超重肥胖成人腹部皮下脂肪的影响

9月10日,密歇根大学的研究团队在 Nature Metabolism 发表文章,结合蛋白质组学分析,探讨了长期耐力运动对超重或肥胖成人腹部皮下脂肪组织(aSAT)的影响。

研究发现,长期运动显著改善aSAT的结构和功能,包括提高毛细血管密度、减少纤维化、降低巨噬细胞含量、增加线粒体密度和增强脂质储存能力。

蛋白质组学分析揭示,运动改变了aSAT中的蛋白质表达谱,涉及脂质生成、蛋白质翻译和线粒体功能等重要过程。
研究表明,定期锻炼有助于重塑aSAT的结构和蛋白质组学特征,从而有助于维持心脏代谢健康。

7.(Adv Sci (Weinh),IF: 15.8)分子分析揭示滑膜肉瘤的三种亚型

9月10日,瑞典卡罗林斯卡学院、中国医科大学附属第四医院、哥伦比亚大学欧文医学中心的研究人员在 Advanced Science 联合发文,通过分子分析揭示了滑膜肉瘤(Synovial Sarcoma, SS)的三种亚型,并提供了对其生物学和基因多样性的深入了解。

研究通过对55名患者的91个滑膜肉瘤样本进行RNA和靶向DNA测序,并结合蛋白质组学和单细胞RNA测序分析,发现滑膜肉瘤可分为三种亚型:

亚型I具有高增殖性和免疫逃逸,预后较差;亚型II以血管-基质成分为主,预后显著较好;亚型III具有双相分化和基因组复杂性,尽管对新辅助治疗反应良好,预后仍较差。

此外,研究发现染色体异常是转移的独立风险因素,KRT8 被确定为双相肿瘤中上皮分化的关键蛋白。这些结果为滑膜肉瘤的分型和个性化治疗提供了新依据。

研究工作流程

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8.(Nat Comm,IF:14.7)创伤后深静脉血栓患者血浆代谢和蛋白质组综合图谱

9月7日,西安交通大学生命科学与技术学院郭燕教授团队在 Nature Communications 发文,通过整合代谢组学和蛋白质组学数据,研究了创伤后深静脉血栓(pt-DVT)患者的代谢和血液学特征。

在对680名创伤患者的分析中,研究人员确定了与pt-DVT相关的28种代谢物和2个临床参数簇,并通过机器学习算法构建了包含9种代谢物的预测模型,能够高效区分pt-DVT患者。

通过进一步联合蛋白质组学分析,研究人员鉴定出了214个pt-DVT相关蛋白,发现糖酵解/糖异生-TCA循环的上调可能通过增加红细胞内的活性氧(ROS)水平促进血栓形成,表明这一代谢通路可能是潜在的治疗靶点。

总的来说,该研究通过大规模代谢组学和蛋白质组学研究,揭示了创伤后DVT的代谢异常,并开发了具有临床应用潜力的早期诊断工具。

研究的设计和分析工作流程

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