过去一周,蛋白组学领域有哪些新发现?|Proteomics Weekly Snapshot 026

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文献目录

1 (J Hematol Oncol)空间多组学:解读多组学整合的技术格局及其应用

2 (‌Nat Neurosci)与渐进性Aβ斑块和tau缠结病理相关的AD蛋白质组学变化

3 (‌Nat Aging)血清蛋白组学揭示AD中APOE-ε4依赖与非依赖性的蛋白质特征

4 (Nat Comm)宏转录+宏蛋白:揭示北大西洋西部的微真核生物代谢

5 (Nat Comm)急性肾小管损伤的血浆蛋白质组学

6 (Alzheimers Dement)CT1812在AD中作用的脑脊液蛋白质组学生物标志物荟萃分析

7 (Cell Rep Med)蛋白组学研究发现前列腺癌预后预测新型标志物

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1.(J Hematol Oncol,IF:29.5)空间多组学:解读多组学整合的技术格局及其应用

8月24日,华中科技大学同济医学院的 Peng Wu、Canhui Cao 团队在 Journal of Hematology & Oncology 发表了空间多组学综述文章,全面介绍了空间多组学技术的发展及其在生物医学中的应用。

文章深入探讨了基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学和表观遗传学等多组学技术在过去十年中的演变和改进(包括通量、分辨率、模式整合和准确性的提升),并讨论了空间多组学在揭示空间异质性、构建详细空间图谱、解码肿瘤免疫学中的空间信号传导以及通过精确空间映射推进转化研究和癌症治疗中的关键贡献。

其中,空间蛋白质组学(spatial proteomics)利用质谱法和成像法获取大规模空间蛋白质组学数据,质谱法具有高灵敏度和蛋白质组覆盖率,常用于亚细胞水平的蛋白质定位研究;成像法则提供了细胞内蛋白质分布的可视化,尽管其定量能力有限。两者结合可以实现对蛋白质空间分布及动态变化的全面分析。

作者指出,尽管目前面临技术挑战,但未来空间多组学技术有望通过提升通量、降低成本、整合更多检测模式以及提高灵敏度和特异性,推动个性化精准医学的发展,特别是在细胞生物学研究中的革命性进展。

空间多组学的时间线。包括转录组学、基因组学、蛋白质组学、代谢组学和表观基因组学。除了常用的技术外,还提到了一些新兴方法

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2.(Nat Neurosci,IF:21.2)与渐进性Aβ斑块和tau缠结病理相关的AD蛋白质组学变化

8月26日,瑞典隆德大学的研究团队在 Nature Neuroscience 发表了AD蛋白质组学研究,结合放射配体技术(测量Aβ斑块和Tau缠结)和脑脊液(CSF)蛋白质组学分析,揭示了AD不同病理阶段的分子事件。

文章研究了BioFINDER-2队列中877名参与者的脑脊液蛋白质水平,通过Aβ和tau病理标志物将参与者分为四组(Aβ阳性和阴性、tau阳性和阴性),通过比较不同组别之间的差异发现了127个与AD病理进程相关的差异蛋白(DAPs)。研究发现51种蛋白质在仅有Aβ病理的患者中显著上调,而在同时具有Aβ和tau病理的患者中,进一步发现93种蛋白质的显著变化,包括45种上调和48种下调蛋白。研究还通过单细胞转录组数据分析了这些蛋白的细胞类型特异性,并通过多个独立队列验证了部分差异蛋白的可靠性。

最终,研究揭示了一些与AD相关的核心蛋白质及其在不同病理阶段的变化,同时确认了部分蛋白质在非AD神经退行性疾病中的特异性表现。这些发现有助于更好地理解AD的病理进展及其与其他神经退行性疾病的区别。

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3.(Nat Aging,IF:17)血清蛋白组学揭示AD中APOE-ε4依赖与非依赖性的蛋白质特征

8月21日,冰岛心脏病协会(Icelandic Heart Association)的研究团队在 Nature Aging 发表了AD血清蛋白质组学研究。

研究通过对5,127名冰岛老年人的高通量血清蛋白质组学分析,识别出了与晚发性阿尔茨海默病(LOAD)相关的303种蛋白质,其中超过40%与APOE-ε4基因携带状态无关。研究发现17种蛋白质的LOAD关联性强烈依赖于APOE-ε4,其中4种蛋白质在APOE-ε4携带者中下调但在LOAD发病时上调。

研究结果揭示了LOAD早期阶段中与APOE-ε4基因相关和无关的蛋白质异常通路,并强调了这些蛋白质作为潜在生物标志物和治疗靶点的重要性。

4.(Nat Comm,IF: 14.7)宏转录+宏蛋白:揭示北大西洋西部的微真核生物代谢

8月25日,美国伍兹霍尔海洋研究所与佐治亚大学斯基达韦海洋研究所的研究团队在 Nature Communications 发文,探讨了北大西洋西部不同生态系统中微型真核生物(microeukaryotes)的代谢活动和群落结构。

研究人员利用自主式水下航行器Clio,对北大西洋西部沿1050公里的横断面进行垂直采样,结合宏转录组学(metatranscriptomic )和宏蛋白质组学(metaproteomic)方法,分析了微型真核生物在10至200米深度范围内的代谢活动和群落结构。

研究发现,表层水域以stramenopiles、dinoflagellates和ciliates为主;而在200米以下的深海区域,则富集了foraminifera、radiolaria、picozoa、discoba以及真菌的蛋白质,其中真菌蛋白质(fungal proteins)则出现在 >3000 米处的水域。这些发现揭示了微型真核生物在不同环境梯度中的功能动态和代谢调控机制。

该研究表明,宏转录组学和宏蛋白质组学在回答生态问题方面各有优势,可以为微生物群落动态提供互补视角。鉴于这些互补方法能够纠正单一方法的特定偏差,研究者建议在未来的海洋调查中尽可能使用多组学方法。

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5.(Nat Comm,IF: 14.7)急性肾小管损伤的血浆蛋白质组学

8月27日,波士顿大学乔巴尼安和阿维迪西亚医学院研究团队在 Nature Communications 发文,识别了与急性肾小管损伤(ATI)严重程度相关的血浆生物标志物并探索了与ATI发病机制相关的潜在途径。

研究人员在434名经过活检确认的肾病患者的血浆中分析了6592种蛋白质,发现了156种与ATI严重程度显著相关的生物标志物。研究特别指出,骨桥蛋白(OPN)、肌腱蛋白C(TNC)和人附睾蛋白-4(HE4)与ATI严重程度的关联最为显著,并且在急性肾损伤(AKI)和慢性肾病(CKD)的发展中具有重要作用。

通过在三个独立队列(KPMP、ARIC、CHROME)中的验证,研究确认了这些标志物在ATI和AKI中的一致性,并揭示了免疫调节和细胞器应激反应在ATI发病机制中的关键作用。该研究不仅扩展了对ATI生物标志物的理解,还为早期检测和治疗提供了潜在的新靶点。

研究概要、研究参与者和主要结果

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6.(Alzheimers Dement,IF: 13)CT1812在AD中作用的脑脊液蛋白质组学生物标志物荟萃分析

8月21日,Cognition Therapeutics 的研究团队在 Alzheimers Dementia 发表了AD的脑脊液蛋白组学研究。

研究通过对两项二期临床试验(SPARC和SHINE-A)中的脑脊液蛋白质组学数据进行荟萃分析,鉴定出CT1812在轻度至中度AD患者中的药效动力学生物标志物。研究发现CT1812影响了与S2R受体、淀粉样蛋白和突触功能相关的通路,并在两个独立队列中得到了重复验证。网络分析进一步揭示了S2R互作蛋白在这些生物过程中的关键作用。这些结果支持了CT1812的突触保护机制,强调了其临床开发的潜力。

SHINE-A/SPARC 荟萃分析队列特征

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7.(Cell Rep Med,IF: 11.7)蛋白组学研究发现前列腺癌预后预测新型标志物

8月21日,西湖大学医学院郭天南团队联合中国人民解放军第二军医大学长海医院杨成华、高旭团队,共同在 Cell Reports Medicine 发表了前列腺癌蛋白组学新研究。

研究人员对来自中国的306名前列腺癌患者的918份组织标本进行了全面的蛋白质组分析。该研究鉴定了10,000 多种蛋白质,并定义了三种具有显著临床和蛋白质组学特征的前列腺癌分子亚型。

另外,该研究建立了一个由16个蛋白组成的(16-protein panel)、能有效预测前列腺癌患者预后的蛋白标志物组合,并通过靶向蛋白质组学在由99个活检样本组成的队列中进行了验证。有趣的是该16-protein panel能有效预测不同ISUP分级和病理分期的前列腺癌的生化复发,在预测生化复发预后方面优于现有的D'Amico风险分类系统。

此外,16-protein panel 中的两种成分NUDT5和SEPTIN8的双重敲除能显著抑制PCa细胞的恶性特征,表明NUDT5和SEPTIN8可能为前列腺癌的治疗提供潜在的联合治疗靶点。这些结果表明,16-protein panel在术前评估前列腺癌生化复发风险方面具有重要的临床应用潜力,可为高风险前列腺癌患者提供更精准的治疗指导。

西湖欧米负责该研究的部分生信分析工作。

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