院士研究组最新文章公布蛋白质组新技术

　　

生物通报道：来自中科院大连化学物理研究所，第二军医大学等处的研究人员发展了基于糖蛋白固载的无标记定量蛋白质组学技术，并应用于肝癌临床诊断标志物的初步筛选中，发现了一系列在肝癌血清中异常表达的糖基化蛋白。这一研究成果公布在蛋白质组学领域刊物Molecular & Cellular Proteomics上。

这项研究由第二军医大学王红阳院士研究组，与中科院大连化学物理研究所邹汉法研究组合作完成，其中王红阳院士早年毕业于第二军医大学，是教育部“****奖励计划”特聘教授，中国工程院院士。长期从事肿瘤的基础与临床研究，对肿瘤的跨膜信号转导、肝癌新分子标志物鉴定及应用、酪氨酸磷酸酶的网络调控研究等有重要建树。

蛋白质糖基化是目前已知的最为复杂的翻译后修饰之一，与癌症的发生密切相关，目前已知的诊断标志物都是糖基化蛋白质。然而，由于糖基化位点存在微观不均一性，传统的基于糖肽的定量方法不能准确的反映生物样品中糖基化蛋白的表达水平。

在这篇文章中，研究人员发展了新型的基于非糖肽的定量蛋白质组学技术，较好地解决了高通量糖基化蛋白定量中的准确性和可靠性问题，并将这一方法运用于肝癌临床诊断差异表达定量蛋白质组学分析中，发现了一系列在肝癌血清中异常表达的糖基化蛋白，采用传统的基于抗体的ELISA方法对其中的3个糖蛋白质进行大样本量（50-100个临床样品）的验证，进一步证明了所发展的方法对糖蛋白质组学定量分析的可靠性。这一方法的发展不仅为疾病蛋白质组学的研究提供了新的技术途径，而且也筛选出一系列可供临床验证的差异糖基化蛋白质。

除此之外，近期来自斯坦福大学医学院等处的研究人员还利用一种高精度蛋白质组学，识别出了与Jourbert综合症（Joubert syndrome, JS）等疾病相关的基因。这一发现增加了人们对JS这种病的进一步认识和了解。这种基因的发现让研究人员进一步了解大脑、视网膜和肾脏的发育，更好地了解正常和异常的大脑并最终找到治疗相关疾病的有效方法。

注：

无标记定量蛋白质组学技术

目前，蛋白质组研究的实验技术流程一般为样品(蛋白混合物) 经二维凝胶电泳，染色，胶上蛋白酶切，进入质谱鉴定；或样品(蛋白混合物) 直接经酶切，色谱分离，进入质谱进行鉴定。在二维凝胶电泳的实验中，可以通过比较染色后的2 张2DE-gel 图像中蛋白点的光密度值进行差异定量，或比较同种蛋白经同位素标记和未经标记的串联质谱峰面积进行差异定量。 但这2 种常用技术由于在样品处理上费时费力，不利于大规模的蛋白质组定量。因此，兴起了无标记的质谱定量方法，这种方法只需分析大规模鉴定蛋白时所产生的质谱数据， 用蛋白相应肽段的质谱数据进行定量。

非标记定量技术在定量蛋白质组学研究中受到了众多科学工作者的推崇。目前，已经有一系列配套的非标记定量分析软件，其中包括的GE公司开发的DeCyder MSTM商业化软件，实践证明其具有很好的定量准确性和可信性。 （生物通：万纹）

原文摘要：

Development of Glycoprotein Capture-Based Label-Free Method for the High-throughput Screening of Differential Glycoproteins in Hepatocellular Carcinoma.

A robust, reproducible, and high throughput method was developed for the relative quantitative analysis of glycoprotein abundances in human serum. Instead of quantifying glycoproteins by glycopeptides in conventional quantitative glycoproteomics, glycoproteins were quantified by nonglycosylated peptides derived from the glycoprotein digest, which consists of the capture of glycoproteins in serum samples and the release of nonglycopeptides by trypsin digestion of captured glycoproteins followed by two-dimensional liquid chromatography-tandem MS analysis of released peptides. Protein quantification was achieved by comparing the spectrum counts of identified nonglycosylated peptides of glycoproteins between different samples. This method was demonstrated to have almost the same specificity and sensitivity in glycoproteins quantification as capture at glycopeptides level. The differential abundance of proteins present at as low as nanogram per milliliter levels was quantified with high confidence. The established method was applied to the analysis of human serum samples from healthy people and patients with hepatocellular carcinoma (HCC) to screen differential glycoproteins in HCC. Thirty eight glycoproteins were found with substantial concentration changes between normal and HCC serum samples, including α-fetoprotein, the only clinically used marker for HCC diagnosis. The abundance changes of three glycoproteins, i.e. galectin-3 binding protein, insulin-like growth factor binding protein 3, and thrombospondin 1, which were associated with the development of HCC, were further confirmed by enzyme-linked immunosorbent assay. In conclusion, the developed method was an effective approach to quantitatively analyze glycoproteins in human serum and could be further applied in the biomarker discovery for HCC and other cancers.

作者简介：

王红阳院士
1952年出生，山东威海人。教育部“****奖励计划”特聘教授，中国工程院院士。1977年毕业于第二军医大学临床医学系。1984年获第二军医大学消化免疫学专业硕士学位。1992年获德国乌尔姆大学临床生化博士学位。后在德国科学院Max-Planck生化研究所分子生物学部先后做博士后和研究组长（PI）等工作。1997年回国。

现任第二军医大学国际合作生物信号转导研究中心主任，上海东方肝胆外科研究所常务副所长，东方肝胆外科医院综合治疗二科主任、教授、博士生导师。兼任国家自然科学基金委员会医学科学部主任、中国工程院医药卫生学部常委会委员、全国生物化学与分子生物学学会副理事长、全军医学科技委员会副主任委员、全军生化专业委员会主任委员、上海交通大学 “癌基因及相关基因” 国家重点实验室主任、J.B.C编委和《中华实验外科杂志》副主编等职。长期从事肿瘤的基础与临床研究，对肿瘤的跨膜信号转导、肝癌新分子标志物鉴定及应用、酪氨酸磷酸酶的网络调控研究等有重要建树。在J.E.M、Gastroenterology、Hepatology、Nature、Cancer Res.、Oncogene和J.B.C等国内外著名期刊发表论文百余篇，影响因子484；申报国内外专利25余项，已授权8项。先后主持国家传染病重大科技专项课题、国家自然科学基金重点项目、国家杰出青年基金、“973”子课题、“863”课题、上海市重大科技攻关项目等十余项，以第一完成人获国家自然科学二等奖、2010年韩国爱茉莉太平洋杰出女科学家奖、何梁何利科技进步奖和上海市医学科技奖一等奖等。