蛋白质组学在医学研究中的应用与进展

中国组织工程研究第20卷第33期2016–08–12出版ChineseJournalofTissueEngineeringResearchAugust12,2016Vol.20,No.33ISSN2095-4344CN21-1581/RCODEN:ZLKHAH4985·综述·李玉香，女，1964年生，河南省新郑县人，汉族，1983年西藏大学化学系毕业，副教授，主要从事有机化学方向蛋白组学研究。通讯作者：李文华，教授，硕士生导师，西藏民族大学医学部，西藏民族大学医学院生命科学基础实验室，陕西省咸阳市712082中图分类号:R318文献标识码:A文章编号:2095-4344(2016)33-04985-08稿件接受：2016-06-08蛋白质组学在医学研究中的应用与进展李玉香，戎浩，胡群英，李文华(西藏民族大学医学部，西藏民族大学医学院生命科学基础实验室，陕西省咸阳市712082)引用本文：李玉香，戎浩，胡群英，李文华.蛋白质组学在医学研究中的应用与进展[J].中国组织工程研究，2016，20(33):4985-4992.DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.33.017ORCID:0000-0002-4191-2271(李玉香)文章快速阅读：文题释义：蛋白质组：其概念最先由MarcWilkins提出，指由一个基因组(Genome)，或一个细胞、组织表达的所有蛋白质。蛋白质组的概念与基因组的概念有许多差别，它随着组织、甚至环境状态的不同而改变。在转录时，一个基因可以多种mRNA形式剪接，一个蛋白质组不是一个基因组的直接产物，蛋白质组中蛋白质的数目有时可以超过基因组的数目。蛋白质组学(Proteomics)处于早期“发育”状态，这个领域的专家否认它是单纯的方法学，就像基因组学一样，不是一个封闭的、概念化的稳定的知识体系，而是一个领域。质谱：又叫质谱法，是一种与光谱并列的谱学方法，通常意义上是指广泛应用于各个学科领域中通过制备、分离、检测气相离子来鉴定化合物的一种专门技术。质谱法在一次分析中可提供丰富的结构信息，将分离技术与质谱法相结合是分离科学方法中的一项突破性进展。在众多的分析测试方法中，质谱学方法被认为是一种同时具备高特异性和高灵敏度且得到了广泛应用的普适性方法。质谱仪器一般由样品导入系统、离子源、质量分析器、检测器、数据处理系统等部分组成。摘要背景：蛋白质组的研究不仅为生命活动规律提供物质基础，也为多种疾病机制的阐明及攻克提供理论根据和解决途径。目的：总结了研究蛋白质组学在高原医学中的应用。方法：以关键词“蛋白质组学”和“Medicalresearch，医学研究，Plateaumedicine，高原医学”检索PubMed数据库和万方数据库1995至2015年相关文献，按相关性进行排序最终获得近200余篇英文文献，60余篇中文文献，最后筛选出59篇符合标准的文献。结果与结论：目前国内外蛋白质组学系列研究产生的数据将解读人类基因组学的精密内容，将精确表达各种病理状态下蛋白质组的变化及其机制，构建基于人类蛋白质组的生理图谱和病理图谱，将揭示许多新的治疗靶点，新的诊断标志物和新的药物，为整体提升防治疾病水平提供新策略新手段。蛋白质组学已经成为国内外的前沿和热点研究领域，包括组织、细胞或生物体所表达的全部蛋白质，成为了基因组与临床应用之间的桥梁。关键词：组织构建；组织工程；蛋白质组学；基因；高原医学；国家自然科学基金主题词：蛋白质组学；高海拔；基因基金资助：2013国家自然科学基金项目(81360299)；2015西藏自然科学基金，课题名称：西藏移居内地藏汉族蛋白质组学已经成为国内外的前沿和热点研究领域，包括组织、细胞或生物体所表达的全部蛋白质，成为了基因组与临床应用之间的桥梁。目前国内外蛋白质组学系列研究产生的数据将精确表达各种病理状态下蛋白质组的变化及其机制，构建基于人类蛋白质组的生理图谱和病理图谱，将揭示许多新的治疗靶点，新的诊断标志物和新的药物，为整体提升防治疾病水平提供新策略新手段。蛋白质组学在高原医学中的研究与应用李玉香，等.蛋白质组学在医学研究中的应用与进展P.O.Box10002,Shenyang110180:LiWen-hua,Professor,Master’ssupervisor,LifeScienceLaboratory,SchoolofMedicine,XizangMinzuUniversity,Xianyang712082,ShaanxiProvince,China人群不适症状的血清蛋白水平分析ProteomicsapplicationprogressinmedicalresearchLiYu-xiang,RongHao,HuQun-ying,LiWen-hua(LifeScienceLaboratory,SchoolofMedicine,XizangMinzuUniversity,Xianyang712082,ShaanxiProvince,China)AbstractBACKGROUND:Studiesontheproteomicscontributenotonlytoexploringthelawsgoverninglifeactivities,butalsotoelucidatingthepathogenesisofavarietyofdiseasestofindthetreatmentstrategies.OBJECTIVE:Tosummarizetheapplicationofproteomicsintheplateaumedicalresearch.METHODS:Acomputer-basedonlinesearchwasconductedinPubMedandWanfangdatabasesfrom1995to2015toscreentherelevantliteraturesusingthekeywords“proteomics,medicalresearch,plateaumedicine”inEnglishandChinese,respectively.Atotalofapproximately200Englishand60Chineserelevantliteratureswereselectedandthe59eligibleliteratureswereincludedafterscreeningfinally.RESULTSANDCONCLUSION:Currently,thehumangenomehasbeendecodedthroughthestudiesonexploringtheproteomicschangesunderthepathologicalconditionsandtheunderlyingmechanisms.Constructionofphysiologicalandpathologicalmappingbasedonthehumanproteomecontributestorevealingthenoveltreatmenttargets,diagnosticmarkers,anddrugsforthepreventionandtreatmentofdiseases.Proteomicshasbecomethefrontierandhotresearchfieldbothathomeandabroad,includingalltheproteinsexpressedinthetissue,cellororganism,andbecomesabridgebetweenthegenomeandclinicalapplication.Subjectheadings:Proteomics;Altitude;GenesFunding:theNationalNaturalScienceFoundationofChina,No.81360299;theNaturalScienceFoundationofTibet,China,in2015Citethisarticle:LiYX,RongH,HuQY,LiWH.Proteomicsapplicationprogressinmedicalresearch.ZhongguoZuzhiGongchengYanjiu.2016;20(33):4985-4992.0引言Introduction2014年5月28日，《自然》杂志发表了全球人类蛋白质组计划草图，其中，中国的目标是完成任务的30%。目前中国蛋白质组计划已经启动实施，以贺福初院士等为首的中国科学家开始了人类肝脏国际蛋白质组计划(HumanLiverProteomeProject，HLPP)[1]。蛋白质组包括某特定时间内一种细胞乃至一种生物所表达的全部蛋白质，不仅直接从基因序列上翻译的，也包括剪接，翻译后的修饰及两者结合的蛋白与蛋白相互作用[2]。蛋白质组学能识别并鉴定细胞、组织脏器及机体的全部蛋白质，提供一组蛋白质的功能和信息，由此获得蛋白质水平上的关于疾病发生、细胞代谢等过程的整体而全面的认识，这个概念最早是由MarcWilkins在1994年提出的[3]，它的提出成为了跨越基因组与临床应用之间的桥梁，提出后得到了快速的发展。蛋白质组的研究不仅为生命活动规律提供物质基础，也为多种疾病机制的阐明及攻克提供理论根据和解决途径[4-5]。中国是一个高原较多的国家，海拔3000m以上的高原、高山地区占国土总面积的1/6，青藏高原上的藏、汉族人群生活在地球第三极的高海拔地区，特殊的生态环境和文化背景铸就了特殊的高原低氧适应机制[6-8]，引起了国内外学者的广泛关注和浓厚的研究兴趣。机体对高原低氧环境的适应包括生理性适应和遗传性适应，两者的机制有所不同[9]。高原适应的产生与维持是一个长期的过程，长时程的细胞行为变化必然有其基因表达的基础[10-11]。中国高原世居藏族人群与其他国家高原人群相比，居住年代最长且较为封闭，对高原的低氧适应能力明显高于南、北美高原世居人群，是研究人类高原低氧适应机制的极好的遗传学对象[12-15]。目前基于血清蛋白质组学研究应用于世居高原藏族人群之高原低氧适应的研究报道少见。近5年，中国在血清蛋白质组学领域国内外核心刊物发表文章数千篇以上，跃居世界第二，取得了系列原创成果。因此，文章从PubMed数据库中以关键词“proteomics”和“Plateaumedicine”进行文献检索，按相关性进行排序，最终获得近260篇中、英文文献，通过阅读文献进行总结。文章针对蛋白质组学生物标记物的研究展开总结和分析，期待为高原医学研究借鉴。李玉香，等.蛋白质组学在医学研究中的应用与进展ISSN2095-4344CN21-1581/RCODEN:ZLKHAH4987外文文献数据库。1.2检索词以关键词“蛋白质组学，proteomics”和“医学研究，Medicalresearch，高原医学，Plateaumedicine”进行文献检索。检索词的逻辑组配：按相关性进行排序，总结蛋白质组学在医学研究中应用进展。检索的时间范围为1995至2015年。1.3文献筛选流程和筛选标准文献筛选流程：按照图1的步骤进行。文献的筛选标准：具有针对性，具有原创性，论据可靠相关度较高的文章，选择近期发表或权威期刊文献。排除的文献：一些重复性研究以及较陈旧的基础研究文