《自然》发表新研究:蛋白质组可能是解读生命天书的利器

发布时间:2019-03-25

      提起蛋白质,大家并不陌生。它是生物体内一种极为重要的高分子有机物,约占人体干重的54%

      不过,“蛋白质组”一词却鲜有人了解。其实,蝴蝶由卵变虫、成蛹、再破茧成蝶,幕后“操盘者”并非基因组,而是蛋白质组。“1994年澳大利亚科学家率先提出蛋白质组这个概念,指某个时刻、某个组织、器官或个体中所有蛋白质的集合。”贺福初说。



       前不久,《自然》杂志在线发表了中国科学家在早期肝细胞癌蛋白质组研究领域取得的重大科研成果。这一研究测定了早期肝细胞癌的蛋白质组表达谱和磷酸化蛋白质组图谱,发现了肝细胞癌精准治疗的潜在新靶点——胆固醇酯化酶SOAT1

       90%以上的肝癌属于肝细胞癌。对于普通人来说,这一研究最耀眼的成绩,是给治疗最凶险的一类肝细胞癌带来了希望;对于蛋白质组相关科研人员来说,这一成果是“中国人类蛋白质组计划迎来的第一道曙光”。

      该成果论文的通讯作者、国家蛋白质科学中心(北京)首席科学家贺福初院士认为:“这一成果证明,基因组学不能独打天下,现在轮到蛋白质组学上场了。”

      回顾此前有关癌症的研究成果,“基因”这个词是在抗癌场景中出现的高频词——科学家相信:人类的某些基因隐藏着打开癌症开关的钥匙。这一思路符合学界对基因组学的一贯期待,贺福初院士介绍:“人们1985年开始酝酿基因组计划的主要动力,就是希望能够通过描绘和破解基因蓝图,揭示人类生老病死的规律和本质。”

      但人们将基因图谱这本“天书”印出来后,发现解读“天书”依旧是一大难题。

      1994年澳大利亚科学家Marc Wikins首先提出蛋白质组学这一概念。简单来说,基因承载着人类的遗传物质,而蛋白质是遗传物质传递的最后一个环节,是生命活动的执行者,蛋白质是组成人体所有细胞和组织的重要成分。一个生物系统在特定状态下表达的所有种类的蛋白质就是蛋白质组。

     1998年,“认为基因组学的发展或许遇到了瓶颈”的贺福初开始转向蛋白质组学研究。2002年,贺福初成为“国际人类蛋白质组计划”的重要参与者,并带领中国科学家牵头实施人类肝脏蛋白质组计划,他相信“基因组学解决不了的问题,或许蛋白质组学能解决”。同年11月,“人类血浆蛋白质组计划”“人类肝脏蛋白质组计划”正式启动,贺福初担任“人类 肝脏蛋白质组计划”主席。其后两年间,德国牵头的“人类脑蛋白组计划”、瑞士牵头的“大规模抗体计划”、英国牵头的“蛋白质组标准计划”及加拿大牵头的 “模式动物蛋白质组计划”相继启动。

      目前贺福初团队的研究思路与一些美国同行不同。据介绍,贺福初团队的思路是用蛋白质组学驱动的精准医学“领跑”国际精准医疗;而美国的研究主流策略是“蛋白基因组学”,即将蛋白质组的数据用于基因组的注释,蛋白质组的研究仍然需要“背靠”基因组、转录组。

      科学家们对蛋白质组学研究的价值存在争议。贺福初说,学界更为主流的观点是,蛋白质组学的研究只是基因组学研究的“注解”。

      而贺福初认为蛋白组研究不是基因组研究的“附庸”。以本次发表在《自然》杂志在线的研究为例,他希望更多人认同蛋白质组研究的价值和作用。

       贺福初团队的这项研究持续了5年。研究发现,在最凶险的一类肝细胞癌中,胆固醇稳态失调与病发有直接联系,具体来说,胆固醇酯化酶越活跃,这类患者的手术后复发或死亡风险越大。而如果胆固醇酯化酶SOAT1得到抑制,肿瘤的增殖和迁移能力也同时受到有效抑制。他们的研究还发现,胆固醇酯化酶SOAT1在头颈癌、胃癌、前列腺癌、肾癌和甲状腺癌中均和患者较差的术后转移和死亡表现正相关。

      贺福初认为,这种基于蛋白质组研究的“抗代谢失稳”的抗癌思路,或可成为继抗增殖抗癌疗法和免疫抑制抗癌疗法之后的抗癌新方向。

     在前不久举行的成果发布会上,施普林格 自然旗下自然科研大中华区总监保罗埃文斯在祝贺视频中说:“《自然》杂志约有93%的拒稿率,因此这样一篇论文发表出来是一项很大的成就,我深信这项研究工作将为蛋白质组学所引导的精准医学的发展作出有力贡献。”

     “蛋白组是解读生命天书的利器。”该成果的第一作者、军事科学院军事医学研究院研究员姜颖相信:“蛋白质组学驱动的精准医学时代正向我们走来。”

     据悉,此前在“蛋白基因组学”研究模式的指导下,美国等国的科学家们已经完成的精准医疗分子分型包括:结直肠癌、乳腺癌、卵巢癌和胃癌等。

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