太空飞行后的生理变化、渐冻症治疗新靶点、败血症血浆蛋白组图谱|Proteomics Snapshot 018

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文献目录

1 哺乳动物卵母细胞的维持需要极长的蛋白质寿命

2 高通量质谱绘制败血症血浆蛋白质组图谱

3 运动血压和高血压发病率的血浆蛋白质组学研究

4 多组学分析揭示短期太空飞行后的生理变化

5 多组学揭示ALS治疗新靶点

6 血浆蛋白组学提前7年预测帕金森病生物标志物

7 前列腺癌重塑分泌和细胞外囊泡尿液蛋白质组

8 原发和复发性肝细胞癌的空间蛋白质组景观

9 多组学解析小细胞肺癌肿瘤微环境


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1.(nature cell biology,IF:17.3)哺乳动物卵母细胞的维持需要极长的蛋白质寿命

6月20日,马克斯·普朗克多学科科学研究所及哥廷根大学的研究人员在 Nature Cell Biology 发文,研究了哺乳动物卵巢中卵母细胞(oocytes)如何通过极端的蛋白质长寿性来维持其功能。

研究发现,卵巢中的蛋白质比其他组织(如大脑)更为长寿,这些蛋白质涉及线粒体、细胞骨架、染色质和蛋白质稳态等多种功能。通过量化质谱、脉冲追踪标记、单细胞RNA测序和纳米级二次离子质谱等技术,研究分析了约8,890种蛋白质,揭示了在哺乳动物卵母细胞和卵巢中,极端的蛋白质长寿性对于跨代传播健康的生殖细胞至关重要。

随着卵巢老化,许多长寿蛋白质的数量逐渐减少,导致蛋白质组的大规模重塑,最终导致女性生育能力下降。研究表明,尽管蛋白质长寿性和增强的蛋白质稳态可以延缓一些老化特征,但无法完全阻止女性生殖系的老化。研究还发现,长寿蛋白不仅存在于卵母细胞中,还存在于一些长寿的卵巢体细胞中。

此外,研究识别出了一些在卵巢老化过程中可能发挥重要作用的候选蛋白质和途径。例如,许多与细胞凋亡、DNA损伤修复、抗氧化损伤、染色质组织、表观遗传调控、线粒体和端粒相关的蛋白质在老化过程中表现出显著变化。这些发现为理解卵巢老化的分子机制提供了新的见解,并为开发新的延缓年龄相关疾病的治疗策略提供了重要线索。

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2.(Sci Transl Med,IF:15.8)高通量质谱绘制败血症血浆蛋白质组图谱

6月5日,牛津大学威康人类遗传学中心的 Julian C. Knight 团队在 Science Translational Medicine 发表了新的败血症(sepsis)血浆蛋白质组学文章。通过整合血浆蛋白质组和白细胞转录组数据,识别和表征了败血症的不同亚表型,从而提供更深入的病理生理学见解和风险分层策略。

研究通过整合血浆蛋白质组和白细胞转录组数据,识别出三个败血症亚表型(SPC1、SPC2、SPC3),其中SPC1患者病情最重且死亡率最高(28天死亡率为2.5倍于其他亚组,6个月死亡率为2.3倍)。研究验证了基于蛋白质组数据的预测模型,并在验证队列中重现了发现队列的结果。通过整合多组学数据,识别出了与疾病严重程度和脓毒症来源相关的潜在成分,发现SPC1与SRS1亚表型重叠且患者死亡率最高(33.3%)。这些发现揭示了败血症的异质性和潜在的治疗靶点,有助于改善患者风险分层和管理。

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3.(JAMA Cardiol,IF: 14.8)运动血压和高血压发病率的血浆蛋白质组学研究

6月12日,美国贝斯以色列女执事医疗中心的研究团队在 JAMA Cardiology 发文,探讨了运动血压(EBP)与高血压发生之间的关系。

研究人员采用高通量蛋白质组学技术,对681名健康成年人进行血浆蛋白分析,发现TGFBR3血浆水平与EBP呈负相关,并在弗雷明翰心脏研究、杰克逊心脏研究和动脉粥样硬化多民族研究中验证了这一发现(HR分别为0.86, 0.87和0.84)。

研究人员将TGFBR3确定为一种新型循环生物标志物,与未来高血压和心血管疾病(CVD)的较低风险相关(高血压OR=0.99,CVD OR=0.84)。研究表明,TGFBR3可能对预防高血压和CVD具有保护作用。

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4.(Nat Comm,IF: 14.7)多组学分析揭示短期太空飞行后的生理变化

6月11日,美国威尔康奈尔医学院的 Christopher E. Mason 团队在 Nature Communications 发文,研究了为期3天的太空飞行对宇航员血浆和细胞外囊泡(EVP)蛋白质组和代谢组的影响。

研究人员采集了执行SpaceX Inspiration4任务的4名航天员(2男2女)飞行前(92天, 44天, 3天)和飞行结束返回地球后(1天, 45天, 82天)的血样,利用蛋白质组学代谢组学等方法,分析了血浆和EVPs中的蛋白质和代谢物。

通过分析太空飞行前后不同时间点的血液样本,研究人员发现EVP中的差异蛋白数量(151个)显著多于血浆中的(40个),其中大多数EVP差异蛋白在长时间内恢复至飞行前水平,而血浆中的差异蛋白大部分(72.5%)在飞行后82天仍未恢复。代谢组分析显示,太空飞行后立即有100种代谢物发生显著变化,但这些变化在随后迅速恢复。

研究还揭示了太空飞行导致的氧化应激和免疫失调,并指出抗氧化蛋白和代谢产物的上调可能是为了应对增加的活性氧。此外,血浆和EVP中的蛋白质和代谢物网络分析显示太空飞行对免疫细胞和脑功能有显著影响,提示太空环境可能会引起血脑屏障破坏。

3天太空飞行后血浆和EVP的蛋白质组学变化

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5.(Nat Comm,IF: 14.7)多组学揭示ALS治疗新靶点

6月7日,来自德国慕尼黑工业大学和意大利马里奥·内格里药理研究所ALS研究中心的研究团队在 Nature Communications 发表了肌萎缩侧索硬化症(ALS)的多组学研究。

研究人员通过分析51名散发性ALS患者和50名对照者的前额叶皮层样本,以及四种转基因小鼠模型,综合运用转录组(磷酸化)蛋白质miRNA组数据揭示了ALS早期和性别特异性的分子机制。

研究发现男性在分子途径变化方面表现出更显著的差异,同时识别出多个ALS分子亚群,这些亚群在免疫反应、线粒体功能等方面存在显著差异。此外,文章强调了MAPK通路作为早期疾病机制的重要性,并展示了MAPK抑制剂曲美替尼(trametinib)在女性患者中的潜在治疗效果。

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6.(Nat Comm,IF: 14.7)血浆蛋白组学提前7年预测帕金森病生物标志物

6月18日,德国哥廷根大学医学中心和英国伦敦大学学院大奥蒙德街儿童健康研究所的研究团队在 Nature Communications 发表了血浆蛋白质组学研究。

研究旨在探索血浆蛋白组学在帕金森病(PD)早期识别中的应用潜力。通过多重质谱分析,研究团队确定了包括炎症标志物在内的八种血液生物标志物,能够高度准确地区分PD患者和健康对照(100%的特异性)。

更重要的是,他们的机器学习模型在iRBD(孤立性快速眼动睡眠行为障碍)个体中预测PD的发展,在运动病前最多7年的时间内达到了79%的准确率。这些发现揭示了这些生物标志物在早期PD诊断和预测中的潜力,为未来的干预和神经保护策略提供了重要的基础。

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7.(Nat Comm,IF: 14.7)前列腺癌重塑分泌和细胞外囊泡尿液蛋白质组

6月13日,来自加拿大多伦多大学的研究团队及合作者在 Nature Communications 发文,研究了前列腺癌对尿液中分泌蛋白质组和细胞外囊泡蛋白质组的影响。

通过分析190名男性(包括前列腺癌患者)的尿液样本,研究人员发现简单的方法可富集前列腺蛋白,尿液中的细胞外囊泡能准确反映组织蛋白质组,而分泌蛋白则不能。

研究表明,尿液蛋白质组在几年内保持稳定,能非侵入性地区分恶性和良性前列腺病变,并对肿瘤进行风险分层。研究探索了尿液蛋白质组的复杂性,并揭示了尿液蛋白质组在临床诊断和生物标志物研究中的重要潜力。

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8.(Hepatology,IF:12.9)原发和复发性肝细胞癌的空间蛋白质组景观

6月20日,中山大学附属第五医院分子影像中心李丹团队在 Hepatology 发文,通过原发和复发性肝细胞癌的空间蛋白质组景观揭示了早期复发的免疫逃逸特征。

研究人员通过质谱成像技术分析了46名患者的92份手术标本中的358,729个单细胞,揭示了肝细胞癌(HCC)术后复发的空间分子机制。

研究发现复发性HCC具有与免疫抑制相关的侵略性空间生态系统,特别是在肿瘤边缘微环境中。发现了一种新的树突状细胞亚群(PDL1+CD103+ DCs),其在肿瘤周围区域富集,并与早期术后复发相关。

通过单细胞RNA测序数据,研究人员确认了这些树突状细胞通过与调节性和耗竭性T细胞的相互作用增强了免疫抑制和免疫逃逸。研究表明,空间组织是HCC复发的重要决定因素,并为驱动复发的免疫逃逸机制提供了宝贵见解。

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9.(Cell Rep Med,IF:11.7)多组学解析小细胞肺癌肿瘤微环境

6月18日,美国国家癌症研究所的 Anish Thomas 团队在 Cell Reports Medicine 发文,探讨了小细胞肺癌(SCLC)微环境如何影响其神经内分泌状态并提供治疗机会。

研究发现,SCLC的肿瘤状态受到肿瘤微环境(TME)的显著影响,特别是肿瘤相关成纤维细胞(CAFs)的存在。这些CAFs在肿瘤边缘的侵略性亚型与较差的预后相关。此外,TME衍生的成纤维细胞生长因子(FGF)信号促进SCLC向非神经内分泌(non-NE)状态演变。

通过对快速尸检获取的转移性SCLC样本进行空间转录组学定量蛋白质组学分析,研究人员绘制了SCLC肿瘤及其TME生态系统的全面图谱,强调了TME在SCLC可塑性中的关键作用,提出了重新编程TME-肿瘤通信的治疗可能性。

研究表明,通过调控TME的互动,可以改变SCLC的肿瘤状态,从而为治疗SCLC开辟新途径。

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