西湖大学绘制迄今最完整人体蛋白质组高精地图:覆盖1.3万种蛋白质,数据全球开放
来源:互联网如果把人体比作一座城市,基因组如同施工图纸,转录组像是把图纸转化成一条条可执行的指令,而真正让这座城市运转起来的,是蛋白质组。心脏的收缩跳动、肝脏的代谢解毒、大脑的记忆思考,所有这些活儿都由不同的蛋白质协同完成。长期以来,科学界对蛋白质在人体全身范围内的空间分布缺乏系统性认知,而这一空白如今被填补。
最精最全的蛋白质组图谱
西湖大学医学院郭天南教授团队联合上海交通大学医学院、哈尔滨医科大学等多家科研单位,收集了近3000份人体组织样本,覆盖58种正常组织、25种癌症类型,对超过1.3万种蛋白质进行定量分析,成功绘制出迄今分辨率最高、覆盖范围最广的人体蛋白质组空间图谱。研究团队历经多年积累,持续开展样本采集与实验分析,成功构建包含15332个蛋白质的数据库,在此基础上对13609种蛋白质进行精准定量分析。相关研究成果日前在Nature杂志刊发,所有数据已通过公开数据库向全球开放。
微量样本突破传统瓶颈
蛋白质是绝大多数药物的直接作用靶点。长期以来,蛋白质靶点分布不明导致许多抗癌创新药在临床试验中因出现意料之外的副作用而研发失败。与此同时,传统蛋白质组学研究对样本要求高、检测速度慢、成本昂贵,极大限制了大规模研究的开展。郭天南团队开发出的微量样本蛋白质组分析方法体系,仅需芝麻大小的组织样本便可完成标准化蛋白质组学分析,不仅将分析速度提高了约十倍,还显著降低了实验成本,为大规模、高通量的蛋白质组学研究奠定了技术基础。
从黑箱摸索到地图导航
这项研究成果有望推动药物研发从过去的在黑箱里摸索,逐渐转向看着地图导航。通过分析人体蛋白质组空间图谱,研究人员可以精准筛选新药靶点,使药物研发更加精准、有效;还可以充分挖掘老药的新靶点,助力老药新用。更直观地说,过去研发新药就像在一座陌生城市里盲找目的地,而现在有了一张标注了每栋建筑功能的高精地图,可以精确导航到目标位置。
开放数据赋能全球科研
目前,这项研究的所有数据已通过公开数据库向全球开放,任何科研团队都可以基于这套蛋白质组图谱开展后续研究。郭天南表示,蛋白质组空间图谱的绘制只是一个起点,未来随着更多组织类型和疾病状态的纳入,图谱的精度和覆盖范围还将持续扩展,为精准医疗和新药研发提供更加坚实的科学基础。这项研究标志着人类对自身生命系统的认知从基因层面深入到蛋白质层面,是从图纸到实况的关键一步。