西湖大学医学院的郭天南教授及其合作研究团队,通过对近 3000 份人体组织样本进行分析,这些样本涵盖了 58 种正常组织和 25 种癌症类型,并对超过 1.3 万种蛋白质进行了定量研究,构建了一幅迄今为止分辨率最高、覆盖最广的人体蛋白质组空间图谱。
蛋白质在生命活动中扮演着核心执行者的角色,同时也是大多数药物作用的主要目标。然而,科学界长期以来对蛋白质在人体内整体的空间分布缺乏深入的系统性了解。郭天南团队开发了一套微量样本蛋白质组分析方法,使得研究人员只需极小量的组织样本(约芝麻大小)即可完成标准化的蛋白质组学分析。
这项新技术不仅将分析效率提升了约十倍,还大幅降低了实验成本,为开展大规模、高通量的蛋白质组学研究奠定了技术基础。通过持续的样本收集和实验分析,研究团队建立了一个包含 15332 种蛋白质的数据库,并在此基础上对 13609 种蛋白质进行了精确的定量分析,从而绘制出了这张高精度的人体蛋白质组“地图”。
利用这张蛋白质“地图”,研究团队还对比了 25 种癌症中肿瘤组织与癌旁组织的蛋白质表达水平差异,共发现了 8940 个表达存在差异的蛋白质。研究结果表明,不同癌症类型的蛋白质变化幅度存在显著差异,其中结肠癌、直肠癌以及睾丸癌的蛋白质变化尤为突出。
此外,研究团队还识别出了 2879 个在特定癌症中才会发生变化的肿瘤特异蛋白。
值得注意的是,这项研究成果已以“Spatial distribution of the proteome in the human body and in cancers”为题发表在《自然》杂志上。目前,该研究的数据已通过公开数据库 db.prottalks.com 向全球研究者开放,可用于查询蛋白质在 58 种人体组织中的表达丰度,并可比较不同癌症中的蛋白质变化情况。