國家蛋白質(zhì)科學中心-北京揭示肝臟中實質(zhì)細胞與非實質(zhì)細胞的分工原則

2016年10月05日訊 國際知名學術(shù)期刊Molecular & Cellular Proteomics在線發(fā)表了國家蛋白質(zhì)科學中心（鳳凰中心）的最新研究成果“A Cell-type-resolved liver proteome”。該研究利用新一代高維度蛋白質(zhì)組學技術(shù)，通過解析肝臟主要細胞類型的蛋白質(zhì)組，首次揭示器官（肝臟）的細胞構(gòu)成規(guī)律和分工原則。

肝臟是機體最大的實質(zhì)器官，由肝實質(zhì)細胞和非實質(zhì)細胞（如星型細胞、血管內(nèi)皮細胞、枯否氏細胞等）組成，肝臟各細胞類型間通過廣泛的相互作用、精密的調(diào)控、有序的分工，共同行使肝臟的生物學功能。然而一直以來，人們對于肝臟中各細胞間蛋白構(gòu)成規(guī)律和分工原則并沒有系統(tǒng)的認識。

鳳凰中心精細分離肝臟各類細胞，利用高通量蛋白質(zhì)組學技術(shù)Fast-seq對每類細胞蛋白質(zhì)組進行深度掃描，共鑒定出10075種基因產(chǎn)物，實現(xiàn)了對肝臟各類細胞蛋白質(zhì)組的深度覆蓋和精確定量。在對各類細胞蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)整合分析中，該團隊發(fā)現(xiàn)肝臟細胞構(gòu)成和分工的三個主要特征：（1）肝實質(zhì)細胞具有相對最精簡的蛋白質(zhì)組構(gòu)成，承擔著肝臟的主要功能；（2）在肝臟主要功能通路上，如代謝、凝血、補體等途徑，各類細胞遵循著“實質(zhì)細胞主體執(zhí)行，非實質(zhì)細胞觸發(fā)調(diào)控”的特點；（3）肝臟實質(zhì)細胞通過非實質(zhì)細胞分泌的配體-實質(zhì)細胞內(nèi)受體-轉(zhuǎn)錄因子-靶基因所組成的高維度相互作用網(wǎng)絡(luò)，維持肝臟穩(wěn)態(tài)。

自2003年由賀福初院士倡導(dǎo)并領(lǐng)銜的“人類肝臟蛋白質(zhì)組計劃”實施至今，賀院士領(lǐng)導(dǎo)的團隊已系統(tǒng)構(gòu)建了國際上第一張人類器官蛋白質(zhì)組“藍圖”；發(fā)現(xiàn)了包含3000余個蛋白質(zhì)之間的相互作用網(wǎng)絡(luò)圖；建立了2000余株蛋白質(zhì)抗體。這也是我國科學家首次領(lǐng)導(dǎo)國際重大科研合作項目。2014年，在系統(tǒng)總結(jié) “人類肝臟蛋白質(zhì)組計劃”成功經(jīng)驗基礎(chǔ)上，經(jīng)過4年迭代論證，“中國人類蛋白質(zhì)組計劃”實施，主要目標是以我國重大疾病的防治需求為牽引，發(fā)展蛋白質(zhì)組研究相關(guān)設(shè)備及關(guān)鍵技術(shù)，繪制人類蛋白質(zhì)組生理和病理精細圖譜，構(gòu)建人類蛋白質(zhì)組“百科全書”，全景式揭示生命奧秘。這一成果的發(fā)表，標志著下一代高維度蛋白質(zhì)組學完成了對首個實質(zhì)器官的細胞構(gòu)成規(guī)律和分工原則的揭示，也為后續(xù)更多的組織器官在更精細分辨率、更高維度、更多樣的生理病理狀態(tài)下的分子機制解析奠定了基礎(chǔ)。

國家蛋白質(zhì)科學中心（鳳凰中心）丁琛、李嚴嚴、郭非非、姜穎、應(yīng)萬濤、李棟為本文并列第一作者，賀福初院士、秦鈞研究員、錢小紅研究員為本文共同通訊作者，該工作得到國家科技部“中國人類蛋白質(zhì)組計劃”、“中國人類肝臟蛋白質(zhì)組計劃”，國家自然科學基金委，北京市科委的支持。

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