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高深度蛋白質組

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Region and cell-type resolved quantitative proteomic map of the human heart

研究對象:人類心髒
期刊:Nature Communications
影響因子:12.124
发表单位:德国心脏中心和Max Planck生化研究所
發表時間:2017年11月

一、研究背景

心脏是人体的重要器官,人的心脏在一生中平均跳动20亿次,每一次收缩都是由电信号和机械力之间错综复杂的相互作用所完成的熊猫体育「ChinaPanda」App下载官方网站VSport -(CHINA) 胜利因您更精彩。在解剖层面,心脏由四个腔体、四个瓣膜、大动脉和静脉组成尼斯人app官网版下载尼斯人app官网下载官方版(官网)下载最新版娱乐中心首页大厅,娱乐中心-大厅welcome球友(官方)App下载-球友直播。心脏的细胞类型主要有四类,心脏成纤维细胞(CF)、心肌细胞(AF)、平滑肌细胞(SMC)和内皮细胞(EC)XC·sports-官网下载官方版(中国)官方网站。但目前对于这四类细胞的数量比例仍然存在争议XC·sports-官网下载官方版(中国)官方网站。与其他肌肉组织一样,心脏收缩装置中少量的关键蛋白质支配完成心脏的收缩运动澳门人威泥斯娱乐官方网站(中国)集团娱乐官方网站熊猫体育「ChinaPanda」App下载官方网站VSport -(CHINA) 胜利因您更精彩。心脏疾病是目前世界范围内的死亡主因,从生理学与病理学角度,研究心脏在空间与细胞水平上的分子特征,将成为调查心脏疾病的重要切入点球友(官方)App下载-球友直播PA体育-视讯(中国区)官网 - PlayAce。

二、研究策略

取樣策略

質譜策略

信息分析

3个成年健康心脏,每个心脏按照解剖学采集16份不同区域的样本,iST方法制备样品

高PH反相分餾爲8個餾分,
label-free質譜分析,100min/馏分

心髒蛋白質組圖譜
不同心髒解剖部分的蛋白質組分析

三、研究結果

1.建立心髒蛋白質組圖譜
本研究共鉴定到181814个unique peptides,匹配到 11236个protein groupsEON4凯捷-意昂4凯捷「强保障平台,更省心注册」熊猫体育「ChinaPanda」App下载官方网站。所有蛋白的平均序列覆盖率为38%,不过高丰度蛋白具有较高的蛋白序列覆盖度, 如肌球蛋白调控轻链2(MYL7)序列覆盖率为100%澳门人威泥斯娱乐官方网站(中国)集团娱乐官方网站U8国际·科技赋能场景,更省心娱乐。 MaxLFQ算法定量了11163个蛋白,10751个蛋白来自心脏的16个解剖区域,10447个蛋白来自心肌的四种细胞类型(图1d)熊猫体育「ChinaPanda」App下载官方网站。所有区域的蛋白质组学深度都很高,包括4个心脏瓣膜区域,虽然它们主要由ECM组成,但仍平均鉴定到了7800个蛋白娱乐中心首页大厅,娱乐中心-大厅welcome尼斯人app官网版下载尼斯人app官网下载官方版(官网)下载最新版。与“human draft-proteome”相比,蛋白鉴定数目是其三倍,且大部分为低丰度蛋白熊猫体育「ChinaPanda」App下载官方网站EON4凯捷-意昂4凯捷「强保障平台,更省心注册」。
2.不同心髒解剖區域的蛋白質組分析
为了全面评估16个心脏解剖区域的蛋白质组学相似性与差异性, 本研究采用了PCA分析的方法VSport -(CHINA) 胜利因您更精彩尼斯人app官网版下载尼斯人app官网下载官方版(官网)下载最新版。来自不同样本的腔室蛋白、血管蛋白和瓣膜蛋白各自清晰的聚集在一起(图2a)娱乐中心首页大厅,娱乐中心-大厅welcomeVSport -(CHINA) 胜利因您更精彩。三个组别的蛋白区分,主要与MYL7、MYL5、COX7A1、SRL、TTN、胶原蛋白(COL4A2, COL14A1)、整联蛋白(ITGA7, ITGA8和 ITGB1),以及双联蛋白聚糖(BGN)等相关娱乐中心首页大厅,娱乐中心-大厅welcomeXC·sports-官网下载官方版(中国)官方网站VSport -(CHINA) 胜利因您更精彩。这些蛋白反应了腔室与ECM成分丰富的血管与瓣膜之间的生物学差异,ECM成分可作为本研究蛋白质组学分析的阳性对照(图2b)PA体育-视讯(中国区)官网 - PlayAce。
进一步定量研究不同细胞器的蛋白质组水平,本研究发现线粒体蛋白占腔体蛋白总含量的21%(图3b),相比之下,HeLa细胞中线粒体蛋白质占比7%,瓣膜和血管中占比3%
3.心髒蛋白質圖譜在房顫中的臨床應用
为了确认本研究结果是否可以作为健康心脏与患病心脏之间分子差异的参考,研究人员后续收集了3位房颤患者的左心房样本尼斯人app官网版下载尼斯人app官网下载官方版(官网)下载最新版。房颤是最为常见的心率失常疾病,是导致患者死亡的主要原因球友(官方)App下载-球友直播。借助iST样品制备方法,本研究可以在不到2天的时间内对任何心脏样本进行分析,其中300min为质谱检测时间(图4a)娱乐中心首页大厅,娱乐中心-大厅welcome。通过这种方法,研究人员对4147个健康心脏左心房蛋白与3681份房颤患者左心房蛋白进行定量分析,与健康样本相比,房颤样本104个蛋白显著下调,307个蛋白上调(图4b)澳门人威泥斯娱乐官方网站(中国)集团娱乐官方网站EON4凯捷-意昂4凯捷「强保障平台,更省心注册」。

四、研究結論

本研究使用“loss-less”的高PH反相分馏和高分辨率质谱,定量检测心脏组织的不同区域与细胞类型的蛋白质组图谱熊猫体育「ChinaPanda」App下载官方网站。本研究鉴定到了超过11000种蛋白质,这是迄今为止针对人类健康心脏进行的最深度的蛋白质组学娱乐中心首页大厅,娱乐中心-大厅welcome。
本研究使用低微量样本,精简工作流程,在不到两天的时间内便可对心脏样本进行检测,为未来的临床应用提供了可能PA体育-视讯(中国区)官网 - PlayAce娱乐中心首页大厅,娱乐中心-大厅welcomeU8国际·科技赋能场景,更省心娱乐。在解剖层面,不同心脏区域的蛋白表达存在差异,为找寻可靠的疾病标志物提供了可能VSport -(CHINA) 胜利因您更精彩。研究结果还显示房颤患者呈现与健康人群不同的蛋白质图谱,为找寻疾病病因提供了初步线索澳门人威泥斯娱乐官方网站(中国)集团娱乐官方网站尼斯人app官网版下载尼斯人app官网下载官方版(官网)下载最新版。