蛋白质组学
蛋白质组学（Proteomics），是以蛋白质组为研究对象，研究细胞、组织或生物体蛋白质组成及其变化规律的科学, 可以在研究细胞的增殖、分化、异常转化、肿瘤形成等方面进行了有力的探索，为肿瘤的早期诊断、药靶的发现、疗效判断和预后提供了重要依据。
多色免疫荧光
组织多色免疫荧光是免疫组化与荧光标记抗体之外的另一种信号检测方式，利用酪氨酸信号放大技术(Tyramide Signal Amplification™, TSA)，用带有荧光素的酪氨在辣根过氧化物酶和过氧化氢的作用下被活化，与样品中酪氨酸残基共价偶联，使蛋白与荧光素稳定结合，实现在同一个组织切片中检测多个靶标。
组织多色免疫荧光技术中，单一抗体能够实现多重表达标记，摆脱了一抗种属限制的问题，实现了抗体的自由选择。同时， 组织多色免疫荧光技术能够实现组织原位观察，并借助多光谱成像系统实现多通道同时检测，进而大幅节约样品用量，提高科研效率。
联用优势
蛋白质组学能够高通量获得不同样本中蛋白质的表达信息，而组织多色免疫荧光技术能够同时验证同一样本中的多个蛋白标记，以此支持蛋白质组学的数据结果。因此，蛋白质组学与组织多色免疫荧光技术联用不仅能够获得大量样本信息，而且能够有效提高数据准确性与科研效率。
高分文献
2019 年，《Cell》杂志发表的题为 Integrated Proteogenomic Characterization of HBV Related Hepatocellular Carcinoma 的研究论文[1]。
一、主要结论
本研究对 159 位乙肝病毒（HBV）相关的肝细胞癌（HCC）患者的肝癌组织与癌旁正常肝组织进行了蛋白质组、转录组以及代谢组测序。本文通过多组学分析，揭示了多组学结果间的一致性与差异，鉴定了乙肝病毒（HBV）相关的肝细胞癌（HCC）患者体内关键信号通路的激活状态与肝组织特异性代谢过程的变化情况。基于蛋白质组学数据，乙肝病毒（HBV）相关的肝细胞癌（HCC）被分为三个亚组，并初步确定了每个亚组的临床特征与分子特征。通过组织多色免疫荧光技术，鉴定了两个预后生物标记物——PYCR2 蛋白和 ADH1A 蛋白，并证明了体内较高水平的 SLC10A1 蛋白（HBV 受体蛋白）与乙肝病毒（HBV）相关的肝细胞癌（HCC）预后之间的关系。
二、研究结果
1. 基于蛋白质组学的乙肝病毒（HBV）相关的肝细胞癌分型
基于蛋白质组数据可将 159 例 HBV 相关肝细胞癌患者分为 3 个亚组。其中，亚组 1（S-Mb）的患者肝功能最好，且代谢相关蛋白（ACAT1 蛋白，ADH1A 蛋白，G6PC 蛋白和 PGM1 蛋白）的表达水平最高；亚组 3（S-Pf）的特征是增殖相关蛋白（PARP1 蛋白，TOP2A 蛋白，PCNA 蛋白和 MKI-67 蛋白）的表达水平上调；亚组 2（S-Me）的代谢相关蛋白与增殖相关蛋白的表达水平介于亚组 1 与亚组 3 之间，且其免疫、炎性或基质相关蛋白（CD4 蛋白，CD8A 蛋白，S100A12 蛋白，SPARC 蛋白和 ITGB3 蛋白）均下调表达。
2. 细胞代谢途径与信号途径的组学分析
蛋白质组学分析发现：肿瘤组织中，糖酵解途径的关键酶（HK2 蛋白，ALDOA 蛋白和 PKM2 蛋白）显著上调，表明肝癌对葡萄糖代谢的需求增强，但柠檬酸循环中氧化磷酸化系统的相关蛋白的表达水平未发生显著改变；脂质合成途径相关蛋白（ACLY 蛋白，ACSL3 蛋白和 ACSL4 蛋白）的表达水平显著上调；而胆固醇—胆汁酸代谢途径的关键酶（HK2 蛋白，ALDOA 蛋白和 PKM2 蛋白）显著下调，表明肝脏特异性的代谢途径受损。
蛋白质组学分析发现：S-Mb 亚组中，三羧酸循环，异源物代谢，脂肪酸—脂质代谢等途径显著上调，表明代谢的增强可能引发S-Mb型的肝细胞癌；增值相关信号（WNT 蛋白，Notch 蛋白，Myc 蛋白和 Hedgehog 蛋白）可能与 S-Pf 型肝细胞癌的发生相关，因此，S-Pf 亚组中的细胞再生相关途径显著上调，如细胞周期途径、转录、剪接和泛素介导的蛋白水解途径等，表明；而 S-Me 亚组中差异表达的代谢途径较少，并主要集中在 Hippo 途径、昼夜节律和 Tight junctions 途径等方面，其代谢和信号传导途径的表达水平介于 S-Mb 亚组与 S-Pf 亚组之间。
3. 组织多色免疫荧光技术对预后生物标志物的鉴定和验证
蛋白质组学（Proteomics），是以蛋白质组为研究对象，研究细胞、组织或生物体蛋白质组成及其变化规律的科学, 可以在研究细胞的增殖、分化、异常转化、肿瘤形成等方面进行了有力的探索，为肿瘤的早期诊断、药靶的发现、疗效判断和预后提供了重要依据。
多色免疫荧光
组织多色免疫荧光是免疫组化与荧光标记抗体之外的另一种信号检测方式，利用酪氨酸信号放大技术(Tyramide Signal Amplification™, TSA)，用带有荧光素的酪氨在辣根过氧化物酶和过氧化氢的作用下被活化，与样品中酪氨酸残基共价偶联，使蛋白与荧光素稳定结合，实现在同一个组织切片中检测多个靶标。
组织多色免疫荧光技术中，单一抗体能够实现多重表达标记，摆脱了一抗种属限制的问题，实现了抗体的自由选择。同时， 组织多色免疫荧光技术能够实现组织原位观察，并借助多光谱成像系统实现多通道同时检测，进而大幅节约样品用量，提高科研效率。
联用优势
蛋白质组学能够高通量获得不同样本中蛋白质的表达信息，而组织多色免疫荧光技术能够同时验证同一样本中的多个蛋白标记，以此支持蛋白质组学的数据结果。因此，蛋白质组学与组织多色免疫荧光技术联用不仅能够获得大量样本信息，而且能够有效提高数据准确性与科研效率。
高分文献
2019 年，《Cell》杂志发表的题为 Integrated Proteogenomic Characterization of HBV Related Hepatocellular Carcinoma 的研究论文[1]。
一、主要结论
本研究对 159 位乙肝病毒（HBV）相关的肝细胞癌（HCC）患者的肝癌组织与癌旁正常肝组织进行了蛋白质组、转录组以及代谢组测序。本文通过多组学分析，揭示了多组学结果间的一致性与差异，鉴定了乙肝病毒（HBV）相关的肝细胞癌（HCC）患者体内关键信号通路的激活状态与肝组织特异性代谢过程的变化情况。基于蛋白质组学数据，乙肝病毒（HBV）相关的肝细胞癌（HCC）被分为三个亚组，并初步确定了每个亚组的临床特征与分子特征。通过组织多色免疫荧光技术，鉴定了两个预后生物标记物——PYCR2 蛋白和 ADH1A 蛋白，并证明了体内较高水平的 SLC10A1 蛋白（HBV 受体蛋白）与乙肝病毒（HBV）相关的肝细胞癌（HCC）预后之间的关系。
二、研究结果
1. 基于蛋白质组学的乙肝病毒（HBV）相关的肝细胞癌分型
图1. 根据肿瘤组织和非肿瘤组织中的差异表达蛋白质（共 1,274 种）可将乙肝病毒（HBV）相关的肝细胞癌（HCC）患者分为 3 个亚组
基于蛋白质组数据可将 159 例 HBV 相关肝细胞癌患者分为 3 个亚组。其中，亚组 1（S-Mb）的患者肝功能最好，且代谢相关蛋白（ACAT1 蛋白，ADH1A 蛋白，G6PC 蛋白和 PGM1 蛋白）的表达水平最高；亚组 3（S-Pf）的特征是增殖相关蛋白（PARP1 蛋白，TOP2A 蛋白，PCNA 蛋白和 MKI-67 蛋白）的表达水平上调；亚组 2（S-Me）的代谢相关蛋白与增殖相关蛋白的表达水平介于亚组 1 与亚组 3 之间，且其免疫、炎性或基质相关蛋白（CD4 蛋白，CD8A 蛋白，S100A12 蛋白，SPARC 蛋白和 ITGB3 蛋白）均下调表达。
2. 细胞代谢途径与信号途径的组学分析
图 2. 肿瘤或非肿瘤的肝组织中细胞代谢途径与信号途径的差异分析
蛋白质组学分析发现：肿瘤组织中，糖酵解途径的关键酶（HK2 蛋白，ALDOA 蛋白和 PKM2 蛋白）显著上调，表明肝癌对葡萄糖代谢的需求增强，但柠檬酸循环中氧化磷酸化系统的相关蛋白的表达水平未发生显著改变；脂质合成途径相关蛋白（ACLY 蛋白，ACSL3 蛋白和 ACSL4 蛋白）的表达水平显著上调；而胆固醇—胆汁酸代谢途径的关键酶（HK2 蛋白，ALDOA 蛋白和 PKM2 蛋白）显著下调，表明肝脏特异性的代谢途径受损。
图3. 不同亚组的乙肝病毒（HBV）相关的肝细胞癌（HCC）中细胞代谢途径与信号途径的差异分析
蛋白质组学分析发现：S-Mb 亚组中，三羧酸循环，异源物代谢，脂肪酸—脂质代谢等途径显著上调，表明代谢的增强可能引发S-Mb型的肝细胞癌；增值相关信号（WNT 蛋白，Notch 蛋白，Myc 蛋白和 Hedgehog 蛋白）可能与 S-Pf 型肝细胞癌的发生相关，因此，S-Pf 亚组中的细胞再生相关途径显著上调，如细胞周期途径、转录、剪接和泛素介导的蛋白水解途径等，表明；而 S-Me 亚组中差异表达的代谢途径较少，并主要集中在 Hippo 途径、昼夜节律和 Tight junctions 途径等方面，其代谢和信号传导途径的表达水平介于 S-Mb 亚组与 S-Pf 亚组之间。
3. 组织多色免疫荧光技术对预后生物标志物的鉴定和验证
图4. 肿瘤或非肿瘤的肝组织中，PYCR2 蛋白和 ADH1A 蛋白的多色免疫荧光染色
PYCR2 蛋白和 ADH1A 蛋白的蛋白质丰度或免疫荧光染色评分的总体生存率曲线表明，PYCR2 蛋白表达水平较高而 ADH1A 蛋白表达水平较低的患者预后较差。肿瘤或非肿瘤肝组织的多色免疫荧光实验表明，肿瘤组织中 PYCR2 蛋白表达水平较高而 ADH1A 蛋白表达水平较低。
图5. 肿瘤或非肿瘤的肝组织中，SLC10A1 蛋白的多色免疫荧光染色
本研究通过肿瘤或非肿瘤肝组织的多色免疫荧光实验鉴定了 HBV 病毒相关因子（如 HBV 病毒蛋白与 HBV 受体蛋白）与肿瘤发生间的相关性。结果表明，肿瘤组织中，HBV 病毒蛋白与 SLC10A1 蛋白（HBV 受体蛋白）的表达水平较低。SLC10A1 蛋白的蛋白质丰度或免疫荧光染色评分的总体生存率曲线表明，PYCR2 蛋白表达水平较低的患者预后较差。
三、方法点评
蛋白质组学能够得到大量的样本信息，但大规模的数据采集过程总是伴随着较高的假阳性率与不准确的数据。因此，对于蛋白质组学的数据结果，不仅要对测序数据进行严格的质量控制，而且要通过后续的实验与分析进一步验证蛋白质组学的数据结果。其中，荧光定量核酸扩增检测（qPCR）与蛋白质免疫印迹（WB）是两种最为常见的蛋白质组学定性定量验证法。组织多色免疫荧光技术能够定性或半定量地验证蛋白质组学的数据结果，能够同时鉴定同一组织中多种生物标记物的表达情况，并提供与不同生物标记物表达相关的原位信息。组织多色免疫荧光技术具备高灵敏、高特异性、高效率的特点，为蛋白质组学结果的验证提供了新的方法与思路。
芯超提供优质的蛋白质组学检测服务与多色免疫荧光技术服务，蛋白质组学能够提供丰富的组学信息，多色免疫荧光技术能够稳定而特异性地验证同一组织中的多个生物标记物，为蛋白质组学数据提供有力支撑，提高数据准确性。蛋白质组学与多色免疫荧光技术联用能够准确而有效地挖掘肿瘤相关分子标记与潜在的药物靶点，极大地提高了科研效率。芯超拥有一支训练有素且经验丰富的蛋白质组学检测服务与多色免疫荧光技术服务团队，欢迎各位专家学者来电咨询！
参考文献
[1] Gao Q, Zhu H, Dong L, et al. Integrated Proteogenomic Characterization of HBV-Related Hepatocellular Carcinoma [J]. Cell, 2019, 179(2): 561-577.
三、方法点评
蛋白质组学能够得到大量的样本信息，但大规模的数据采集过程总是伴随着较高的假阳性率与不准确的数据。因此，对于蛋白质组学的数据结果，不仅要对测序数据进行严格的质量控制，而且要通过后续的实验与分析进一步验证蛋白质组学的数据结果。其中，荧光定量核酸扩增检测（qPCR）与蛋白质免疫印迹（WB）是两种最为常见的蛋白质组学定性定量验证法。组织多色免疫荧光技术能够定性或半定量地验证蛋白质组学的数据结果，能够同时鉴定同一组织中多种生物标记物的表达情况，并提供与不同生物标记物表达相关的原位信息。组织多色免疫荧光技术具备高灵敏、高特异性、高效率的特点，为蛋白质组学结果的验证提供了新的方法与思路。
芯超提供优质的蛋白质组学检测服务与多色免疫荧光技术服务，蛋白质组学能够提供丰富的组学信息，多色免疫荧光技术能够稳定而特异性地验证同一组织中的多个生物标记物，为蛋白质组学数据提供有力支撑，提高数据准确性。蛋白质组学与多色免疫荧光技术联用能够准确而有效地挖掘肿瘤相关分子标记与潜在的药物靶点，极大地提高了科研效率。芯超拥有一支训练有素且经验丰富的蛋白质组学检测服务与多色免疫荧光技术服务团队，欢迎各位专家学者来电咨询！
参考文献
[1] Gao Q, Zhu H, Dong L, et al. Integrated Proteogenomic Characterization of HBV-Related Hepatocellular Carcinoma [J]. Cell, 2019, 179(2): 561-577.
评论